电子CAD课程设计说明书

1、目 录第 1章 电路图绘制 . 1第 2章 元器件参数对应封装选择及说明 . . 2第 3章 ERC 与网络表 . 4第 4章 PCB 制板与工艺设计 . 9第 5章 各种报表的生成 . 14 第 6章 PCB 各层面输出与打印 . 16 第 7章 总结 . 19 参考文献 . 22第 1章 电路图绘制 1第 2章 元器件参数对应封装选择及说明 2 3第 3章 ERC与网络表3.1 ERCEror Rreport For : Documents26_Sheet1.Sch 25-Mar-2014 20:37:30End Report3.2 网络表 C1 RAD0.1 100nF C2 RAD0.

2、1 33pF C3RAD0.133pFC4RAD0.133pFC5RAD0.133pFC6XTAL1100nFC7RAD0.1100nFC8XTAL110uF/16C9RAD0.1100nFC10RAD0.1100nFC11 RAD0.1 100nF C12 XTAL1 100uF/1 04 C13 XTAL1 100uF/1 0 C14 XTAL1 10uF/20 C15 XTAL1 1uF/16 CAP1RAD0.1CAPCAP2RAD0.1CAPD1SECOND0.4DIODEE1RAD0.1BAT+E2RAD0.1BAT-IC1LCC44ATmega161IC2DIP28US1001K

3、IC4DIP1474HC00DIC5DIP8MAX1811IC6DIP40FT8U245BMJ1MO-0235CF_CONN_2LED_1sip2LED_A LED_2 sip2 LED_K NPN TO-92A NPN1 PROG/DI SP MO-0041 0 Q1 XTAL1 4.000MH z Q2 XTAL1 12.288M Hz Q3 6.00MHzR1AXIAL0.310KR2AXIAL0.3100AXIAL0.3100R4AXIAL0.31MR5AXIAL0.34k7R6AXIAL0.310KR7AXIAL0.31K5R8AXIAL0.34K7R10AXIAL0.32K2R11

4、AXIAL0.34K7R12AXIAL0.3 R13 AXIAL0. 3 33K R14 AXIAL0. 3 27 R153 27 R16 AXIAL0. 3 51K SH_1 DIP8 X3 DIP4SKHHLQSW2DIP4SKHHLQSW3DIP4SKHHLQSW4SKHHLQX1SIP4HeadphonesX2POWER4USBConnectorA8IC1-18J1-20(A9IC1-19J1-19(A10IC1-20J1-18(IC1-21J1-17(A14IC1-24(A15IC1-25IC4-5IC4-9J1-7(IC1-37 IC6-25 ( AD1 IC1-36 IC6-24

5、 ( AD2 IC1-35 IC6-23 ( AD3IC6-22 ( AD4 IC1-33 IC6-21 ( AD5 IC1-32 IC6-20 ( AD6 IC1-31 (AD7IC1-30IC6-18(BLIGHTNPN-2PROG/DISP-9(DR/DCIC1-5SP-4R11-1(GNDIC4-7(GND*C1-1C2-2C3-2C4-1C5-1C6-2C8-2C9-2C10-2C11-2C14-2C15-2CAP1-2CAP2-2E2-1IC1-16IC2-6IC2-10IC2-18IC2-21IC2-25IC5-3IC5-6IC6-9IC6-17IC6-29IC6-31J1-1J

6、1-8J1-10J1-11J1-12J1-14J1-15J1-16J1-39J1-50 LED_2-1 NPN-3 PROG/DI SP-6 R13-1 SH_1-3 SH_1-6 SW1-2 SW2-2 SW3-2 SW4-2 X1-4 X2-4 ( MISO IC1-2 PROG/DI SP-10 R5-1 ( MOSI IC1-1 IC2-3 IC2-13 ( MOST PROG/DISP-3(NetC2_1C2-1IC1-14Q1-1(NetC5_2C5-2Q2-1R4-1(NetC12_2C12-2X1-1(NetC13_2C13-2X1-3(NetD1_2D1-2R2-1R3-1(

7、NetIC1_40IC1-40R10-2(NetIC1_42IC1-42IC2-4(NetIC1_43IC1-43IC2-11R13-2R16-1(NetIC2_15IC2-15R1-1(NetIC2_20C13-1IC2-20( NetIC2_ 22 C1-2 IC2-22 ( NetIC2_ 24 C12-1 IC2-24 ( NetIC4_ 3 IC4第 4章 PCB制板与工艺设计一、 PCB 布局原则主要考虑安装孔、插头、定位孔、基准点等都要满足要求,各种元 件的摆放位置和准确地安装在规定的位置,同时要便于安装、系统 调试、以及通风散热。印制电路板的可制造性上和它的工艺性上的 要求,要

