PCB课程设计——单片机最小系统.doc

湖南工程学院课 程 设 计课程名称 PCB设计 课题名称 单片机最小系统 专 业 电子科学与技术 班 级 1102班 学 号 姓 名 指导教师 李延平 2014年 1 月 1日湖南工程学院课程设计任务书 课程名称：PCB课程设计 题目：单片机最小系统PCB设计 专业班级： 电科 1102 班 学生姓名： 学号： 指导老师：李延平 审 批： 任务书下达日期 2013年 12 月 23日设计完成日期 2014 年 1月 1 日 设计内容与设计要求一 设计内容：设计一块单片机最小系统PCB板，原理图如下：二 设计要求：1 双面PCB板2 线经大于15mil，电源和地线大于20mil3 电子元件布局尽量合理4 撰写设计报告。主要设计条件1. PC机电脑； 说明书格式1、 课程设计封面；2、 课程设计任务；3、 说明书目录；4、 原理图设计；5、 PCB设计；6、 设计总结7、 参考文献；8、 课程设计成绩评分表。进 度 安 排 第一周 星期一 上午 安排任务、讲课。 星期一 下午- 星期二 下午 查资料、设计星期三开始 布局PCB 写设计报告 星期五 答辩地 点：嵌入式微处理器及SOPC实验室参 考 文 献1、Protel 2004实用培训教程（第1版），神龙工作室主编，人民邮电出版社，2005年2、电路设计与制板Protel 99 SE基础教程(修订版) 王青林，张伟，赵景波 人民邮电出版社，2012 目 录一、设计总体思路11.1 PCB制板设计流程11.2 基本过程简述1二、原理图绘制3三、原件封装3四、ERC电气检查与网络表生成64.1 ERC电气检查64.2 生成网络表6五、PCB界面操作75.1 PCB制板的工艺设计要求85.2布线95.3铺铜105.4 DRC检查11六、报表的生成126.1电路板信息报表126.2元件清单14七、设计总结16八、参考文献17一、设计总体思路1.1 PCB制板设计流程 开始规划电路板设置参数载入网络表及元件的封装布置元件手工调整存盘及打印输出结束自动布线1.2 基本过程简述这次PCB课程设计的主要任务是利用protel99SE软件完成单片机最小系统的PCB设计。按照要求，有如下的总体思路设想。一，画出原理图(sch),在画原理图的时候，要用到种种元器件，因为有些元器件在软件自带的元件库里找不到，所以必须要自己画，同时封装也要安排好。二，封装，一般画完原理图就会开始封装，封装是最重要的环节。三，检查原理图的设计规则检查（ERC），将有错误的地方改正过来。四，更新pcb，之后就到了pcb界面，这时候可以看到所有元器件。五，排版,要求：做一块经线大于15mil,地线和电源线大于20mil,电子元件布局尽量合理的pcb双面板。六，自动布线。七，手动布线，对于自动布线后不太理想的部分，比如走线，边距等，还要进行手动布线来修改。八、铺铜。九，进行DRC检查，进行故障分析与改进。十，存档。这就大致完成了单片机最小系统的PCB设计。二、原理图绘制三、原件封装零件封装其实是指原件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。选择菜单Design/Add/Remove Library/装系统所在目录文件/ProgramFiles/Design Explorer 99 SE/Library/Pcb/Generic Footprints,选取所需要的元件封装库进行Add，通常加载Advpcd元件封装库。在PCB元件库找不到适合的封装元件，则得在protel99中新建一个PCB Library Document,画出该元件对应的封装图。如：本设计所用到的元器件所对应的封装如下所示：0.1UF电容的对应封装是 CAP-0.1晶振Y2对应封装 CRYSTAL1k电阻R6对应封装AXIAL0.3L4K7的针插座RR1 RR2对应封装SIP-910k电阻对应封装 AXIAL-0.4电容10UF的对应封装 RB611.0592M的晶振Y1对应封装XTAL-1电容20pf和104电容的对应封装 CAP-0.1单列直插的对应封装是SIP 系200和500电阻对应封装是AXIAL-0.4三极管9012对应封装 TO92A大电容对应封装 RAD-0.1DC-5V 电源插座J1B对应封装DC-5双列直插的对应封装是DIP系列HEADER 20X2对应封装是JJ1POWER2对应封装POWER2ISPJ8对应封装J8LED管对应封装是 LEDREST开关SW2对应封装SW-6SPEAKE LB1对应封装LBUSB接口对应封装USB四、ERC电气检查与网络表生成4.1 ERC电气检查完成sch原理图绘制以后，检查原理图是否出错，选取菜单命令 Tools/ERC.