长沙理工大学电子专业应用技术实习报告

1、 专业技术应用实习 目录1.实习目的22.实习要求23.实习内容33.1 Altium Designer系统31. Altium Designer的功能33.2 原理图设计41.原理图的设计流程52.原理图的设计53.3原理图元件库的使用71.元件的搜索72.新元件原理图符号绘制73.4 PCB设计91.PCB的设计流程92.PCB的设计94.感光电路板制作过程：104.1钻孔 (数控电钻机床)104.2打印 (喷墨硫酸纸、激光硫酸纸/透明菲林、光绘菲林) 1把您设计好的电路图用激光(喷墨)打印机以透明、半透明或70g复印纸打印出(激光最细0.2mm，喷墨最细0.3mm)104.3曝光 (曝光

2、机15秒；太阳光1-4分钟；日光灯8-15分钟)114.4显像 (专用显像剂)114.5蚀刻 (用热水化开的三氯化铁液体)114.6除去铜板导线上的涂层124.7为PCB板覆膜125.实习心得12附录图:141.原理图:142.元器件清单153 PCB版图:17 1.实习目的1.掌握Altium Designer的简单操作。2.以Protel原理图输入方法来设计描述电路，通过学习，深入理解电路设计的流程和方法以及简单PCB板的设计生产工艺，通过上机实验，能够独立进行电路图的绘制。3.了解电源模块，时钟模块，比较器模块，触摸延时模块，跑马灯模块，光控调音模块的基本知识，通过具体的电路图，初步掌握

3、焊接技术，简单电路元器件装配4.培养从事科学实验的技能、技巧，提高分析和解决问题的能力，培养学生得出创新能力。2.实习要求 该课程设计，要求熟练掌握运用Altium Designer软件，运用Altium Designer软件进行绘制电路原理图，并通过导入制作PCB图.在其过程中建立DDB文档，绘制SCH原理图，建立SCH库文件，生成网络表并能够分析网络表，建立PCB文件并设置其工作环境，建立PCB库文件并能够封装，正确地导入网络表后，对PCB进行布局布线，最后导出导入文件。课程设计主要有以下的流程：1) 建立DDB文档，建立SCH文件，SCH工作环境设置2) 建立SCH库文件，新元件的编辑与

4、保存3) 原理图绘制，原理图编辑4) 生成网络表5) 建立PCB文件，PCB工作环境设置6) 建立PCB库文件，新封装的编辑与保存7) PCB布局：画出PCB边框，放置安装孔，调整元件位置，编辑元件8) 布线规则设置，布线及调整9) 文件的导出与导入 实验的整个过程中要求自己能熟练的掌握和操作Altium Designer软件，能独立的完成老师所要求的各种课题。3.实习内容3.1 Altium Designer系统Altium Designer系统是Altium公司于2006年年初推出的一种电子设计自动化（Electronic Design Automation,EDA）设计软件。该软件几乎将

5、电子电路所有的设计工具集成在单一应用程序中。它通过把电路图设计、PCB绘制编辑、电路的仿真、FPGA应用程序的设计和设计输出等技术的完美融合，为用户提供了全线的设计解决方案，使用户可以轻松地进行各种复杂的电子电路设计工作。1. Altium Designer的功能（1） 电路原理图设计（2） 印制电路板设计（3） 电路的仿真（4） 可编程逻辑电路设计系统（5） 信号完整性分析2. Altium Designer的界面Altium Designer的启动画面如图1.1所示。图1.1 Altium Designer系统的启动画面随即打开Altium Designer的界面，如图1.2所示。图1.2

6、 Altium Designer的界面所有的Altium Designer功能都可以从这个界面启动。当然，使用不同的操作系统安装的Altium Designer应用程序，首次看到的界面可能会有所不同。3.2 原理图设计原理图设计主要是利用Altium Designer提供的原理图编辑器绘制、编辑原理图，目的绘制电路图，同时也为PCB设计和电路仿真打下一个重要基础。1.原理图的设计流程原理图的设计流程图如图2.1所示开始启动原理图编辑器创建一个项目创建原理图文件设置图纸规格设置原理图编辑器参数加载元件库放置元器件原理图的编辑与调整原理图的检查原理图的报表原理图的输出结束图2.1 原理图设计流程图

7、2.原理图的设计 1.创建一个项目（1）启动Altium Designer系统。（2）执行菜单命令【File】/【New】/【PCB Project】，如图2.2所示，保存。图2.2 新建项目面板 2.创建原理图文件如果在此之前用户没有打开任何设计数据库，可以选择主菜单区的【File】/【New】选项 。如果在此之前已经打开了一个或多个设计数据库，可以选择主菜单区的【File】/【New Design】选项，单击鼠标或按回车键即可。按照上面的操作将弹出窗口。 3.放置元件执行菜单命令【Design】/【Browse Library】弹出库文件面板，如图2.3所示。选中所需元件并放置。图 2.3

