dxp-设计论文

Protel DXP 电路设计与制版课程设计 题 目 倒计时秒表 学 院 电气与信息工程学院 专 业 自 动 化 学 号 092412239 姓 名 王 威 指导老师 曹延生 完成时间 2015 年 05 月 29 日 1 摘要摘要 Protel DXP 是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统 电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照 自己的设计方式实现 Protel DXP 运行在优化的设计浏览器平台上 并且具备当今所有先进的设计特点 能够处理各种复杂的 PCB 设计 分析和设计输出等技术融合 Protel DXP 提供了全面的设计解决方 案 本次制作的是倒计时秒表 希望通过制作这个倒计时秒表能使 我们对 Protel DXP 这个软件可以熟练掌握 并能自己动手制作出来 实物使其能正常工作 以此来达到理论结合实际 实践教学等目的 关键字 Protel DXP 倒计时秒表 PCB 电路设计 2 目录目录 摘要 1 一 设计目的 3 二 设计任务及要求 3 三 总体方案设计 3 四 系统原理图及 PCB 板的设计 4 1 系统原路图的绘制 4 2 创建一个 PCB 项目 5 3 原理图的绘制 6 4 连接线路 7 5 导入 PCB 8 6 布置元器件的位置 9 五 PCB 制版流程 10 六 心得与体会 11 参考文献 13 3 一 设计目的一 设计目的 通过本次实习 让我们更加了解设计工具软件 为我们提供一 个怎样建立一张原理图 从 PCB 更新设计信息以及产生生产输出文 件的预览 学会利用 Protel 绘制一些基本的电路图 能够根据原理 图画出 PCB 板和 PCB3D 板 学会制作元件模型以及封装等基板设计 技能及技巧 二 设计任务及要求二 设计任务及要求 1 可以以实现正常秒表的所有功能 包括启动 暂停 复位等 2 可以自由设定倒计时时间 10s 20s 30s 并进 行倒计时 三 总体方案设计三 总体方案设计 本硬件设计总共包括五部分电路 数码管显示电路 时钟电路 复位电路 电源电路 控制电路 总体设计框图如图 1 所示 S T C 8 9 C 5 2 P0 P2 P2 数码管显示 时钟电路 复位电路 电源电路 控制电路 4 图 1 总体设计方框图 四 系统原理图及四 系统原理图及 PCB 板的设计板的设计 1 系统原路图的绘制 系统原路图的绘制 1 从 Windows 操作系统的开始菜单或桌面快捷图标进入 Protel DXP 环境 2 使用菜单 File New PCB project 建立新工程文件 并保 存 在 PCB project 建立 Schematic 电路原理图编辑器 一个名为 Sheet1 SchDoc 的原理图图纸出现在设计窗口中 并且原理图文件 夹也自动地添加 连接 到项目 这个原理图图纸现在列表在 Projects 标签中的紧挨着项目名下的 Schematic Sheets 文件夹下 并保存 然后开始设计原理图 3 设置画图环境 单击右键 然后选择 Option Document Option 在下图 所示的窗口中设置图纸大小 方向 栅格等内容 然后根据要求进 行原理图参数设置 在开始绘制原理图之前 保存这个原理图图纸 因此选择 File Save 5 2 创建一个 创建一个 PCB 项目项目 图 2 建立 PCB 项目 图 3 追加原理图 PCB 图 原理图库以及 PCB 库 6 如图所示 建立一个 PCB 项目 并在 PCB 项目中追加原理图 PCB 图 原理图库以及 PCB 库 并且将这个项目保存 3 原理图的绘制 原理图的绘制 1 定位元件和加载元件库 1 点击 Libraries 标签显示库工作区面板 2 在库面板中按下 Search 按钮 或选择 Tools Search 这 将打开查找库对话框 3 确认正确路径 点击 Miscellaneous Devices IntLib 库以 选择它 如本数字钟中的寻找 SN74LS90N 芯片只需在 Libraries Search 单元文本框内键入 SN74LS90N 即可 4 点击 Search 按钮开始查找 将所需的元器件找到放置在原 理图编辑器 关闭 Search Libraries 对话框 2 原理图放置元件 1 从元器件库中取出所需的元器件后 放在工作区中 如需翻 转的可按空格键进行 0o 900 1800 2700 四种角度的翻转 2 修改元器件的流淌号及幅值大小 在放置元器件的进程中 按 Tab 键 在弹出的对话框中修改元器件属性 更改其中的流水号 与幅值 在 Component Properties 对话框的 Properties 单元 设 置 Designator 检查 PCB 封装模型 3 规则栏的设置将显示在原理图中 点击规则列表中的 Add 显 示 Parameter Properties 对话框 输入名称 Value 以及值 20n 确 7 认 String 作为规则类型被选择 并且 value 的 Visible 框被勾选 点击 OK 即可 4 在对话框的 Properties 单元 点击 Comment 栏并从下拉列 表中选择 Value 将 Visible 关闭 点击 OK 按钮返回放置模式 右 