PCB课设报告心电信号发生器电路板的设计

南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 课程设计报告课程设计报告 课程名称课程名称 电子线路电子线路 CAD 设计题目 设计题目 心电信号发生器电路心电信号发生器电路 板板 姓姓 名 名 学学 号 号 指导老师 指导老师 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 前 言 EDA Electronic Design Automation 电子设计自动化 是指以计算 机为工作平台 融合了应用电子技术 计算机技术 智能化技 术最新成果而研制的电子 CAD 通用软件包 EDA 是现代电子 产品设计开发的核心技术 主要能帮助电子工程师进行三方面 的设计工作 电子电路设计及仿真 PCB 设计 可编程 IC 设计 及仿真 Protel 设计系统是世界上第一套将 EDA 引入 PC 机 Windows 环境的 EDA 开发工具 软件功能强大 使用该软件设 计者可以容易的设计电路原理图 画元件图 设计电路板图 画元件封装图和电路仿真 通过对软件的应用能较好的掌握 Protel 99SE 的体系结构以及设计管理器的使用和定制 原理图 元件的查找与管理 原理图的设计及技巧 DRC 设计校验 文 件的创建及使用 网络表的生成和导入 印制电路板的生成 以及各种报表文件的生成等内容 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 目目 录录 1 课程设计的目的 3 2 课程设计的内容和要求 3 3 绘制原理图 4 3 1 绘制元件库中没有的元件 7 3 2 绘制原理图 14 3 3ERC 检测 15 3 4 创建网络表 16 3 5 材料清单 17 4 绘制 PCB 板 18 4 1 绘制元件库中没有的元件 19 4 2 PCB 板规划 22 4 3 加载网络表并分析改正其错误 23 4 4 PCB 板布局 24 4 5 PCB 板布线 24 4 6 生成 3D 效果图 26 4 7 DRC 检查 27 5 课程设计总结 27 6 参考文献 29 7附录 30 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 1 1 课程设计目的课程设计目的 掌握一种电路原理图与电路板的绘制方法是电子工程类技术岗 位的必备技能 通过本课程的学习实训主要达到以下要求 1 掌握电路原理图与电路板的绘制方法 2 掌握电路原理图的设计方法 掌握电路板的绘制方法和技巧 3 了解心电信号发生器的内部电路结构 4 培养自己的动手操作能力 提高专业技能水平 为将来就业 于 应用电子类技术岗位打下坚实基础 2 2 课程设计的内容和要求课程设计的内容和要求 本课设是一个心电信号发生器 使用学过的 Protel 99SE 绘制 出正确的电路原理图 并将其做出印刷电路板 内容如下 1 对心电信号发生器电路原理图进行分析 2 用原理图编辑器进行原理图绘制 其中手动绘制元件库 中没有的元件 3 ERC 检测 4 创建网络表 5 加载网络表 并分析改正其错误 6 PCB 板布局 7 PCB 板布线 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 8 DRC 检查 要求如下 1 按所给电路图绘制电路原理图 2 按所给塑料盒布置 PCB 板 3 采用手工布线方式绘制 PCB 板 4 布板时要求仪器安装方便 操作方便 使用方便 3 3 绘制原理图绘制原理图 点击 File New 输入文件名后建立 DDB 为后缀的文件 单击 Documents File 在 new document 对话 框中选择图标 按确定进入并双击图标建立原理 图文件 如下图所示 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 进入原理图编辑窗口后 需要添加元件库 单击 在 对话框中选择文件库 单击 键完成元件库的添加 如图所示 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 原理图的绘制涉及各元件的查找及放置 在中输 入相关元件的名称 再单击各元件库 在搜索框内会出现相关 元件 找到对应的元件 点击将元件放置到原理图纸上 或点击对元件进行编辑 点击可对元件进行搜索 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 3 1 绘制元件库中没有的元件 对于元件库没有的元件要自行绘制 File New 在对话框内选 择图标进行绘制 如下图所 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 在本次设计中需要绘制的元件如下 1 U10 A103G 2 SIP11 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 3 U9 AT89C51 4 U5 27C1001 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 5 K 3PIN 6 U17A SIP10KK 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 7 U17 SIP10KA 8 U8 TLC5628 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 9 U6 SIP4KA 10 MAXA MAX232 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 11 U4 MAX756 3 2 绘制原理图 将查找到的元件放置到原理图纸上 点击 Wire 按原 理图将各元器件正确连接 得到完整的心电信号发生器的电路 原理图 如图 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 3 3 ERC 检测 点击 ERC 进行原理图的电气检测 根据提示信息 分 析改正原理图内存在的电气故障等问题 如图所示 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 