PCB画图课设.doc

测试与控制系统电路设计技能训练报告 项目名称：测试与控制系统电路设计技能训练姓 名： 。 学 号： 。 班 级： 。 指导教师： 。 。训练项目一 原理图元件库的制作1.1 新建元件库新建集成库：文件-新建-工程-集成库 如图1新建原理图库：文件-新建-库-原理图库 如图2新建PCB库：文件-新建-库-PCB库 如图3图1 新建集成库图2 新建原理图库图3 新建PCB库1.2 制作变压器原理图元件1.2.1 原理图封装制作第一步：打开项目面板软件右下角的system快捷菜单栏内单击Projects菜单即可打开项目面板 第二步：打开原理图封装库：在项目面板内双击新建的原理图封装库即可打开相应的原理图封装库 第三步：添加元件名称：单击 工具-新器件，在对话框中输入元件名即可 1.2.2 绘制步骤关于绘制变压器元件所需要的都在放置菜单栏，线、弧等，绘制出变压器原型如图4所示，添加管脚后变压器原理图如图5所示图4 直线与弧线绘制图5 变压器原理图1.3 制作7段LED数码管1.3.1 绘制步骤第一步：新建原理图（命名：LED.SchLib）-工具-新器件（命名：LED）第二步：放置-线 来绘制 第三步：放置-文本字符串，通过双击字符串弹出对话框来设置字符参数 第四步：放置-引脚，双击引脚弹出对话框来设置引脚参数7段LED数码管原理图如图6所示图6 7段LED数码管原理图1.4 AT89C51芯片制作1.4.1 绘制步骤第一步：新建原理图（命名：AT89C51.SchLib）-工具-新器件（命名：AT89C51）第二步：放置-线 来绘制 第三步：放置-引脚，双击引脚弹出对话框来设置引脚参数 第四步：设置低电平管脚符号，然后在管脚属性设置对话框内在其引脚名称前加一个”反斜杠号即可 如图7所示，AT89C51芯片原理图如图8所示图7 低电平设置图8 AT89C51芯片原理图 1.5 四运放LM423制作1.5.1 绘制步骤第一步：添加元件名称第二步：在新建的元件库绘制界面中先绘制好一个功能电路的符号第三步：全选绘制好的第一个功能电路符号，进行复制即按 【CTRL】+【C】第四步：单击菜单 ToolsNew Part 新建第2个功能电路符号，再按【CTRL】+【V】把我们复制的第一个部件粘贴到第2个部件编辑区域使用多门封装的形式绘制四运放芯片 LM324 的原理图元件如图9所示图9 多门封装的形式绘制四运放芯片 LM324 的原理图项目一总结 在做项目一的过程中，我从零开始，认识了AD09这个软件，从迷茫到有一丝的方向感，慢慢的理解其意义，在完成 AT89C51 芯片资料原理图元件的绘制时引脚的方向没有注意 ，旋转了引脚方向，在LM324运放中没看懂要求3什么意思，导致开始时都做错了，最后经过同学的知道该怎么做。训练项目二 PCB 封装库的制作 2.1 制作给定尺寸的PCB封装 2.1.1 在PCB封装库内添加元件第1步，打开项目面板：在软件的右下角的 【system】 快捷菜单栏内单击【Projects】菜单即可打开项目面板。第2步，打开原理图封装库：在项目面板内双击新建的PCB封装库即可打开相应的PCB封装库并进入PCB封装编辑状态。第3步，向原理图封装库内添加元件名称: 然后单击菜单【Tools】【NewBlank Component】新建一个空的PCB封装，此时我们并没有给PCB封装命名。在软件界面的右下角单击快捷菜单【PCB】【PCBLibrary】打开PCB元件库面板，在面板内双击新建的空元件将封装名重新命名，然后单击OK退出。2.1.2 通孔焊盘的添加方法 单击菜单【Place】【Pad】即可调用焊盘添加工具，按【TAB】键可进入焊盘属性编辑对话框，在焊盘属性对话框内一般需要设置过孔的大小、焊盘形状、连接的层（贴片元件时设置）、焊盘编号（与元件实际引脚号要一致）等参数。