击或按 ESC 退出放置模式 5 移动元器件 使其美观整洁 尽量使元件朝一个方向放置 并把连接关系紧密的元件放在靠近的地方 3 原理图库及封装的绘制 如果在元件库里找不到需要的元件 则需要在 PCB 项目中的原 理图库中画出自己需要的元件 另外需要添加合适的封装 如果没 有合适的封装 需要在 PCB 库中画出自己需要的封装 画封装一般 有两种方法 一是利用元件向导选择其封装类型进行设计 第二种 方法是直接在工具栏找到焊盘 并寻找元件的实际的空间距离放置 位置 4 连接线路 连接线路 1 从菜单选择 Place Wire 或从 Wiring Tools 工具栏点击 Wire 工具进入连线模式 当执行方该命令后 光标将变为十字形状 此时按 Tab 键 即可进行导线的属性设置 当将光标移至元件接口 或导线上时 光标中将出现一黑点 单击右键后导线就练到接口或 导线上了 2 将光标放在元件一端 当你放对位置时 一个红色的连接 8 标记会出现在光标处 这表示光标在元件的一个电气连接点上 3 左击固定第一个导线点 移动一根导线从光标处延伸到固 定点 4 完成这部分导线的放置 注意光标仍然为十字形状 表示 你准备放置其它导线 要完全退出放置模式恢复箭头光标 再一次 右击或按 ESC 5 若布线麻烦也可采用放置网络标号的方式布线 图 4 为用 DXP2004 跟据以上要求绘制的原理图 图 4 系统原理图 5 导入 导入 PCB 1 在原理图界面点击 Design update PCB project 在弹出的的对话框中点击 validate change 在对话框中出 现绿色打钩 9 2 点击 Execute change 出现第二列绿色的打钩 如果 出点红色的打叉 则说明原理图出现错误 返回修改 3 确定没有错误之后 点击对话框的 close 就会将原 理图导入到 PCB 6 布置元器件的位置 布置元器件的位置 为了在布线时元件之间的导线连接简洁 减少导线的交叉 并 充分利用 PCB 板的空间 做到紧凑而不拥挤 美观 而又容易观察 元器件之间的连接关系 我进行了元件的重新布局 移动元件使元件名称最好朝一个方向 这样生产出来的电路板 方便阅读 移动元件时容易造成图像部分区域无法生成 这时按 END 键可以刷新图像 移动元器件时最好参考原理图 了解各元件 之间的连接 将连线较多的元件放在更近的地方 7 布线 首先在 Design Rule 中更改一下设计规则 由于实验室 只能做单层板则要在 Routing RoutingLayers 中将 Top layer 或者 Buttom Layer 中的对勾去掉一个 此外 由于线太 窄容易在腐蚀的时候腐蚀断 在设计规则中的 Routing 中找到 Width 并将 Max Width 改为 60mil 将 Prefered Width 改为 40mil 然后执行自动布线命令 菜单位置 执行 Auto Route All 后开 始自动布线 Protel 也可以手动对 PCB 图进行手动布线 但由于水 10 平有限而且电路较为复杂采用自动布线 在使用 Protel 进行电路设 计的高级阶段 PCB 图的布局和布线都是手动完成的 自动布线后 PCB 效果图如图 5 所示 图 5 PCB 图 五 五 PCB 制版流程制版流程 1 首先根据设计要求绘制原理图 PCB 图 如图 4 为系统 PCB 图 2 根据 PCB 图用 Altium designer 软件生成 Gerber 和 NC 文件 3 用 CAM350 软件打开 Gerber 文件并选择底层 gbl 和禁止 11 布线层 gko 打印出图 4 用打孔软件打开任意一层文件选择刀具和钻头生成打孔文件 5 用 Create MPD 高精度自动钻台用打孔文件钻孔 6 钻孔之后再用 Create BFM1000 全自动线路板抛光机抛光 7 抛光之后放入烘干箱中烘干 8 把烘干后的板子把打印的线路对准用胶布固定好 放入 Create SHP 热转印机机中热转印 4 到 5 次 温度设置在 175 度到 180 度之间 9 热转印之后把热转印纸结下 放入 Create AEM3500 台式自 动喷淋腐蚀机中腐蚀 温度设置在 35 度到 38 度之间 时间设置 在 25 秒 10 腐蚀完之后 用水洗干净 用砂纸把线路上的油墨擦掉 11 最后把制好的板子用 Create MCM1000 精密手动裁板机裁好 六 心得与体会六 心得与体会 在本次设计中 从买元件到做好成品并能进行正常工作 中间 经历了许多挫折 在这个过程中 我学会并熟练掌握了如何使用 Protel DXP 做原理图 画原理图库和封装 以及作出 PCB 图 也在 这个过程中学会了如何利用实验室的线路雕刻机 抛光机 喷淋腐 蚀机等机器的使用方法 12 同时 也在制作过程中遇到了一些问题 如在 PCB 图自动布线 时 直接将线布成了双层线 因为实验室只能做单层板 因此再通 过询问别人和在网上搜索资料后解决了这个问题 不过当这个问题 解决之后又有了一个更大的问题 在只布单层线的情况下 两位一 体的数码管布线不完全 不管数码管的位置如何调整 总会有一条 线连接不起来 在经过与同学们讨论过后 找到了一条解决方法 那就是把数码管的段选改变一下 比如本来是 P0 0 控制段选 a 现 在让这个 I O 口控制 b 位选的 I O 口不变 这样就只需在程序中 将 0 至 9 这些数