电子线路CAD实验指导书

电子线路 CAD 实验指导书 电子信息工程系 目 录 实验一 Protel 99 SE 认识实验 1 实验二 两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 6 实验三 直流稳压电源的设计 14 实验四 小信号功率放大器的设计 15 实验五 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图设计 16 实验六 原理图元件库编辑 18 实验七 PCB 板尺寸定义与 PCB 参数设置 20 实验八 闪光灯控制电路图设计和 PCB 图自动布局 自动布线 21 实验九 制作元件封装 24 实验一实验一 Protel 99 SE 认识实验认识实验 一 实验目的 1 掌握 Protel 99 SE 的启动 关闭和文件管理等基本操作 2 熟悉 Protel 99 SE 的操作界面二 实验内容与步骤 二 实验内容与步骤 1 Protel 99 SE 的启动 按以下几种方法启动 Protel 99 SE 1 单击任务栏上的 开始 按钮 在调出的 开始 菜单组中单击 Protel 99 SE 菜 单项 2 单击任务栏上的 开始 按钮 在调出的 开始 菜单中将鼠标指针移到 程序 P 菜单项 停留片刻在调出的 Protel 99 SE 菜单组中单击 Protel 99 SE 菜单项进行 启动 3 直接在桌面上双击 Protel 99 SE 图标 启动主应用程序之后 系统即可进入设计主窗口 Protel99SE 启动后的操作界面如图 1 1 所 示 2 Protel 99 SE 的关闭 关闭 Protel 99 SE 主程序的方法有 1 选择 File 菜单 然后在弹出的下拉菜单组中选择 Exit 菜单项 2 单击主窗口标题栏上的 退出 按钮 或者直接双击 系统菜单 按钮 3 按下 ALT F4 组合键 在退出 Protel 99 主程序时 如果修改了文档而没有保存 则会出现一个对话框 询问用户是 否保存文件 若要保存文件 单击 Yes 按钮 若不想保存文件 单击 No 按钮 若想退出 的操作 单击 Cancel 按钮 3 文件管理 1 创建设计文件 单击 Protel99SE 主画面 File 文件 菜单下的 New 新项目 命令 即可创建一个新的设 计文件库 ddb 如图 1 2 所示 2 图1 2 设计文件库 单击 Browse 按钮 选择 设计文件库文件 存放路径 先在 E 盘建一个以 My design 为名 的文件夹 并在 Database File Name 后输入文件名 test ddb 后 单击 OK 按钮 即可进入 Protel99 的设计状态 如图 1 3 所示 双击 设计文件管理器 窗口内的 Documents 文件夹或工作窗口内的 Documents 标签 File 文件 菜单内即刻出现 New 创建新文件 命令 执行 File 菜单下的 New 创建新文件 命令 将弹出如图 1 4 所示的新文档 New Document 选择窗口 选择相应文件类型 如 Schematic Document 原理图文件 单击 OK 按钮 将生成 相应的设计文件 如图 1 5 所示 图1 3 创建设计文件库后的界面 图1 4 新文档选择窗口 3 执行 File 菜单下的 Open 命令 或直接单击工具栏内的 打开 按钮 在如图 1 6 所示的 Open Design Database 窗口内 在 文件类型 下拉列表窗内选择设计文件类型 如 ddb 在文件列表窗内找出并单击待打开的设计文件名 如 Design Explorer 99 Examples 文件 夹下的演示文件库 Z80 Microprocessor ddb 单击 OK 按钮 或直接双击文件列表窗内的设计 文件 即可打开一个已存在的设计文件库 如图 1 7 所示 图1 5 系统创建的原理图文件名 图1 6 打开设计文件库选择窗口 4 2 列出或隐藏设计文件或文件夹内的目录结构 在 设计文件管理器 窗口内 单击设计文件库前的小方块 即可显示或隐藏设计文件库目录 结构 单击设计文件库内文件夹前的小方块即可显示或隐藏文件夹内的文件目录结构 3 文件切换 在 设计文件管理器 窗口内 直接单击文件夹或文件夹内的文件时 可迅速打开文件夹 或 切换到相应设计文件的编辑状态 4 文件删除 改名及复制 1 删除文件或文件夹 单击图 1 7 中 设计文件管理器 窗口内的 test dbb 设计数据库内 documents 文件夹 内的 sheet1 Sch 文件 使之切换到该文件的编辑状态 执行 File 菜单下的 Close 命令 关闭文件 或将鼠标移到文件名上 