8、 库文件面板4.放置导线（1）执行菜单命令【Place】/【Wire】或单击布线工具栏按钮，出现大十字光标。（2）光标移动到元件的引脚端时，光标中的“X”号变为一个红“米”字形符号，表示导线的端点与元件引脚的电气点可以正确连接。（3）单击，移动光标，在光标和导线起点之间会有一条线出现，这就是所要放置的导线。5.放置电源端子（1）在布线工具栏中单击按钮，放置在原理图中。（2）在布线工具栏中单击按钮，放置在原理图中。3.3原理图元件库的使用绘制原理图时要放置元件，而这些元件又常常保存在原理图元件库中。因此在放置元件之前，要添加元件所在的库；尽管Altium Designer内置的元件库已经相当完整

9、，如果用户使用的是特殊的原件或新开发的元件，就需要自己建立新的原件及元件库。1.元件的搜索执行菜单命令【Design】/【Browse Library】弹出库文件面板，如图2.3所示。选中所需元件并放置。图 3.1 库文件面板2.新元件原理图符号绘制（1）进入编辑模式：单击菜单【File】/【New】/【Schematic Library】命令，系统进入原理图文件库编辑工作界面，如图3.2所示。（2）绘制矩形：执行菜单【Place】/【Rectangle】命令，出现十字光标，并带有一个有色矩形框。将矩形框放到编辑区中的第四象限，单击确认矩形位置。可以随意改变矩形框大小。图3.2 原理图文件库编

10、辑工作界面（3）绘制引脚：执行菜单【Place】/【Pin】命令，此时鼠标指针旁边会多出一个大十字和一条短线，默认短线序号从零开始；在放置引脚时，若按一次空格键，可将引脚旋转九十度。按上述方法绘制出8根引脚，如图3.3所示。图3.3 放置引脚后的图形（4）编辑引脚:双击需要编辑的引脚，如0号引脚弹出淫叫属性对话框，如图3.4所示。按照需要进行编辑。图3.4 引脚属性对话框（5）命名新建元件（6）添加封装3.4 PCB设计印制电路板的设计是电子电路设计步骤的重要环节。原理图设计等工作只是从原理上给出了电气连接关系，其功能的最后实现还是依赖于PCB的设计。1.PCB的设计流程PCB的设计流程图如图

11、4.1所示。开始准备原理图规划印制电路板设置环境参数导入数据设定工作参数元件布局设置布线规则自动布线手工调整敷铜DRC检测输出文件结束图4.1 设计印制电路板图2.PCB的设计（1）建立空白PCB文件：在已建的项目中添加一个新的PCB文件。（2）进入PCB编辑器，如图4.2所示。（3）导入数据：选择菜单命令【Design】/【Import Changes From PCB_Project.PrjPCB】,单击校验改变钮，系统对所有的元件信息和网络信息进行检查，完成后关闭。图4.2 PCB编辑器（4）自动布线：选择菜单命令【Auto Route】/【All】，进行自动布线4.感光电路板制作过程：

12、 4.1钻孔 (数控电钻机床) 将PCB图片的数据导入数控钻孔机床，然后将新的覆铜板固定在机床上，选零点，然后将X，Y，Z坐标清零，选择需要钻头大小对应的程序，按确定键即可开始钻孔。此次我们需要的过孔尺寸为0.9mm，1.2mm，1.5mm。4.2打印 (喷墨硫酸纸、激光硫酸纸/透明菲林、光绘菲林) 1把您设计好的电路图用激光(喷墨)打印机以透明、半透明或70g复印纸打印出(激光最细0.2mm，喷墨最细0.3mm)2光绘机，或照相之底片，最细0.1mm3由转印纸，贴带，或绘图所制作之透明或半透明稿件 (可用硫酸纸做)4由影印机复制之透明或半透明稿件。 1.打印原稿时选择镜像打印，电路图打印墨水

13、(碳粉)面必须与绿色的感光膜面相接紧密，以获得最高解析度。(绘图软件都有镜像Mirror打印功能)2.线路部份如有透光破洞，请以油性黑笔修补。3.稿面需保持清洁无污物。4.3曝光 (曝光机15秒；太阳光1-4分钟；日光灯8-15分钟) 将底片沾水，按照过孔位置将底片贴至覆铜板上，放入曝光机中曝光。抽气，曝光所用时间约为15秒。4.4显像 (专用显像剂)1.调制显像剂：显像剂:水(1:20)，即1包20g的显像剂配400cc水。(请用塑料盆，不能用金属盆)2.显像：膜面朝上放入感光板(双面板须悬空)每隔数秒摇晃容器或感光板，直到铜箔清晰且不再有绿色雾状冒起时即显像完成。此时需再静待几秒钟以确认显

