PIC单片机数控电源设计.doc

湖南工程学院电 子 实 习课题名称 PCB制板与工艺设计 专业班级 自动化1081 姓 名 学 号 201013110115 指导教师 赵葵银，邱泓等 2013年 6 月 21 日湖南工程学院电 子 实 习 任 务 书课题名称 PCB制板与工艺设计 专业班级 自动化 学生姓名 学 号 201013110115 指导老师 赵葵银、邱泓等 审 批 任务书下达日期 2012 年 6月 17 日任务完成日期 2012年6月 21 日设计内容与设计要求设计内容：对给定的电路（按学号进行分配），使用Protel软件，进行电路图绘制，进行PCB制版设计，设计为双面板，板子大小合适，进行合理的规则设置，PCB板子的元器件布局、布线合理，要求补泪滴、铺铜，电源线与地线不小于20mil，要求按工业化标准设计，并进行必要的合理的抗干扰处理。设计要求：1）初步分析电路图，按16纸张大小，绘制电路图，若超出16K，则分页绘制。2）查阅元器件参数与封装，没有的封装要求自建封装库。3）进行ERC规则检查，生成正确的网络表（不打印）；4）按工业化标准进行PCB制板与工艺设计（参数设置，规则设置，板子大小确定，布局，布线，补泪滴，铺铜，抗干扰处理等）。5）生成的报表有（网络表，板子信息表，材料清单表，数控钻孔文件，元件拾放文件）；6）写说明书（以图为主，文字为辅）7) 必须打印的文档为：原理图材料清单顶层底层各层叠印（各层重叠一起打印）丝印层3D效果图。其他的表单或PCB图层只生成，不打印。 8）提高说明书及电子文档主 要 设 计 条 件1.现代电子设计实验室（EDA）；2.Protel软件。3.任务电路图；4.设计书籍与电子资料若干。5.示范成品PCB样板若干，示范电子成品若干。说 明 书 格 式目 录第1章 电路图绘制第2章 元器件参数对应封装选择及说明（有适当文字说明）第3章 ERC与网络表（有适当文字说明，网络表不需打印）第4章 PCB制板与工艺设计（有适当文字说明）第5章 各种报表的生成第6章 PCB各层面输出与打印第7章 总结参考文献进 度 安 排 设计时间为一周第一周星期一、布置课题任务，课题介绍及讲课。借阅资料，电路图绘制。星期二、PCB封装确定，生成正确网络表。星期三、PCB制板与工艺设计星期四、PCB制板与工艺设计星期五、说明书的编写，下午答辩。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. 目录第1章 电路图绘制7第2章 元器件参数对应封装选择及说明8第3章 ERC与网络表11第4章 PCB制板与工艺设计134.1PCB制板134.2 工艺设计15第5章 各种报表的生成165.1 板子信息表16第6章 PCB各层面输出与打印176.1 顶层图(Toplayer)176.2 底层图(Bottomlayer)186.3 各层叠印196.4 丝印层（Top Silkscreen）206.5 3D效果图21第7章 总 结22参考文献23第1章 电路图绘制 第2章 元器件参数对应封装选择及说明元器件封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。不同类型的元器件的封装原因不一样：（1）便于使管脚引线固定(2)保证内部芯片洁净(3)利于芯片散热(4)提供保护，防止物理损坏(5)利于电气连接，使管脚的间距符合pcb板孔距要求(6)使同种类型的元器件外观等标准化因此不同的元件可共用同一元件封装，同种元件也可有不同的元件封装。像电阻，有传统的针插式，这种元件体积较大，电路板必须钻孔才能安置元件，完成钻孔后，插入元件，再过锡炉或喷锡（也可手焊），成本较高，较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件（SMD）这种元件不必钻孔，用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板，再把SMD元件放上，即可焊接在电路板上了。Bill of Material for BACKUP1.BomUsed Part Type Designator= = =1 0.5/5W R502 1mH L30 L311 2.2uF C484 4.7K R32 R33 R34 R358 10 R42 R43 R44 R45 R46 R47 R48 R491 10K R312 10uF C44 C451 16MHZ y302 20P C35 C361 25V/50UF C321 30 R361 74ALS08 U345 100 R37 R38 R39 R40 R412 102/1KV C46 C472 104 C33 C342 200UF C30 C311 220uF/400V C421 220uF/450V C434 331 C37 C38 C39 C401 470 R302 7414 U33A U33B1 BRIDGE1 D302 CON2 J30 J316 IN4148 D31 D32 D33 D34 D35 D362 IR2110 U35 U364 IRF460 Q34 Q35 Q36 Q371 JIANCHE1 PIC16F876A U301 SW-PB S30第3章 ERC与网络表3.1ERC电气规则检查在用protel 99生成网络表之前，用户通常会进行电气法则测试（Electrical Rules Check）电气规则检查是利用电路设计软件对用户设计好的电路进行测试，以便能够检查出人为的错误或者疏忽。执行测试后，程序会自动生成电路中各种可能存在在错误的报表，并且会在电路图中有错误的地方印上特殊的符号，以便提醒工作设计人员。电气规则检查无误后才能继续下面的工作。以下是本次课程设计原理图电气法则测试后生成的报表：Error Report For : DocumentsBACKUP1.SCH 20-Jun-2013 11:18:15End Report3.2网络表JIANCHEJIANCHEC30RB.2/.4200UFC31RB.2/.4200UFC32RB.2/.425V/50UF.