单击右键调出快 捷菜单 指向并单击其中的 Close 命令以关闭文件 执行 File 菜单下的 Delete 命令 删除文件 或将鼠标移到文件名上 单击右键调出 快捷菜单 指向并单击其中的 Delete 命令以删除文件 当删除对象为文件夹时 先逐一关闭文件夹内的文件 然后即可删除文件夹本身 2 永久删除与恢复 在 设计文件管理器 窗口内 双击 Recycle 文件夹 在回收站窗口内 指向并单击目标文 件 sheet1 Sch 后 执行 File 菜单下的 Restore 命令 恢复目标文件 再重复上步中的删除 文件命令后 在回收站窗口内执行 File 菜单下的 Delete 命令 可永久删除文件 3 文件或文件夹改名 在上一步中 恢复文件 sheet1 Sch 后 关闭然后在文件上单击鼠标右键 指向并执行 Rename 命令 将文件改名为 原理图 1 Sch 要想给文件夹改名必须先关闭该文件夹内所有文件后才能进行 4 文件复制与搬移 图1 7 设计文件库Z80 Microprocessor Dbb 结构 5 打开 Design Explorer 99 Examples 文件夹下的演示文件库 Z80 Microprocessor ddb 内 Z80 processor 文件夹 找到其中的 CPU Section Sch 和 Serial Baud Clock sch 文件 将鼠标移 到文件名上 单击右键调出快捷菜单 指向并单击其中的 copy 命令 再将鼠标移到 test dbb 设计数据库内 documents 文件夹上 单击右键调出快捷菜单 指向并单击其中的 paste 命令 或单击 Edit 菜单中的 paste 命令 以把文件复制到 test dbb 设计数据库内 documents 文件夹中 4 导出文件 以自己的姓名和学号的最后三位命名 在桌面上新建一个文件夹 在文件 原理图 1 Sch 上 单击右键调出快捷菜单 指向并单击其中的 Export 命令 出现 Export Document 对话框 在 保存地址栏下拉列表中找到以自己姓名和学号命名的文件夹 单击 保存 按钮 把文件保存在该 文件夹 5 用菜单 Design Options 和 Tools Preferences 设置设计环境 1 启动 Protel 99 SE 在 D 盘建立名为 Protel 的文件夹 在 Protel 的文件夹中建立名为 student ddb 设计数据库文件 新建原理图文件 命名为 Lx6 sch 设置图纸大小为 A4 水平放置 工作区颜色为 220 号色 边框颜色为 45 号色 标题栏设置 用 特殊字符串 设置制图者为 tianjin 标题为 功放 字体为华文彩云 颜色为 81 号色 2 在 student ddb 中创建原理图文件 命名为 LX7 sch 自定义图纸大小 宽度为 850 高度 为 450 垂直放置 工作区颜色为 299 号色 网格设置 Snap On 为 10mil Visible 为 10mil 字 体设置 系统字体为仿宋体 字号为 8 字形为斜体 可视网格为点状 取消重复操作次数为 60 次 设置系统字体 将 Use Client System Font For All Dialogs 复选框取消选择 标题栏设置 用 特殊字符串 设置文档编号为 1 10 标题为 稳压电源 字体为华文行楷 颜色为 238 号色 不显示图纸的参考边框 3 在 student ddb 中创建原理图文件 命名为 LX8 sch 标题栏设置 标题栏显示方式为 ANSI 用 特殊字符串 设置地址为 MiningStreet Washington 10 张原理图中的第一张 不显示图 纸的参考边框 把光标设置成大十字 45 度 三 注意事项 1 先把显示器分辨率调到 1024 768 否则窗口显示不正常 以后每次做实验都要检查分辨 率是否是 1024 768 或更高 2 文件改名前必须先关闭 在文件图标上单击右键 在弹出的快捷菜单上选中 close 后单 击 3 要先导出 export 文件 再上传 4 要多多练习 熟能生巧 四 思考题 1 File 菜单下的 Close 命令可以关闭设计数据库文件吗 2 Protel 99 SE 怎样进行文档的导出和导入 6 实验二实验二 两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 一 实验目的 1 熟悉原理图编辑器 2 掌握原理图的实体放置与编辑 3 熟练完成两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 二 实验内容 绘制两级阻容耦合三极管放大电路原理图如图 2 