14、像百分百完成。3.水洗：标准操作显像时间约1-2分钟，因感光板制造日期、曝光时间、显像液浓度、温度等不同而随着变化。4.5蚀刻 (用热水化开的三氯化铁液体) 蚀刻是印制电路板制作工业中重要的一步。它看上去简单，但实际上，如果在蚀刻阶段出现问题将会影响板子的最终质量，特别是在生产细纹或高精度印制电路板时，尤为重要。在制作过程中经常遇见的两个问题是侧蚀和镀层突沿。 在蚀刻过程中，希望蚀刻是垂直的，然而蚀刻剂的作用是向所有方向的。在实际操作过程中，蚀刻作用经常会攻击到阻剂下面图形的边缘部分，随着液体的搅动，铜被逐渐溶解，边缘蚀刻扩大。最后导体壁变成倾斜的，而不是垂直的，如图所示。它能导致导线宽度大幅

15、度缩小。 通常用于表示侧蚀的术语是蚀刻系数，定义为蚀刻深度(铜箔的厚度)与侧蚀凹度的比率，即蚀刻系数=/b式中,a为铜锚的厚度; b为侧蚀凹度。 最简单的减小侧蚀的方法是尽最大可能缩短蚀刻时间，这要求快速完成蚀刻，准确掌握蚀刻的时间。4.6除去铜板导线上的涂层 将刻蚀好的板子放入除去铜线上涂层的水槽中，约10秒钟即可将多余涂层除去，呈现出铜线本身的颜色。4.7为PCB板覆膜 最后，将PCB板放入覆膜机内，让铜线覆膜，形成保护层。覆膜的目的在于不让导线氧化，克服PCB板不能长期放在空气中的弱点，方便日后焊接元器件。5.实习心得在这周的专业应用实训中,通过自己动手操作与绘制,首先对 Altium

16、Designer这款软件有了一定的了解,对电子线路CAD制图也有一定的掌握,对印刷版的制作工艺也进一步的有所了解.在实训期间首先要感谢老师的精心辅导,然后感谢自己的同学的帮助,还要对自己这周付出的肯定.认真的完成了老师安排的实训任务,踏踏实实一步一步的按照要求进行.当然在实训期间也遇见了很多问题和困难,首先是对这款软件的不熟悉,对很多功能运用的不熟悉,对英语版的软件的运用能力较弱,所以造成操作起来效率很低.其次就是在画图时容易出错,记不清步骤.这些都是在实训中出现的问题.总结前段时间的经验,在原理图的绘制的设计中要注意几点: 1.连接器件时要用wire线来连接,不能用普通线段,否则在生成PCB

17、时回出现器件没有接点的问题. 2.在元器件封装的时候要注意不要吧封装代号做错,容易出现的错误就是元件库和所画的图的引脚编号不对应,会导致错误. 3.在制作PCB时要按照规定调整好孔的大小,图层的安排以及线之间的间距,一避免出现短路的问题.这次实习让我们从理论学习过渡到了实践，学会了很多工业化的设施，使我们获益匪浅。作为一个国防生，为祖国的发展建设做贡献，首先就要把专业知识学扎实。书本上的东西只能作为理论依托，我们还需要增强动手能力，学以致用。才能更好地掌握知识，用理论指引实践。这次实习中，我自己一个人就制作了几块板子，每一次都有不小的提升，这也印证了古人所说的熟能生巧，最后一块板子是我最满意的

18、，因为板子基本没有出现断线。我自己总结了之前的不足，找出了板子断线的原因，主要是因为曝光过程的失误，原因有两点：一、打印纸与PCB板结合不够紧密，导致曝光时光束进入了不该进入的地方。二、曝光时间太短，导致有些位置曝光不充分，致使板材断线。总之,在学习中一定要虚心向别人请教,向别人学习.兴趣是最好的老师,所以在做事之前一定要培养对事物的星期,做好心理准备.我希望以后能有更多的实训机会,这段时间感觉过得很充实,我也真正的融入到了学习当中去,别无他法。附录图:1.原理图:图1 单片机课程设计的原理图 图2 单片机课程设计的单面板原理图（阻值为0的电阻实为金属线，便于单面板布线）图3 单面板的元件布局

19、图2.元器件清单 名称Part TypeDesignator数量FootprintPCB封装库金属线0欧姆，金属线，单面板中元件面的跳线R21、R23、R24、R25、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R3914AXIAL0.4Protel99库色环金属电阻100欧姆R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 、R369500欧姆R14、R15、 R17、 R18、R19 、R2661K欧姆R9、R10、R11、R12、R16、R20610KR13、R22 、R3839PIN排阻1KRP21SIP9Protel99库10KRP1 、RP32电解电容1uE2、E3、E4 、E5、E65RB.1/.2自制10UC1、 E12C_1自制30pC2 、C32RAD0.1Protel99库晶振11