(NetU36_7D35-2R41-2U36-7)(S10D30-1)(S11D30-3)(VCCU34-14)第4章 PCB制板与工艺设计4.1PCB制板电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99SE设计印刷电路板过程如下：（1）绘制原理图及生成网络表印制电路板设计工作首先是绘制原理图，然后由原理图生成相应的网络表，而网络表正式印制电路板自动布线的基础和灵魂。 (2)规划电路板 根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框，执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“Signal Lager”中选择Bottom Lager，把电路板定义为单面板。(3)启动印刷电路板设计服务器 执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。（4）设置参数 参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令 Design/ Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（Rules Classes）中设置参数。 选择Routing Layer，对布线工作层进行设置：左键单击Properties，在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”、设置 Bottom Layer为“Any”。选择Width Constraint，对地线线宽、电源线宽进行设置。（5） 装入网络表及元件的封装。 装入网络表：执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。 元件的封装：执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。(6)布置元件 Protel 99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，多数设计者都采用手工布局方式。(7)自动布线与手动调整Protel 99SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。但是，由于算法的研制以及用户的特殊要求或者习惯，自动布线往往也有许多不尽人意的地方，设计人员必须靠手工进行调整。手工布线中有许多至关重要的窍门，真正掌握了手工布线的技巧才算是整整学会了印制电路板的设计。（8）印制电路板文件的保存及打印输出完成印制电路板的布线工作后，用户应该及时的将文件进行存盘及打印输出，以备日后使用。4.2 工艺设计 一块好的印制电路板，不仅要功能设计齐全，而且要求工艺设计完美。一般PCB制版的工艺设计要求如下：（1）主要考虑安装孔、插头、定位孔、基准点都要满足要求（2）印制板上的走线尽可能短是一个原则（3）PCB板中的导线最小宽度主要由导线与绝缘层基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定（4）印制导线的弯曲处一般用圆弧最小，避免使用小于90度弯的走线。而直角和夹角在高频电路中会影响电性能（5）一般文字或外框的高度应该在0.9mm左右，线宽应该在0.2mm左右（6）尽量增大电源线宽度，地线短而粗，允许的话接地线在2-3mm以上的直径宽度 第5章 各种报表的生成5.1 板子信息表Specifications For PCB1.PCBOn 24-Jun-2013 at 18:48:00Size Of board 5.09 x 4.67 sq inEquivalent 14 pin components 1.61 sq in/14 pin componentComponents on board 68 Layer Route Pads Tracks Fills Arcs Text- TopLayer 0 274 0 0 0 BottomLayer 0 226 0 0 0 Mechanical1 0 5 0 0 0 TopOverlay 0 342 0 22 136 KeepOutLayer 0 5 0 0 0 MultiLayer 207 0 0 0 0- Total 207 852 0 22 136第6章 PCB各层面输出与打印6.1 顶层图(Toplayer)6.2 底层图(Bottomlayer)6.3 各层叠印6.4 丝印层（Top Silkscreen）6.5 3D效果图第7章 总 结 为期一星期左右的电子实习一划而过，但这一划却是让我的人生又变得更加沉重，从大一到现在总共也做了三次课程设计了。每一次我都是认真对待，当然每次也都也收获颇多。收获往往是和付出成正比的，所以我也付出了许多时间和精力。还记得我在设计的过程中，有几天晚上为了画图纸，为了改错误熬到了深夜，是什么让我能够毫无睡意？我想那是在完成原理图之后，或者是在改完错误再次检测时出现的error 0时，给我的感觉就像是像被冷水浇灌一身，整个身心都为之一震，随之而来是兴奋和喜悦。在这一个星期的设计中，我基本掌握了如何操作Protel 99，用它来做电路原理图，让后在生成PCB制版图。在此，我谈谈在学习操作P99过程中的体会。首先，当在学习使用一款新的办公软件需要知道它的基本操作，这个叫做入门。这个过程很简单，只需要看看相关的书籍，在网上看看视频，就能完成入门了。然后就是要通过实际的操作来发现自己对这款软件的使用有什么问题，然后再通过书籍、网络来解决，最后实在是不知道解决的话就可以求助老师。在实际操作的过程中，会经常遇到这种情况，那就是当你辛辛苦苦完成了一张原理图，一检查之后发现几十甚至几百的错误。这个时候不能丧气，而是要硬着头皮改错。本来，从菜鸟变成高手的过程就是一个尝试失败，然后站起来的过程。这就是我的体会。最后，我要感谢老师对我悉心的指导。还要感谢同学们，因为你们非常信任我，让我这个新手帮你们改错。在以后的学习和生活中，我都会保持一颗认真对待的心。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