1 所示 C3 47u C5 47u C2 10u C4 10u C1 10u R1 51k R3 5 1k R4 250 R5 250 R2 10k R7 10k R8 5 1k R9 250 R10 250 R6 51k VCC Vin Vout Q1Q2 图 2 1 两级阻容耦合三极管放大电路原理图 三 实验步骤 1 启动 Protel 99 SE 创建新的设计文件库 Mydesign 在新建设计文件库中的 Documents 左键双击 Documents 之后 执行 File 菜单下的 New 创建新文件 命令 在弹出的新文档 New Document 选择窗口内选择相应文件类型 如 Schematic Document 原 7 理图文件 单击 OK 按钮 将生成相应的设计文件 中新建原理图文件并重新命名为 两级 阻容耦合三极管放大电路 sch 然后单击文件进入原理图编辑界面 如图 2 2 所示 2 设置图纸为 A4 单击 Design 菜单中的 options 选项 打开 Document Options 对话框 在如图 2 3 所示的 Document Options 的文档设置窗内选择图纸类型 在 Standard Style 标准图纸规格 设置框内的 Standard 下拉列表窗内找出并单击所需的图纸类型 如 A4 等 即可完成图纸规格的选取 单击 OK 退出 图 2 2 原理图编辑界面 图 2 3 Document Options 的文档设置窗口 3 放置元件 根据 两级阻容耦合三极管放大电路 的组成情况 在屏幕左方的元件管理器中 取相应元件 并放置于屏幕编辑区 表 1 给出了该电路每个元件样本 元件标号 所属元件库数据 不断单击主工具栏内的 放大工具 按钮 或按 Page Up 键 直到工作区内显示出大小适 中的可视栅格线为止 然后即可进行原理图的绘制操作 8 图 2 4 原理图编辑器窗口 图 2 5 Change Library File List 窗口 元件库的装入元件库的装入 Miscellaneous Miscellaneous Devices Devices LibLib 是电原理图的默认元件库 下面介绍的是元件是电原理图的默认元件库 下面介绍的是元件 库的装入方法 读者可依此装入其他需要的库库的装入方法 读者可依此装入其他需要的库 在如图 2 4 所示的原理图编辑器窗口内 单击元件 电气图形库列表窗下的 Add Remove 按钮 在如图 2 5 所示的 Change Library File List 窗 口内 单击 文件类型 T 列表下拉按钮 选择 ddb文件类型 不断单击 查找范围 I 列表窗 的下拉按钮 直到元件库文件所在目录 C Design Explorer 99 Library Sch 成为当前目录为止 在文件列表窗口内找出目标元件电气图形库文件 Miscellaneous Devices lib 然后双击该文件 或单击库文件名后 再单击 Add 按钮 所选择的元件库文件即出现在图 2 5 中的 Selected 9 Files 选定库文件 列表窗口内 单击 Selected Files 列表窗下的 OK 按钮以退出 即完成 元件库文件的装入 如图 2 6 所示 图 2 6 表表 1 1 元件样本 元件标号 所属元件库 ELECTRO1 C1 C5 Miscellaneous Devices lib RES2 R1 R10 Miscellaneous Devices lib NPN Q1 Q2 Miscellaneous Devices lib 通过滚动元件列表窗内的上下滚动按钮 在元件列表窗口内找到并单击 NPN 元件 如图 2 7 所示 单击元件列表窗口下的 Place 放置 按钮 将 NPN 三极管的电气图形符号拖到原理 图编辑区内 如图 2 7 所示 4 设置元件属性 在元件放置后 用鼠标双击相应元件出现元件属性菜单更改元件标号及名称 型号规格 10 图 2 7 5 调整元件位置 对齐元件等 注意布局合理 方法一 将鼠标移到待调整的元件上 单击鼠标左键 选定目标元件 被选定的元件的四周 将出现一个虚线框 按 Delete 键可删除 方法二 将鼠标移到目标元件上 按下鼠标左键不放 然后直接移动鼠标 或通过空格 X Y 键也能迅速移动或调整元件的方向 当元件调整到位后 松开左键即可 6 连线 根据电路原理 在元件引脚之间连线 注意连线平直 单击画线工具中的导线工具 注意在连线时一定要使用 Wiring Tools 工具中的导线 SCH 编辑器即处于连线状态 将光标移到元件引脚的端点 导线的端点以及电气节点附近时 光标 下将出现一个黑圆圈 表示电气节点所在位置 删除连线 