放置后的效果如图10所示。图10 焊盘参数DIP 40 PCB封装如图11所示。图11 DIP 40 PCB封装2.1.3 贴片焊盘的添加方法 单击菜单【Place】【Pad】即可调用焊盘添加工具，按【TAB】键可进入焊盘属性编辑对话框，在Properties设置区域内需设置好焊盘编号、焊盘放置的层（一般是顶层）；在Size and Shape区域内需设置好焊盘的形状、大小等参数即可放置贴片焊盘。如图12所示。 图12 贴片焊盘的参数LEA5S PCB封装如图13所示。图13 LEA5S PCB封装项目二总结 项目二这一部分主要为PCB的封装练习，在做的过程中，主要问题出现在尺寸的确定上，所犯的错误也是尺寸调的不合格，最后在同学们的帮助下找到问题并解决。训练项目三 集成库的制作3.1 原理图设计3.1.1新建工程： 单击菜单【File】【New】【Project】【PCB Project】新建一个工程，并保存该工程。 3.1.2 装载（卸载）将要用到的元件库： 在软件的右下角单击快捷菜单【System】【Libraries】打开元件库面板。3.1.3 新建一张原理图： 当所需的元件库装载好之后，用户就可以在工程目录下新建一张原理图开始设计了。新建一张原理图的流程是：单击菜单【File】【New】【Schematic】即可新建一张原理图。新建的原理图默认名为Sheet1，用户可以在Project 面板内右键单击原理图，在其菜单中选【Save】或【Save As.】命令可以将原理图保存并重新命名。3.1.4 放置/删除元件：在原理图中放置元件一般常用的有3 种方法，可通过【Libraries】面板、【Place】【Part】菜单、快捷方式等3种方法。3.1.5 元件布局及属性设置：设置元件的编号，设置元件的电气参数，元件的方位变换，元件的选取操作，多个元件同时定位，连线，原理图设计其他工具的使用， 编译原理图， 层次原理图设计。C8051F060的原理图如图14所示。图14 C8051F060的原理图3.2 C8051F060封装 3.2.1利用PCB封装向导制作封装第一步：单击菜单【Tools】【Component Wizard】进入向导，并单击【Next】。 第二步：选择封装类型、选择使用的长度单位并单击NEXT。 第三步：设置焊盘直径。 第四步：设置焊盘中心间距。 第五步：设置丝印线宽。 第六步：设置管脚命名类型（可选纯数字和字母加数字类型）。第七步：设置管脚参数。第八步：封装命名。 第九步：完成制作向导。 C8051F060封装图如图15所示。图15 C8051F060封装图项目三总结 项目三这部分主要应用了IPC封装向导功能，从此功能学到了PCB封装的快捷方法，不需要一个一个进行封装，节约了时间，提高了效率。所犯的错误是在封装过程中设置参数较困难，一开始最大值最小值没弄好，但最后也都改正了。训练项目四 简单原理图设计 4.1 原理图设计4.1.1通过【Libraries】面板放置元件：第一 步：打开【Libraries】面板并选择要使用的元件库。在软件右下角单击快捷菜单【System】【Libraries】面板，随后在【Libraries】面板的活动库栏内选择要使用的元件库。 第二步：指定元件。 在活动的器件库目录中找到要使用的元件，确定其封装形式，当该元件有多个PCB 封装时要选择要使用的封装。 第三步：放置元件。 通过第2 步的方法确定元件参数后，点击【Libraries】面板的【Place】按钮即可开始在元件图中放置元件。4.1.2放置电源及地符号： 通过工具栏的快捷图标【GND Power Port】及 【VCC Power Port】可为电路图放置一个相应的电气符号。4.1.3删除元件：将光标移到要删除的元件上单击一下鼠标左键，再使用该命可直接将所选择的物体删除，包括元件、线、文字串等物体。 