电子线路CAD实训报告 (2).doc

电子线路CAD实训设计报告专业学生姓名班级学号指导教师完成日期目 录1电子线路CAD与protel99se概述22电气原理图的编辑32.1原理图的绘制32.2原理图的电气检查52.3报表的生成63PCB板设计83.1设计前准备83.2印制板的选择规划及PCB布局83.3布线93.4设计规则检查114心得体会13参考文献1414盐城工学院课程设计说明书（2011）1电子线路CAD与protel99se概述传统的电子线路设计工作，需要有完备的元器件和仪器设备在实验室中反复调整测试才能完成。这需要消耗大量的时间、精力以及实验成本。随着计算机技术的发展，电子线路系统设计工作进入了计算机辅助设计阶段，电子设计CAD软件实现了计算机辅助设计的功能。图1-1 Protel 99SE页面早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电路原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低，而现今的PROTEL已发展到DXP 2004，是个庞大的EDA软件，完全安装有200多M，它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率。在国内PROTEL软件较易买到，有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多，这为它的普及提供了基础。想更多地了解PROTEL的软件功能或者下载PROTEL99的试用版，可以在INTERNET上。使用Protel 99/99 SE进行电子线路设计的大致流程主要包括两个方面：原理图编辑阶段和PCB设计阶段。原理图编辑阶段主要是原理图的编辑（有时需要电气元件的编辑）、电气规则检查及局部或整体电路仿真测试至最后的报表生成；PCB设计阶段：PCB设计（封装图形元件的编辑）、设计规则检查及信号完整性分析。 盐城工学院课程设计说明书（2011）2电气原理图的编辑2.1原理图的绘制电路原理图，就是使用电子元器件的电气图形符号以及绘制电原理图所需的导线、总线等示意性绘图工具来描述电路系统中各元器件之间的电气连接关系的一种符号化、图形化的语言。因此，这些电气图形符号必须为全世界范围内电气、电子工程技术人员所接受的、通用的图形符号，以便进行技术协作和交流。国家标准局在1985年制定电气图用图形符号（即GB 4728-85）。首先，进行元件电气图形符号库的加载及管理；找到所需的元件库，在元件库中找到需要的元件。如图所示。图2-1 元件参数设置其次，放置元件并修改元件参数。其中重要的参数有（1）Footprint（元器件封装形式）：它是印制板编辑过程中布局的依据，常见的封装形式有DIP、SIP、SOP、SOIC、BGA等；（2）Designator（元件标号）：元件在电路图中的顺序号，一般均需给出，可利用“自动编号”功能；（3）Part：型号或大小，缺省时表示元件名称。最后进行连线，用到总线、总线分支及网络标号。原理图如图所示。图2-2（a） 任务1原理图图2-2（b） 任务2原理图2.2原理图的电气检查 通过SCH提供的电气法测试功能（ERC）,可以找出缺陷，没有连接的网络标号、悬空的引脚等。在进行任务2电气检查时，出现Floating pins on Net.(为引脚悬空未连接)，最后生成的检查文档显示有警告(不影响PCB设计)出现：Error Report For : Sheet1.Sch 18-Jun-2014 22:47:55 #1 Warning IO Pins And Output Pins On Net D0 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-39300,890) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-11 1280,890) #2 Warning IO Pins And Output Pins On Net D1 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-38 300,880) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-12 1280,880) #3 Warning IO Pins And Output Pins On Net D2 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-37 300,870) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-13 1280,870) #4 Warning IO Pins And Output Pins On Net D3 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-36 300,860) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-15 1280,860) #5 Warning IO Pins And Output Pins On Net D4 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-35 300,850) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-16 1280,850) #6 Warning IO Pins And Output Pins On Net D5 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-34 300,840) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-17 1280,840) #7 Warning IO Pins And Output Pins On Net D6 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-33 300,830) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-18 1280,830) #8 Warning IO Pins And Output Pins On Net D7 IO Pins : 例2-81.Sch(U1-32 300,820) Output Pins : 例2-81.Sch(U4-19 1280,820) #9 Warning IO Pins And Power Pins On Net GND IO Pins : 例2-81.Sch(U1-28 300,730) Power Pins : 例2-81.Sch(U1-20 140,620) 例2-81.Sch(U2-10 530,760) 例2-81.Sch(U3-14 930,700) 例2-81.Sch(U4-14 1280,700) 例2-81.Sch(U5-7 830,220)End Report2.3报表的生成1、网络报表 记录了原理图中元件类型、序号、封装形式以及各元器件之间的连接信息，借助网络表可检查连线的正确性。C301POLAR0.64700e-62、元件清单报表 目的是迅速得到一个设计项目或电路图所包含的元件类型、封装形式、数目等，以便进行采购和成本预算。