将鼠标移到需要删除的导线上 单击鼠标左键 导线即处于选中状态 导线两端 转弯处将出现一个灰色的小方块 然后按下 Del 键 即可删除被选中的导线 调整导线长短和位置 当发现导线长短不合适时 可将鼠标移到导线上 单击左键 使导线 处于选中状态 然后将鼠标移到小方块上 单击左键 鼠标箭头立即变为光标形状 移动光标到另 一位置 即可调节线段端点 转折点的位置 使导线被拉伸或压缩 然后再单击鼠标左键固定 将鼠标移到导线上 按下左键不放 移动鼠标也可以移动导线的位置 7 放置节点 一般情况下 T 字连接处的节点是在我们连线时由系统自动放置的 相关设 11 置应有效 而所有 十 字连接处的节点必须手动放置 单击画线工具中 放置电气节点 工具 将光标移到 导线与导线 或 导线与元件引脚 的 T 形或 十 字交叉点上 单击鼠标左键即可放置表示导线与导线 包括元件引脚 相连的电气 节点 注意 在放置电气节点时 单击 放置电气节点 工具后 按下 Tab 键激活电气节点选项属 性设置框 取消锁定状态 Lock 处于非选中状态 8 放置电源和地 1 使用 画线 工具 单击画线工具中的 电源 地线 工具 然后按下 Tab 键 调出电源 地线选项属性设置窗口 如图 2 8 所示 把 Net 内填写 VCC 电源 或者 GND 接地 在 Style 下拉列表内选择 Circle 或者 Power Ground 点击 OK 退出 在需要放置电源的位置单击鼠标左键 放置电源或者接地 图 2 8 电源属性设置窗口 图 2 9 网络标号选项属性设置窗口 2 使用 Power Objects 工具菜单也可画出 9 放置网络标号 Place Net Label 单击画线工具栏的放置网络标号工具 一个虚线框就出现在光标附近 按下 Tab 键 进入网 络标号选项属性设置窗口 如图 2 9 所示 在 Net 后的方框内输入 Vin 和 Vout 后 将光 标移到需要放置这一网络标号的引脚端点或导线上 单击鼠标左键即可完成 10 电路的修饰及整理 在电路绘制基本完成以后 还需进行相关整理 使其更加规范整洁 11 导出文件至桌面 1 以自己的姓名和学号的最后三位命名 在桌面上新建一个文件夹 2 在主工具栏中单击保存按钮 先把文件保存 3 在文件 两级阻容耦合三极管放大电路 Sch 上单击右键调出快捷菜单 指向并单击其中 的 Export 命令 出现 Export Document 对话框 如图 2 10 所示 在保存地址栏 保存在 I 12 下拉列表中找到以自己姓名和学号命名的文件夹 双击目标文件夹 如图 2 11 2 8 所示 单击 保存 按钮 即把文件保存在该文件夹 4 然后 回到桌面 检查导出的文件属性 看其大小是否是检查导出的文件属性 看其大小是否是 0 0 字节 字节 如是 0 字节 说明导出 前没有保存或者软件出错 如果不是 0 字节 原理图文件一般在几 K 至几十 K 字节 基本上没有 问题 如不放心可以利用 导入 File Import 法把文件再导入到项目数据库中查看 也可以 双击该文件打开查看 四 注意事项 1 先把显示器分辨率调到 1024 768 否则窗口显示不正常 2 元件库 Miscellaneous Devices lib 已被程序自动添加 可不用执行添加元件库步骤 3 建议把光标形状和大小进行优化设置 单击 Tools 菜单下的 Preferences 优化 命令 在弹出的对话框内单击 Graphical Editing 标签 即可显示出如图 2 10 所示的设置窗口 在 Cursor Grid Options 设置框内 单 击 Cursor 即可重新选择光标的形状和大小 图 2 13 光标形状和大小进行优化设置 4 建议设置编辑区移动方式 图 2 13 中的 Autopan Options 选项框用于选择编辑区移动方式 在画线或放置元件操作过 程中 即在命令状态下 当光标移到编辑区窗口边框时 SCH 编辑器窗口将根据 Autopan Options 项设定的移动方式自动调整编辑区的显示位置 单击其中 Auto Pan Off 关闭编辑区 自动移动方式 5 电解电容的 极端要置于直流高电位 可通过空格 X 和 Y 键调整 13 6 修改属性时 要在图形符号上双击鼠标 十 字连接处的节点必须手动放置 7 放置元件时 单击 Place 按钮后 把光标移到编辑区适当位置 再按下 Tab 键进行属 性修改 属性修改完毕后退出 再单击左键放置元件 鼠标点击次数不要多 否则会在一点放置多 外元件 8 在连线时一定要使用 Wiring Tools 工具中的导线 元件引脚之间最好用一条完整导线连 接 不要从元件引脚 导线的中部开始连线 连线不能重叠 9 放置电源和接地时 