4.1.4设置元件的编号：在放置元件时按一下键盘【TAB】键或者在原理图上双击一个元件符号，即可进入元件属性设置对话框，在属性对话框的【Properties】区域内的【Designator】栏可用于设置元件的编号。4.1.5设置元件的电气参数：在放置元件时按一下键盘【TAB】键或者在原理图上双击一个元件符号，即可进入元件属性设置对话框，在属性对话框的【Parameters】区域内双击一个参数栏后的【Value】表格，输入电气参数值即可。4.1.6【Bus】放置总线菜单功能：该菜单用于在原理图中绘制总线。进入该菜单后光标将变成十字形，将光标移动到图纸上合适位置，单击一下鼠标左键，这时再拖动光标在原理图上可看见一条线随着光标移动，再次单击一下鼠标左键可固定好一段总线，固定好一段总线后改变光标的方向可实现绘制带转角的总线。4.1.7【Bus Entry】放置总线入口菜单功能：该菜单用于给总线放置总线入口。进入该菜单后光标将变成十字形，并且还能看到十字形光标中还带有一条小斜线，该小斜线即是一个总线的入口符号，这时可以按【空格】键改变它的方向，确定好方向以后可以在总线上单击即可放置好一个总线入口。 最后绘制出的原理图如图16所示。图16 AT89C51单片机的最小系统原理图项目四总结 项目四主要是如何在原件库中寻找原件、并更改参数、合理布局并连线。过程中也遇到了问题，因为没有安装元件库所以找不到实验所需要的原件，最后仔细看了一遍教程找到了自身的不足之处，并改正。训练项目五 层次原理图设计 5.1 层次原理图设计5.1.1自底向上层次原理图设计：第一 步：绘制好底层的各个子原理图，把需要与其他子原理图相连的端口用I/O 端口的形式画出，即绘制好层次原理图子图。 第二步：在该工程中新建一张原理图文件，然后执行菜单命令【Design】_【Create SheetSymbol From Sheet or HDL】,随后将弹出如下图所示的对话框，在对话框内选择一张子图，单击OK，这时系统将自动产生代表该原理图的方块电路符号，并附着在光标上，光标移动到原理图上合适的位置再单击一次鼠标左键就可将该方块电路放置在原理图上，其他的子原理图可以重复该步骤生成其相应的方块电路符号。底层原理图Power.SchDoc如图17所示。图17 底层原理图Power.SchDoc 底层原理图FC.SchDoc如图18所示。图18 底层原理图FC.SchDoc第三步：用导线将各方块电路之间的电气连接关系的端口边接起来，就得到了该项目的顶层原理图。 顶层原理图Main.SchDoc如图19所示。图19 顶层原理图Main.SchDoc项目五总结 项目五这部分应用了层次原理图设计，将两个电路图分别分层次封装，作为底片。再用顶层框图将两个底层原理图关联起来。学到了怎么分层次设计原理图。训练项目六 单层电路板设计6.1 PCB 设计6.1.1在项目内新建一个空PCB文件单击菜单File_New_PCB 即可新建一个PCB 文件。在Project 面板内鼠标右键单击PCB文件，选择Save 或Save As.命令保存该PCB 文件。6.1.2导入元件 单击菜单DesignUpdate PCB Document *.PcbDoc 命令，软件将项目内所有元件图的元件信息列出在打开的对话框中，分别单击Validate Changes 按钮和Execute Changs按扭，确认要传送的元件并执行传送命令到PCB 文件。6.1.3设置板层及埋孔设置板层：单击菜单【Design】【Layer Stack Manager】打开层管理对话框，从中选左边层名，再单击Add Layer或添加一个信号层，单击Add Plane可添加一个内电层，单击Delete 可删除选中的层（顶层和底层除外）。