3 4 创建网络表 电气检测无误后 要生成元件名 封装 参数及元件之间的连 接表即网络表 点击 Create Netlist 在 Netlist Creation 对话框中选择相关选项生成网络表 如图所示 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 3 5 材料清单 材料清单主要用于整理一个电路或一个项目文件中的所有文件 它主要包括元件的名称 标号 封装等内容 点击 Reports Bill of Material 出现 BOM 元件清单输出向导 选中 Sheet 选项 单击 Next 按钮进行下一步的设置 最后单击 Finish 按钮 系统自动生成元件列表 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 4 4 绘制绘制 PCBPCB 板板 设计完电路原理图后 要设计相应的 PCB 图 首先要设置电路 板的大小 外形及一些环境参数等 在本次设计中 已给定了 心电信号发生器电路板的安装盒 以直尺量取安装盒的实际尺 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 寸以及安装孔的相对位置和孔径大小等参数 4 1 绘制元件库中没有的元件 封装 对于元件封装库里找不到的元件封装 就要使用元件封装编辑 器来生成一个新的元件封装 点击 File New 在 New Document 对话框内 选择 PCB Library Document 图标进入编 辑文档 在 TopOverlayer 层上绘制元件封装 在本次设计中 需要绘制的元件封装如下 1 LED 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 2 SIP11K 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 3 SWPB 4 4 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 4 2 PCB 板规划布局 根据已经获取的相关参数 在 KeepOutlayer 板层 先单击 View Toggle Units 将坐标由 mil 切换到 mm 点击 Place Line 由已知尺寸确定电路板边框 再根据安装孔的相 对位置及孔径大小放置安装孔 从而完成 PCB 板的规划 如图 所示 4 3 加载网络表并分析改正其错误 利用生成的网络表将原理图所对应的元件自动载入并且放置到 工作区 单击 Design Load Netslist 在对话框中选择 Browse Sheet 1NET 点击 ok 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 利用生成的网络表将原理图所对应的元件自动载入并且放置到 工作区 单击 Load Netslist 在 对话框中选择 点击 ok 键 若在对话框中出现 说明没错误 点击载入网络表 将元件放置到工作区 若出现错误提示信息 则点击将绘制的 PCB 封装加 入到封装库中 仔细检查直到提示信息为 再 载入元件 如图所示 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 4 4 PCB 板布局 元件载入到工作区后 需对电路板进行布局 以鼠标左键选取 要移动的元件 拖动鼠标即可 在选中元件的同时可以点击空 格键对元件进行旋转 根据飞线及对布线的影响 将元件合理 的分不到规划好的工作区内即可 4 5 PCB 板布线 在电路板布局完成后就是布线 但在布线之前必须进行布线规 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 则的设置 单击 Rules 出现对话框 在 该对话框进行布线规则的设置 设置完成后 点击 在 该层布线 点击 track 启用布线命令 进入布线状 态 相同的操作 直到完成所有的元件布线 本次设计布线完 成后如图所示 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 4 6 生成的 3D 效果 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 4 7 DRC 检查 5 课程设计总结 科学技术如此发达的今天 电子技术的飞速发展为我们更好的 学习电子知识打下了良好的基础 在学习理论知识的同时 我 们不妨用自己学过或者一些相关的软件去实践一些东西 这样 能够帮助我们更好的理解理论知识 理论联系实际 用实践去 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 检验理论 这是永远不变的真理 电子工程计算机辅助设计 即 CAD 技术的应用起到了关键的作用 对于我们当代大学生 要跟上时代的步伐 努力学习电子产品及其相关的一些应用软 件 上学期我们差不多用了一学期的时间去学习电子 CAD 软件 此次我们主要通过上机实践 理论授课两种方式认真地学习并 掌握这个软件 通过学习 使我了解了电子 CAD 在电子技术中 的应用 掌握了从原理图的绘制 性能仿真到 PCB 板设计的全 过程 学会了一种电子工程计算机辅助设计软件的使用 提高 了电子技术的学习效果和电子设计的效率 深切感受到了现代 科技给我们带来的方便 同时 学习这个软件 使我能够更快更好的掌握电子方面其他 的软件 为将来学习更先进的软件打下了良好的基础 也使我 明白对于软件这方面的东西很大程度上要靠自己去钻研 去实 践 进一步领会到大学中自学的重要性 为今后更好的学习找 到了一种方法 利用这个软件进行学习 起初有好多的错误 需要我们进行耐 心的学习 总结好多经验 就拿这次来说把 在加载网络列表 生成 PCB 的时候总是有几个错误 特别是二极管那边 最后仔 细学习才发现在原理图中其引脚的标号是 1 和 2 而在生成 PCB 时它的引脚是 A 和 K 只要统一就可以 当解决了这个错误后 会有不同的感觉 虽然是小小的错误却带给自己很大的鼓舞 从这小小细节中懂得 只有经常不断的学习实践 慢慢的才能 南昌航空大学测试与光电工程学院生物医学工程系 熟练的掌握这些技巧并熟练的用于在我们以后的学习和工作之 中 就像老师说的那样 做这个要耐得住 要