要放在导线或引脚端点上 10 Vin 和 Vout 是网络标号 在画线工具栏内 11 导出文件前一定要先保存 导出后再查看其是否 0 字节 五 思考题 1 为什么放置元件前应先加载相应的元件库 如何加载 2 如何对单个或多个元件位置进行移动和旋转调整 实验三实验三 直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计 一 实验目的 1 熟悉画原理图工具 2 掌握画原理图基本操作 绘制原理图 二 实验内容与步骤 练习 1 稳压电源电路原理如下 原理如图 1 所示 试画出它的原理图 图 1 稳压电源电路 练习 2 画好图后 1 请进行电气规则检查 选择 Tools ERC 菜单 2 请做元件表 选择 Report Bill of Material 或 Edit Export to Spread 菜单 3 请做网络表 选择 Design Create Netlist 14 4 在 student ddb 中创建原理图文件 命名为 LX5 sch 电路原理图文件 练习打开及关闭 Main Tools 主工具栏 Wiring Tools 布线工具栏 Drawing Tools 绘图工具栏 Power Objects 电源及接地工具栏 Digital Objects 常用器件工具栏 Simulation Sources 信 号仿真源工具栏 PLD Toolbar PLD 工具栏 放大及缩小原理图 三 思考题 1 网络标号放置时应注意那些问题 2 如何将连线方式由正交改为非正交 3 为什么要给元件定义封装形式 是否所有原理图中元件都必须定义封装形式 实验四实验四 小信号功率放大器的设计小信号功率放大器的设计 一 实验目的 1 熟悉画原理图工具 2 掌握画原理图基本操作 绘制原理图 二 实验内容与步骤 练习 1 电路如图 1 所示 试画出它的原理图 图 1功率放大器 练习 2 画好图后 1 请进行电气规则检查 选择 Tools ERC 菜单 2 请做元件表 选择 Report Bill of Material 或 Edit Export to Spread 菜单 3 请做网络表 选择 Design Create Netlist 三 思考题 15 1 说明放置元件 Part 有哪几种方法 2 在元件属性中 Lib Ref Footprint Designator Part Type 分别代表什么含义 实验五实验五 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图设计单片机存储器扩展小系统电路原理图设计 一 实验目的 1 熟悉原理图编辑器 2 熟练掌握原理图的实体放置与编辑方法和技巧 3 熟悉 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图设计 二 实验内容 绘制 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图 如图 5 1 所示 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 6 Apr 2007 Sheet of File F MY Design CAD MyDesign ddbDrawn By D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 K1 SW PB Y1 CRYSTAL R2 270 R1 4 7k D1 C1 10u C2 25p C3 25p VCC RES RES P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 X1 X2 X1 X2 EA VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE P 30 TXD 11 RXD 10 U1 8031 D0 3 Q0 2 D1 4 Q1 5 D2 7 Q2 6 D3 8 Q3 9 D4 13 Q4 12 D5 14 Q5 15 D6 17 Q6 16 D7 18 Q7 19 OE 1 LE 11 U2 74LS373 A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 A13 26 A14 27 CE 20 OE 22 VPP 1 D0 11 D1 12 D2 13 D3 15 D4 16 D5 17 D6 18 D7 19 U3 27256 A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 