设置埋孔对：在板层设置对话框中，单击【Configure Drill Pairs】按钮进入过孔设置对话框。在孔设置对话框中单击Add按扭，将新增一个埋孔对，从Start Layer 和Stop Layer栏中分别选取起始和结束层，一个多层板PCB应将每一种层的组合都要设置一个埋孔钻孔对。 6.1.4设计板框 将 PCB 编辑环境活动层切换到机械层（即单击 Mechanical 1），然后利用Place 菜单下的绘图工具，如直线、圆、圆弧等工具绘制出电路板的边框。 6.1.5布局手动布局： 在电路板中选中要布局的元件，然后按住鼠标左键不放并拖动光标即可移动元件，移动过程中按空格键可90 度旋转元件。 6.1.6 PCB 布线常规布线：单击菜单Place_Interactive Routin 命令或单击工具栏中交互式布线图标，即可开始在PCB 文件上布线。单击布线网络的起始端，拖动光标将会按光标的路径布出一条线，在确定的位置上再单击一次即可完成布线，布线中可按小键盘的*键或大键盘的数字2 键可添加一个过孔，按L 键可切换布线层，布线过程中按数字3 键可按规则中设定的最小线宽、典型线宽、最大线宽的值进行线宽切换。6.1.7 PCB 后期处理加螺丝孔：将PCB 环境活动的层切换到机械层，然后板合适的位置画个圆圈即可。铺铜：。单击工具栏Place Polygon Plane图标或单击菜单【Place】【Polygon Pour】可为PCB 进行铺铜。6.2 单层板设计原理图 如图20所示图20 单层板设计原理图6.3 单层板封装设计 单击菜单【工具】【封装管理器】打开封装管理器界面。元件列表中显示元件名称，选中所要封装的元件，添加所需元件型号并选中元件型号。当所有元件选择型号后，执行并生效更改。就可以得到要求的封装。封装管理器界面如图21所示。图21 封装管理器界面6.4 单层电路板PCB图图22 单层电路板PCB图项目六总结 项目六训练中将原理图封装到PCB。在训练中遇到了一个问题，当使用元器件不符合标准时，即使封装正确的原件，得到的PCB原理图依旧不正确。再就是需要找到元器件合适的封装，否则即时不对。在生成PCB图之后还需要对其进行摆位和走线，以防到时候太乱。训练项目七 插针式封装的二层电路板设计 7.1.1加过孔 在多层板的PCB布线过程中经常会有一些线从当前层需要切换到另一层再继续布线，在这个换层的过程中就需要添加一个过孔。通孔情况下我们只需按一下小键盘的【*】键即可添加一个过孔，但有的工程师可能使用的是笔记本电脑，笔记本电脑添加过孔要稍麻烦一点需要先按数字2 键，再按L 键换层。7.1.2调整丝印 PCB 板布好之后我们会发现有的元件的丝印看起来并不整齐甚至有的可能己经超出板框，这时我们需要手动去调节一下元件的丝印的摆放位置。操作的方法是：将光标移动到元的丝印上，并单击该丝印这时该元件的丝印标号将被选中，按住鼠标左键不放直接拖动光标该丝印也将跟随移动，在移动的过程中按空格键可改变丝位的方向。通过对项目四的原理图进行生成，经过调整和走线后得到如图23所示的插针式封装的二层电路板PCB图。图23 插针式封装的二层电路板项目七总结 项目七属于综合运用。PCB原理图封装时遇到了一些问题，重新查找封装后解决了问题。一开始手动连线连了很久都没完成任务，最后在同学的指导下运用了自动连线快捷方便。再就是在连线过程中需要加孔，因为要进行两层走线。通过学习前几个项目，应用所学的知识制作本项目，受益匪浅。训练项目八 表面安装型封装的二层电路板设计 8.1 表面安装型封装的二层电路板的设计 根据训练项目中给定的原理图，绘制出如图24所示的原理图。图24 表面安装型封装的二层电路板原理图 8.2 二层电路板PCB图生成根据训练六和七的实验步骤进行生成PCB图，需要进行板层设计和埋孔。具体操作如下：8.2.1设置板层单击菜单【Des