，系统弹出对话框，点击OK确认。如果有错误，需按照错误提示进行修改，直到没有错误为止。4.2 生成网络表原理图完成及检测无错误以后，则需在原理图中标明各个元器件的封装号，该步骤完成以后，选取菜单命令Design/Creast Netlist.，系统弹出对话框，点击OK确认。五、PCB界面操作l 装入网络表，执行PCB菜单命令Design/Load Nets.，在弹出的对话框中，点击Excute（运行）按扭。l 先进行自动布局。l 再对自动布局进行修改，进行手动布局。l 在自动布线之前，首先设定布线规则，然后执行菜单命令Auto Route/All，自动若不能100%成功，则取消布线，改动布局，再布线，直到自动布线100%成功。5.1 PCB制板的工艺设计要求l 首先应该考虑安装孔、插头、定位孔、基准点等都要满足要求，各种元件的摆放位置准确地安装在规定位置，同时要便于安装、系统调试以及通风散热。l 适当大一些的焊盘、通孔、走线，减少过孔、优化走线，使其疏密均匀，一致性好。l 避免使用小于90度的走线，并规定其避免使用小于90度的走线，并规定其弯度为45度。5.2布线5.3铺铜5.4 DRC检查DRC检查结果：六、报表的生成6.1电路板信息报表1） 电路板的一般信息，例如电路板尺寸，电路板连线。2） 电路板元件信息，如元件的封装，编号3） 电路板上网络的信息6.2元件清单原件清单：七、设计总结通过这一周的PCB设计，在全盘的设计与制作过程中，自己亲自动手实践，画原理图、元器件符号和画PCB的封装，增强了我的实际动手、独立思考和解决问题的能力。我们用一周的时间去完成单片机最小系统PCB板设计，时间很短，但是其中的过程却大大的巩固了我们所学的pcb课程。因为我们的pcb课程是在上学期学的，已经过了一个学期，现在来做课程设计的话，是一个回顾，巩固所学的过程。刚开始画板子有点生疏，不过后来多实践，就好多了，在里面也学到了不少的东西。由于对于软件的生疏，在刚开始做的时候，有一些功能总是找不到，后来只好去查资料才能找出来。就这样一步一步的，慢慢的做完了这个设计。在这其中，那个排版个人觉得还是布线是最难的，原因是由于布局布的不好，有一些线不能布上，所以布局这一块很费时间。也知道了其实pcb的设计并不是想象中的那么简单的，还是有一定的难度的。还有做这些东西，静下心来的很重要的，只有静得下心来，才能一步一步做完这些看是简单的工作。还有，在这期间，我明白了各个封装符号之间的意义，原本我以为各种元件就只有一种封装，经过这次设计，我才想明白封装是可以一对多，多对一的。这样一来，我就不会像我以前那样在画封装的时候要画很多的封装，有时一个封装就可以搞定很多的器件。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相联合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相联合起来，才能够真正的学会了实际操作的能力。同时经过这次的课程设计，我发现，pcb制版在我们专业里有着举足轻重的作用，很多地方都会用到，因此，熟练操作是很必要的。画原理图，封装，pcb布局布线，这都是我们电科专业要熟练掌握的，经过这次课程设计，我学到了很多，希望在以后的学习中，能更好的使用pcb这个软件，画板子，进行pcb制版。八、参考文献参考文献1 程路.Protel 99SE多层电路板设计与制作M.人民邮电出版社.2007.2 高名远.电子工艺实训与PROTEL DXP应用M.化学工业出版社.2007.3 高鹏.电路设计与制版PROTEL 99入门与提高(修订版)M.人民邮电出版社.2008.4 Mark.I.Montrose著.电磁兼容和印刷电路板理论,设计和布线M人民邮电出版社.2007.5 深圳华为.华为PCB布线规范M.内部资料.1999.6 提高印刷电路板的电磁兼容设计.网络资料.16电气与信息工程系课程设计评分表项 目评 价优良中及格差设计方案的合理性与创造性(10%)硬件设计或软件编程完成情况(10%)硬件测试或软件调试结果*(10%)设计说明书质量(10%)设计图纸