CS1 20 CS2 26 WE 27 OE 22 D0 11 D1 12 D2 13 D3 15 D4 16 D5 17 D6 18 D7 19 U4 6264 RAMRD RAMWR RAMWR RAMRD VCC A13 A14 A13 A14 图 5 1 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图 16 三 实验步骤 表表 4 4 元件样本 元件标号 所属元件库 CAP C2 C3 Miscellaneous Devices lib ELECTRO1C1Miscellaneous Devices lib 8031 U1 Protel Dos Schematic Intel lib 74LS373 U2 Protel Dos Schematic TTL lib 27256 U3 Protel Dos Schematic Memory Devices lib 6264 U4 Protel Dos Schematic Memory Devices lib RES2 R1 R2 Miscellaneous Devices lib SW PB K1 Miscellaneous Devices lib CRYSTAL Y1 Miscellaneous Devices lib DIODED1Miscellaneous Devices lib 四 注意事项 1 画导线不能用 drawing Tools 工具栏里的 直线 工具 2 除了元件库 Miscellaneous Devices lib 只需要再添加一个元件库 Protel Dos Schematic LIBRA 或者 Intel Databooks 即可 3 总线连接的元件引脚电气上并不相连 还需要使用 总线分支 标号 作进一步的说明 4 总线末端的细小分岔是用总线分支画出来的 5 在放置网络标号时 网络标号电气节点一定要对准元件引脚端点或导线 出现黑点 否则 不能建立电气连接关系 网络标号可以是任意长度的字符串 但当网络标号以 数字 结尾 如用 A8 D0 或 SD2 等作为网络标号时 在放置了当前网络标号后 网络标号会自动递增 这样在放置多 个网络标号时 单击放置 网络标号 工具 并设置第一个网络标号名后 即可不断重复 移动 单击 操作迅速放置剩余的网络标号 6 当需要在网络标号上放置上划线 以表示该点信号低电平有效时 可在网络标号名称字符间 插入 如 R A M R D R A M W R 等 五 思考题 1 Bus 线与 Wire 有何区别 2 元件引脚之间的连接有哪几种不同的方法 17 实验六实验六 原理图元件库编辑原理图元件库编辑 一 实验目的 1 熟悉元件库编辑器 2 掌握原理图元件库的创建 新元件的绘制 二 实验内容 利用元件库编辑器提供的制作工具 来绘制 创建 一个 8 脚集成电路 并将它保存在 schlibl lib 元件库中 绘制的实例如图 6 1 所示 TRIG 2 OUT 3 RESET 4 CVOLT 5 THOLD 6 DISCHG 7 VCC 8 GND 1 图 6 1 集成电路实例 三 实验步骤 1 启动元件图形符号编辑器 2 使用菜单命令 View Zoom In 或按 Page Up 键将元件绘图页的四个象限相交点处放大到 足够程度 3 调整编辑平面栅格的设置 执行菜单命令 Options Document Options 弹出 Library Editor workspace 对话框 在对话框的右下角处有 Grids 项 其中 Visible 右边的框中显示为 10 说明栅格的大小为 10mil 而 Snap 表示的是光标移动的最小范围 为绘制斜线和箭头的方便 可将右边框中的数字改写为 1 4 用菜单命令 Place Rectangle 或者单击 SchLibDrawingTools 画图 中的 矩形 工具 光标变为十字状 然后绘制一个直角矩形 纵向占 8 格 横向占 6 格 注意元件符号图形的 引脚处一定要位于栅格的交叉点 5 绘制元件的引脚 执行菜单命令 Place Pins 光标变为十字状 并拖带一个一头端部带有 圆点的引脚 这时按下键盘上的 Tab 键 弹出引脚属性 Pin 对话框 设置好后单击对话框下部的 OK 18 按钮 系统会自动回到光标拖带引脚状态 这时可以按键盘上的空格键使引脚旋转 移动鼠标到安 放的位置 让引脚的圆点端朝外 不带圆点的端与符号图形相接 单击鼠标左键确认 但一定保证 引脚的两端都要处在栅格的十字交叉点 这时鼠标仍然处于放置引脚状态 可接着放置下一引脚 待全部放置完后单击右键取消引脚的放置状态 6 编辑各管脚属性 将鼠标移到引脚 