Part TypeDesignatorFootprintDescription0.1e-6C7RAD0.1Capacitor0.1e-6C9RAD0.1Capacitor0.1e-6C5RAD0.1Capacitor0.1e-6C6RAD0.1Capacitor0.1e-6C8RAD0.1Capacitor0.1e-6C11RAD0.1Capacitor0.1e-6C10RAD0.1Capacitor0.1e-6C13RAD0.1Capacitor0.1e-6C12RAD0.1Capacitor1N4148D12DIODE0.4Diode1N4148D13DIODE0.4Diode1N4148D11DIODE0.4Diode1N4148D7DIODE0.4Diode1N4148D10DIODE0.4Diode1N4148D9DIODE0.4Diode1N4148D8DIODE0.4Diode4.7kR8AXIAL0.56.000MHZY1SIP2CRYSTAL10e-6C3POLAR0.6Electrolytic Capacitor25pC1RAD0.1Capacitor25pC2RAD0.1Capacitor47e-6C15POLAR0.6Electrolytic Capacitor47e-6C14POLAR0.6Electrolytic Capacitor74LS05U5DIP-14Hex Inverter with Open-Collector Output74LS373U2DIP20Octal D-Type Transparent Latch with 3-State Output74LS4069U6DIP1478L05U8DIP43-Terminal Positive Voltage Regulator78L12U7DIP43-Terminal Positive Voltage Regulator270R7AXIAL0.54700e-6C4POLAR0.6Electrolytic Capacitor6264U4DIP288031U1DIP4027256U3DIP28262 144-BIT UV ERASABLE PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORYLEDD3SIP2LEDD2SIP2LEDD1SIP2LEDD6SIP2LEDD5SIP2LEDD4SIP2SW-PBRES1SIP2表2-1 任务2元件清单报表盐城工学院课程设计说明书（2011）3PCB板设计3.1设计前准备 印制电路板（Printed Circuit Board）设计是电子产品设计的关键环节之一，其影响电子产品的可靠性、稳定性、抗震强度等。设计前需了解印制板的材料、种类及结构，对工作参数进行设置、规划电路板尺寸，例如，需了解各工作层：信号层、中间信号层、内电源/地线层、机械层、掩膜层、丝印层等。3.2印制板的选择规划及PCB布局对于任务1，完成原理图编辑后，执行Sch编辑窗口内的“Design”菜单下的“Update PCB”命令，创建空白PCB文件，自动装入元件封装图及其电气连接关系。由于元器件较少、电路简单，选择单层板。PCB布局时需满足布局原则：（1）分开布局模拟电路、数字电路及大回流电路，减小系统间耦合；（2）各单元电路、单元内元件位置合理，连线尽可能短；避免信号迂回传送（3）优先安排核心元件、发热量大及热敏感元件。图2-4 任务1元件布局对于任务2，利用“Printed Circuit Board Wizard”（印制板）创建空白的PCB文件。图2-5 任务2元件布局3.3布线 布线分手动布线和自动布线两种方式，很多时候需两种结合。对于任务1进行手动布线。图2-6 任务1手动布线图2-7 任务2自动布线3.4设计规则检查 电路板设计完成后，执行“Tools”菜单下“Design Rule Check”（设计规则检查），看是否违反布线规则。任务1检查报告Protel Design System Design Rule CheckPCB File : Sheet1.PcbDate : 19-Jun-2014Time : 11:15:03Processing Rule : Hole Size Constraint (Min=1mil) (Max=100mil) (On the board )Rule Violations :0Processing Rule : Width Constraint (Min=10mil) (Max=10mil) (Prefered=10mil) (On the board )Rule Violations :0Processing Rule : Clearance Constraint (Gap=10mil) (On the board ),(On the board )Rule Violations :0Processing Rule : Broken-Net Constraint ( (On the board ) )Rule Violations :0Processing Rule : Short-Circuit Constraint (Allowed=Not Allowed) (On the board ),(On the board )Rule Violations :0Violations Detected : 0Time Elapsed : 00:00:00任务2检查报告：Protel Design System Design Rule CheckPCB File : PCB2.PCBDate : 19-Jun-2014Time : 11:04:25Processing Rule : Clearance Constraint (Gap=20mil) (On the board ),(On the board )Rule Violations :0Processing Rule : Width Constraint (Min=20mil) (Max=20mil) (Prefered=20mil) (On the board ) Violation Track (11800mil,9580mil)(11820mil,9580mil) TopLayer Actual Width = 10milRule Violations :1Processing Rule : Short-Circuit Constraint (Allowed=Not Allowed) (On the board ),(On the board )Rule Violations :0Processing Rule : Broken-Net Constraint ( (On the board ) )Rule Violations :0Processing Rule : Short-Circuit Constraint (Allowed=Not Allowed) (On the board ),(On the board )Rule Violations :0Processing Rule : Broken-Net Constraint ( (On the board ) )Rule Violations :0Violations Detected : 1Time Elapsed : 00:00:00盐城工学院课程设计说明书（2011）4心得体会1. 完成课程设计的质量明显提高。 由于这次的课程设计有充足的时间，再加上前几次的课程设计所积淀下来的经验，以及老师悉心的指导，有力地指导了这次课程