电机驱动系统电路板制作

Protel Dxp 课程设计 专专 业业：电气工程及其自动化 设计题目设计题目： 电机驱动系统电路板制作 班级班级： 电自 学生姓名学生姓名： 范缪辉 学号学号：40 指导教师指导教师： 高纯斌 分院院长分院院长： 许建平 教研室主任教研室主任： 高纯斌 电气工程学院电气工程学院 目录目录 任务书任务书.1 1 第一章第一章 PROTELPROTEL DXPDXP 简介简介.2 2 第二章第二章 任务分析任务分析.3 3 第三章第三章 任务实施任务实施.4 4 一，新建原理图文件.4 二，放置组件.5 四，原理图的连线.7 五、原理图的电气检查、编译和调整.10 第四章第四章 PCBPCB 制作制作 .1212 一、制做 PCB .12 二、布局.13 三、布线.14 四、PCB 电路检查与报表生成 .16 课程设计总结课程设计总结.1717 参考文献.18 附录 1.19 附录 2.20 任务书 1 任务书任务书 1.1.设计内容设计内容 1）简单原理图设计 学生掌握电路板设计概念，熟悉 PROTELDXP 各种操作界面及其基本使用方法，学生 熟悉电路原理图的设计过程、画面管理、设置图纸样本文件、放置元器件、绘制原理图、 文件管理、打印输出和网络表生成。 2）原理图元件库的制作 掌握自制元件的方法。 3）印制电路板设计 学生掌握 PCB 印刷电路板的布线流程、PCB 画面管理、工作层面设置、设置印刷电 路板规则、元件布局、自动布线、手工调整、打印输出。 4）印制电路板元件封装的制作 掌握 PCB 封装的制作方法 2.2.设计要求设计要求 1）认真完成 PROTELDXP 学习，熟练掌握基本操作。 2）要求进行步进电机控制器双面电路板设计，布局符合电气规范，美观。 3）书写报告，3 千字左右，报告按照设计过程来进行书写，另外附原理图、PCB 图各一 份。 第一章 Protel DXP 简介 2 第一章第一章 ProtelProtel DXPDXP 简介简介 Protel DXP 在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括 双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户 界面等。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 设计过程。通过设计输入仿真、PCB 绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性 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。 Protel DXP2004 是 Altium 公司于 2004 年推出的最新版本的电路设计软件，该软件 能实现从概念设计，顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据 的管理。当前比较流行的 Protel 98、Protel 99 SE，就是它的前期版本。 Protel DXP 2004 已不是单纯的 PCB（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成 的系统工具，分别是 SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板） 设计、Auto Router（自动布线器）和 FPGA 设计等，覆盖了以 PCB 为核心的整个物理 设计。该软件将项目管理方式、原理图和 PCB 图的双向同步技术、多通道设计、拓朴 自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。 与较早的版本Protel99 相比，Protel DXP 2004 不仅在外观上显得更加豪华、人 性化，而且极大地强化了电路设计的同步化，同时整合了 VHDL 和 FPGA 设计系统， 其功能大大加强了。 第二章 任务分析 3 第二章第二章 任务分析任务分析 通过对 protel 知识的掌握，熟练运用 protel 进行制图。 制作 protel 原理图的大致流程如图： 新建原理图文件 设置工作环境 放置组件 原理图的连线 建立网络表 原理图的电气检查 编译和调整 存盘和报表输出 结束 第三章 任务实施 4 第三章第三章 任务实施任务实施 首先打开 Protel DXP 软件然后会得到如图所示画面； 一，新建原理图文件一，新建原理图文件 1、首先在桌面建立工程文件夹如“作业，便于管理生成的子文件。 2、执行菜单命令【File】/【New】/【PCB Project】 ，建立一个空项目文件。 3、执行菜单命令【File】/【Save Project】 ，在弹出的保存项目对话框中输入“范缪辉” 文件名，并保存在“作业”文件中。 4、执行菜单命令【File】/【New】/【Schematic】 ，新建电路原理图文件。 