双击左键 调出引脚的属性对话窗 按表 6 1 设置引脚 属性 表 6 1 引脚属性 管脚序号 Number 12345678 名称 Name GNDTRIGOUTRESETCVOLTTHOLDDISCHGVCC 负逻辑标志 Dot Symbol 电气属性 Electrical PassiveInputOutputInputInputInputInputPassive 引脚序号显示 隐藏 show Number 引脚名称显示 隐藏 show Name 引脚长度 Pin 2020202020202020 7 给元件重新命名 执行菜单命令 Tools Rename Component 弹出 New Component Name 对话框 将框中的名字改写为 555 8 保存已绘制好的元件 单击 保存 按钮保存 9 导出文件至桌面 在编辑器浏览窗口找到该文件并单击右键 在弹出的快捷菜单中单击 Export 导出文件至桌面 四 注意事项 1 在绘制元器件时注意尺寸的把握 不要过大或过小 2 画图前要先调整编辑平面栅格的设置 把 Snap 右边框中的数字改写为 1 3 一定保证引脚的两端都要处在栅格的十字交叉点 4 绘制元件的引脚时 让引脚的圆点端朝外 不带圆点的端与符号图形相接 5 使绘图区中心出现在屏幕中央 在第四象限内绘制元件主体 引脚除外 五 思考题 1 哪些情况下需要自行建立新的元件及元件库 2 进入元库编辑器界面需要经过哪几个步骤 3 如何查找一个元件 19 实验七实验七 PCB 板尺寸定义与板尺寸定义与 PCB 参数设置参数设置 一 实验目的 1 PCB 板的尺寸的设定 2 PCB 的参数的设置 二 验内容与步骤 练习 1 使用 PCB 创建向导规划如下形状的双面电路板 电路板尺寸 属性采用缺省值 练习 2 定义一块宽为 1800mil 长为 2000mil 的单层电路板 要求在禁止布线层和机械层画出 板框 在机械层标注尺寸 练习 3 设置在对象被选中后 系统不自动保护所定对象 设置当用户进行整体编辑时 系统 会自动弹出确认对话框 设置当出现重复对象时 系统会自动删除重复对象 练习 4 设置度量单位为公制 设置水平 垂直捕捉栅格和水平 垂直元件栅格依次为 20mil 20mil 25mil 25mil 电器栅格为 10mil 设置旋转角度为 30 度 设置底层丝印层的颜色 为 100 号色 设置尺寸线为 简单显示 其余为 精细显示 设置显示焊盘网络名称和焊点序 号 练习 5 设置当用户选择新的元件时 系统不取消原来选择的元件 设置当用户进行 PCB 设计 时 系统会在线进行 DRC 检查 练习 6 设置与组件连接的导线会随组件的移动而一起伸缩 设置转换特殊字符串功能 设置 只显示当前板层 练习 7 设置操作撤消次数为 50 次 设置光标类型 Large90 设置布线使用多边形进行障碍 检测 交互布线 避开障碍 练习 8 设置多边形铺铜栅格尺寸为 20mil 路径宽度为 5mil 最小长度为 3mil 焊盘环绕形 状为八边形 三 实验报告 1 写出第二项中实验内容的实验步骤 2 讨论在设计与实验过程中遇到的问题 3 总结 PCB 板的尺寸设定及 PCB 的参数设置 4 思考 A 在编辑线宽时想修改全板连线的线宽应如何进行 若想修改某条连线的线宽应如何进 行 若想一次修改部分连线的线宽应如何进行 B 焊盘与过孔有何区别 20 实验八实验八 闪光灯控制电路图设计和闪光灯控制电路图设计和 PCB 图自动布局 自动布线图自动布局 自动布线 一 实验目的 1 学会元件封装的放置 2 熟练掌握 PCB 绘图工具 3 熟悉双面印制板的自动布局和自动布线 DRC 检查 二 实验内容 1 绘制闪光灯控制电路原理图如图 8 1 所示 图 8 1 闪光灯控制电路原理图 2 根据图 8 1 所示电气原理图 绘制一块双面电路板图 电路板长 2500mil 宽 1600mil 加 载 ADVPCB Ddb 元件封装库 根据表 8 1 提供的元件封装并参照图 8 1 进行手工布局 其中 Vin1 Vin2 需在电路板上放置焊盘 布局后在底层进行手工布线 布线宽度为 20mil 布线结 束后 进行字符调整 图 8 2 闪光灯控制电路 PCB 图 21 三 实验步骤 1 启动 Protel 99 SE 创建新的原理图文件 2 设置图纸为 A4 3 添加元件库 如 Sin ddb Miscellaneous Devices lib 4 放置仿真元件 所用元件及所属元件库均列于表 10 表表 8 18 1 元件样本 元件标号 元件封装原理图元件 封装所属元件库 CAPC2RAD 0 2Miscellaneous Devices lib Miscellaneous