5、执行菜单命令【File】/【Save】,在弹出的保存文件对话框中输入“作业”文件名， 并保存在桌面的“作业”文件夹中。 第三章 任务实施 5 二，放置组件二，放置组件 首先观察任务原理图中各元件的数量和类型。 在 Library 面板中，单击库文件名列表框的下拉按钮，选中 MiscellaneousDevices.IntLib 元件库，然后输入 DIODE 如图所示； 在当前库元件列表中选中要放置的元件 ，在面板右上部的 Place Diode 按钮或直接双 击 Diode，此时光标变为十字形，且元件随光标移动，在工作区适当位置单击鼠标左键 可将元件放到当前位置。如图所示。 根据任务的要求 对 每个元 件的 属性 进 行 修 改，可 以 双 击 元件进入 属 性 界 面 或 在 按 完 Place Diode 按 钮 或 直接 双击 Diode， 此时光 标 变为十 字形且元件 随 光 标移动的时候按 Tab 键进入元件属性界面 右图中Designator 表示的是同种元件在电路 图中的序号，Comment 表示的是该元件的名称，我们选择的元件的默认封装一般都不 是我们想要的封装，而我们想要的是插针式的，所以我们要根据需要选择，具体过程如 第三章 任务实施 6 下；首先在属性界面 处单击 Edit 进入如图界面 然后选中 Any 再单击 Browse 进入如图界面 可以在列表中依次寻找看是否有合适封装，也可以单击 Find 进入界面 然后在 Name 栏中输入理想的封装进行搜索 然后单击 Install Library 再单击 Select 选择，之后单击 OK 退出界面。 第三章 任务实施 7 四，原理图的连线四，原理图的连线 1）按照任务原理图将各元件摆放整齐如图； 2）单击 Wring 工具栏按钮或执行菜单命令【Place】/【Wrie】 ，光标变为十字形状。 在适当位置单击鼠标左键确定导线起点，移动鼠标到适当位置，再次单击鼠标左键，完 成两点间的连线，绘制完后单击鼠标右键结束此条导线。此时光标仍处于绘制导线状态， 可继续绘制，要退出绘制导线状态，双击右键即可。 特别注意的是，导线与元件相接时，一定要于元件的引脚相连，否则导线与元件没有电 气连接关系。因此在画图时一定注意设置系统自动寻找电气节点。即在图 的 ElectricalGrid 栏的 Enable 前的方框打挑。这样在连线时，当光标接近引脚时，出 现红色米字型标识，即为当前捕获的电气节点，代表电气连接的意义，单击左键导线就 与元件的引脚建立了电气连接。 最终的连线效果如图所示。 第三章 任务实施 8 3）放置、编辑电源及接地符号 电源及接地信号有很多种，系统提供了专门的电源及接地符号工具，有 10 多种不同形 状供选用。如图所示。 （1）单击连线工具中的按钮，可一次放置电源及接地符号。 （2）执行菜单命令【Place】/【Power Port】 ，可连续放置。 （3）使用快捷菜单【P+O】 ，也可连续放置。要退出此状态，单击鼠标右键。 （4）编辑电源及接地符号。双击或执行完放置电源及接地符号后，在放置之前按 Tab 键。打开“设置电源或接地符号属性”对话框。如图所示。 在 Properties 栏的 Net 右边的方框中可设置所属网络，Style 右边的下拉列表可设置符 号外形。设置完后，单击 OK 即可。 4）.统一为元件编号 在绘制原理图时，主要放置元件与连线，元件可能会被删除或调整位置，因此元件序号 常常不够规范，可能会有重复或遗漏。ProtelDXP 提供了一种途径：在原理图绘制完后 统一为所有元件进行编号。具体操作如下： 执行菜单【Tools】/【Annotate】 ，打开“自动编号”对话框，如图所示。 第三章 任务实施 9 左侧 SchematicAnnotationConfiguration 区域：主要用来设置自动编号。左上角选择编号 的方向，下面选择对哪些图纸进行自动编号，其中 StartIndex 选项可以设置编号的起 始值。右侧列表显示原来原件编号的情况和根据设置得到的编号情况。 单击 ResetDesignators 按钮，将元件序号全部更换为“类型+数字”的形式，此时，系 统弹出对话框如图所示。 单击 OK 确认，右侧的列表显示全部元件的序号为“类型+数字”的形式。 （3）单击 Accept Change 按钮，弹出如图所示对话框。 第三章 任务实施 10 单击 ExecuteChange 按钮执行修改，系统开始逐项进行序号更改，并在更改成功的 Done 区域标上如图所示 五、原理图的电气检查、编译和调整五、原理图的电气检查、编译和调整 （1）执行菜单【Project】/【Compile PCB Project】对项目进行编译，并生成信息报告。 （2）单击窗口右下侧的 Message 标签，打开 Message 面板，可看到相关的错误报告。 第三章 任务实施 11 根据提示信息找到错误并加以改正。可双击提示信息，打开 CompileError 面板，单击 其中的提示信息自动定位到错误处，即可进行修改。 