lib ELECTRO1 C1 C3 C4 C5 RB 2 4Miscellaneous Devices lib Miscellaneous lib RES2 R1 R4 AXIAL 0 3Miscellaneous Devices lib Miscellaneous lib DIODE D1 D2 D3 D4 D5 DIODE 0 4Miscellaneous Devices lib Miscellaneous lib VOLTREG WY1 SIP 3Miscellaneous Devices lib Miscellaneous lib NPN Q1 Q2 TO 92AMiscellaneous Devices lib PCB Footprints lib LED LED1 LED2 SIP 2Miscellaneous Devices lib Miscellaneous lib 5 元件属性设置 1 在元件未固定前 按下 Tab 键 进入元件属性设置窗 在属性窗口内 单击 Attributes 标签 设置元件序号 大小或型号 2 参照表 8 在 Footprint 栏填入各元件封装 6 连线 用 Wiring Tools 工具栏中的 画线 工具把各元件连接起来 7 放置节点 8 放置网络标号 如图 8 1 所示 分别放置 OUT1 OUT2 两个网络标号 9 添加标注文字 10 执行电气法检查 ERC 找出并纠正电路图中可能存在的缺陷 11 利用 PCB 向导生成包含布线区的印制板文件 操作过程参照实验 10 内容 12 通过 更新 方式生成 PCB 文件 1 在原理图窗口内 单击 Design 菜单下的 Update PCB 在 Update Design 更 新设计 对话窗内 指定有关选项内容 2 单击 Preview Change 变化预览 按钮 观察更新后发生的改变 如果原理图不正确 须认真分析错误列表窗口内的提示信息 找出错误原因 并单击 Cancel 按钮放弃更新 返回原 理图编辑状态 更正后再执行更新操作 直到更新信息列表中没有错误提示信息为止 3 单击 Execute 按钮执行更新 13 设置工作层 14 元件布局操作 15 布线 16 调整丝印层上的元件标号 17 修改布线区边框大小 使之更合理 参考图如图 8 2 所示 18 布线后的进一步处理 1 设置泪滴焊盘及泪滴过孔 完成连线的手工调整后 根据需要将特定区域内的焊盘变为泪 滴焊盘 以提高焊盘 包括过孔 与印制导线连接处的宽度 执行 Tools Teardrops Add 其中 Teardrop style 选中 track 项 OK 即可 2 设置大面积敷铜区 执行 Tools Teardrops Add 其中 Teardrop style 选中 track 项 OK 即可 执行 Place Polygon Plane 如图 8 3 所示设置即可 删 除与敷铜区相连的印制导线 把与敷铜区连接的焊盘改为 直接 方式 执行 Design Rules Manufacturing Rule Classes Polygon Connect style Properties Rule Attributes Derect Connect OK 如图 8 4 22 图 8 3 敷铜区设置对话框 图 8 4 敷铜区与焊盘连接方式设置 设置敷铜区后的参考 PCB 图如图 8 5 所示 图 8 5 设置敷铜区和尺寸标注后的 PCB 参考图 3 在丝印层上放置说明性文字 4 添加尺寸票标注 如图 8 5 所示 19 设计规则检查 四 注意事项 1 创建新的 PCB 文件 而不是 SCH 文件 2 导线与导线 引脚焊盘之间距离大于安全间距 即最小间距 3 更新设计前须要先观察更新后发生的改变 4 封装形式和序号不能省略 5 二极管和三极管的原理图元件图形符号的管脚与封装图焊盘的序号不一致 6 自动布局和自动布线前一定要设置布局规则和布线规则 7 最后要执行 DRC 检查 五 思考题 如何修改通过 更新 方式生成 PCB 文件时出现的错误 23 实验九实验九 制作元件封装制作元件封装 一 实验目的 1 学会用元件封装编辑器创建元件封装 2 熟练掌握手工创建法创建元件封装 3 熟练掌握向导创建法创建元件封装 二 实验内容 创建一个双列直插式 8 脚的元件封装 如图 9 1 所示 图 9 1 创建完成的元件封装图形 三 实验步骤 详细步骤参见教材 P 172 182 1 手工创建的步骤 1 首先执行 Place Pad 菜单命令 或单击绘图工具栏中 按钮 2 执行该命令后 光标变为十字 中间带有一个焊盘 随着光标的移动 焊盘跟着移动 移动 到适当的位置后 单击鼠标左键将其定位