生成网络表 执行菜单命令【Design】/【Netlist】/【Project】生成网络表； 在工程文件夹下就会生成网络表文件夹如图； 双击网络表就会跳出生成的网络表如图 第三章 任务实施 12 第四章 PCB 制作 12 第四章第四章 PCBPCB 制作制作 一、制做一、制做 PCB 我们用 Protel DXP 制作设计好电路图以后，就进入 PCB 的制作，在这之前，应先 注意各个元件封装的选择，原则应与实际尺寸相等，没有的可以自己画封装。首先，在 工程中新建 PCB。选中工程，点击 FilenewPCB，新建一个 PCB 单击保存按钮 ， 重命名，保存。进入 PCB 界面，导入原理图，点击 design,选择 import changes from xxx.PrjPCB 如图 进入如图所示界面 但后点击左下角的 validate changes,再点击 execute changes, 第四章 PCB 制作 13 在右侧全都准确无误后，然后点 close. 按 Page down 键，发现如图所示 然后选中右下角的元件，突入黑色背景中，然后按 delete 键，去掉外框，准备布局 二、布局二、布局 DXP 提供了自动布局和手动布局自动布局选中所有元件，点击 ToolsAuto placementAuto placer,进入界面然后点击 OK，然后缩小屏幕，可以找到排好的元件。 移入黑框中。 手动布局 自动布局后，往往不太令人满意，元件间距离过大，造成浪费空间。所以还要手工 布局，从新调整元件的布局是指在满足电气特性的同时，更加优化，美观。 选取元件； 移动元件，拖动选中的元件到合适的位置； 旋转元件，拖动元件时，按空格键，每次旋转 90； 排列元件，点击工具栏按钮，如图，在其弹出栏中可以按一定规则排列元件； 第四章 PCB 制作 14 元件标注与调整，包括位置，方向，内容，字体等。双击某元件注释，在弹出选项中进 行修改 先画电气层，在屏幕左下方选中 keep-out layer,如图 然后单击工具栏的 placeline,在元件外围一定距离处画线，画一个方形 然后再在 mechanical1 层画物理边界，画在电气边界的外围 三、布线三、布线 在设置参数，选择 design-rules，把线宽参数设置如图， 第四章 PCB 制作 15 其次，还要改变焊孔的大小，选中焊孔，右键find similar objects ,在 simple 选项后 把 any 改成 same，在 pad X(Y) size 里，把数据改成 90mil 或其他值。 按 shift+c,参数设置完后，然后就可以准备布线。 单击工具栏的 auto route-all， 选择 route all，系统会自动布线，布完线后，如图 第四章 PCB 制作 16 四、四、PCB 电路检查与报表生成电路检查与报表生成 布完线以后，还要运行设计规则检查命令检查设计完成的电路板有无违反设计规则 的状况，确保电路板的正确性。另外为了便于存档，电路板的加工生产及电路元件的安 装，需要生成各种报表文件。 设计规则的检查 点击 ToolsDesign Rule Check,进入界面 如果需要进行具体检查，点击左侧 Rules To Check,可进行具体调整，一般情况下可以在 直接点左下角的 Run Design Rule Check, 根据报表分析可知，没有违反涉及规则。若检测出错误信息，要分析其错误原因，并进 行修改。 之后可以加上安装孔，点击 place-via，放在物理边界内，即可。 最后，保存。这样 PCB 制作就可以了。 课程设计总结 17 课程设计总结课程设计总结 本学期我们开设了电子技术基础（模拟部分） 课，这门学科属于电子电路范畴， 与我们的专业有着密切的联系，且是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知 此事要躬行” 。学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以 本学期开设的 Protel 课程设计是很必要的。这样不仅加深我们对电子电路的认识，而 且真正做到了学以致用。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证了收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话 题。通过这次课程设计，我才真正领悟到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，才真正意识 到我们只有通过勤奋的努力，才能真正体会到科技带给人类的幸福。在整个课程设计过 程中，我们不断地在遇到问题和解决问题中盘旋。例如在进行手动布线的时候，自己一 根一根地布线，眼睛都盯酸了，但是看着自己的原件一个一个的接起来，心里有像吃蜜 一样的甜。终于就这样，像爱迪生发明电灯泡的时候一样，经历了千万次的猜想和实验， 终于使这个问题得到圆满的解决。成功的我高兴地无以加复，感到劳动最光荣。 历时一星期的课程设计即将结束。回头看看，不禁感概良多，没想到我们的科学家， 哪怕是我们身边的老师，原来也是如此般的努力才能换来今天的幸福生活；离不开你们 这些辛勤