8、熟悉设规范和满足生产工艺要求,使设计出的印制电路板 能顺利地进行生产。 在考虑元器件在生产上便于安装、 调试、 返修, 同时印制电板上的图形、焊盘、过孔等要标准,确保元器件之间不 会碰撞,方便地安装。设计出印制电路板的目的主要是应用,因此 我们要考虑它的实用性和可靠性,同时减少印制电路板的板层和面 积,从而来降低成本,适当大一些的焊盘、通孔、走线等有利于可 靠性的提高,减少过孔,优化走线,使其疏密均匀,一致性好,使 板面的整体布局美观一些。要使所设计的电路板达到预期的目的, 印刷电路板的整体布局、元器件的摆放位置起着关键作用,它直接 影响到整个印刷电路板的安装、 可靠性、 通风散热、 布线的直

9、通率。 二、 PCB 布线规则有了元件的位置,根据元件位置进行布线,印制板上的走线尽可能 短是一个原则。走线短,占用通道和面积都小,这样直通率会高一 些。在 PCB 板上的输入端和输出端的导线应尽量避开相邻平行,最 好在二线间放有地线。以免发生电路反馈藕合。印制板如果为多层 板,每个层的信号线走线方向与相邻板层的走线方向要不同。对于一些重要的信号线应和线路设计人员达成一致意见,特别差分信号 线,应该成对地走线,尽力使它们平行、靠近一些,并且长短相差 不大。 PCB 板上所有元件尽量减少和缩短元器件之间的引线和连接, PCB 板中的导线最小宽度主要由导线与绝缘层基板间的粘附强度和 流过它们的电流

10、值决定。 当铜箔厚度为 0.05mm , 宽度为 1-1.5mm 时, 通过 2A 的电流,温度不会高于 3度。导线宽度 1.5mm 时可满足要 求,对于集成电路,尤其是数字电路,通常选用 0.02-0.03mm 。当 然,只要允许,我们尽可能的用宽线,特别是 PCB 板上的电源线和 地线,导线的最小间距主要是由最不坏情况下的线间绝缘电阻和击 穿电压决定。对于一些集成电路(IC 以工艺角度考虑可使间距小 于 5-8mm 。 印制导线的弯曲处一般用圆弧最小, 避免使用小于 90度 弯的走线。而直角和夹角在高频电路中会影响电性能,总之,印制 板的布线要均匀,疏密适当,一致性好。电路中尽量避开使用大

11、面 积铜箔,否则,在使用过程中时间过长产生热量时,易发生铜箔膨 胀和脱落现象,如必须使用大面积铜箔时,可采用栅格状导线。导 线的端口则是焊盘。焊盘中心孔要比器件引线直径大一些。焊盘太 大在焊接中易形成虚焊,焊盘外径 D 一般不小于(d +1.2 mm ,其 中 d 为孔径,对于一些密度比较大的元件的焊盘最小直径可取 (d+1.0 mm ,焊盘设计完成后,要在印制板的焊盘周围画上器件 的外形框,同时标注文字和字符。一般文字或外框的高度应该在 0.9mm 左右,线宽应该在 0.2mm 左右。并且标注文字和字符等线不 要压在焊盘上。如果为双层板,则底层字符应该镜像标注。为了使所设计的产品更好有效地工

12、作, PCB 在设计中不得不考虑它的抗干 扰能力,并且与具体的电路有着密切的关系。线路板的元件和线路 设计完成后,接上来要考虑它的工艺设计,目的将各种不良因素消 灭在生产开始之前,同时又要兼顾线路板的可制造性,以便生产出 优质的产品和批量进行生产。三、 PCB 工艺参数选择1. 线路1 最小线宽 : 6mil (0.153mm 。也就是说如果小于 6mil 线宽将 不能生产 , 如果设计条件许可 , 设计越大越好 , 线宽越大,工厂越好 生产,良率越高。一般设计常规在 10mil 左右。 2 最小线距为 : 6mil(0.153mm。最小线距,就是线到线,线到焊盘的距离不小于 6mil 从生产

13、角度出发,是越大越好,一般常规在 10mil, 当然设计 有条件的情况下, 越大越好。 3 铜到外形线间距 0.508mm(20mil, 线路到外形线间距 0.15mm(6mil 最小。2. via过孔 (就是俗称的导电孔 1 最小过孔 (VIA孔径不小于 0.3mm(12mil,焊盘单边不能小于 6mil(0.153mm,最好大于 8mil(0.2mm 大则不限。 2 过孔 (VIA孔到孔间距 (孔边到孔边 不能小于 :6mil 最好大于 10mil 。 3 焊盘 到外形线间距 0.508mm(20mil3. PAD焊盘 (就是俗称的插件孔 (PTH 1 插件孔大小视元器件来定,但一定要大于

14、元器件管脚,建议大 于最少 0.2mm 以上 也就是说 0.6的元器件管脚, 最少得设计成 0.8, 以防加工公差而导致难于插进 ,2 插件孔 (PTH 焊盘外环单边不 能小于 0.15mm(6mil, 当然越大越好。 3 插件孔 (PTH 孔到孔间 距 (孔边到孔边 不能小于 : 0.3mm,当然越大越好。 4 焊盘到外形 线间距 0.508mm(20mil4. 防焊插件孔开窗, SMD 开窗单边不能小于 0.076mm(3mil5. 字符 (字符是否清晰与字符设计是非常有关系 1 字符字宽不能小于 0.153mm(6mil,字高不能小于 0.8mm(32mil, 字宽比高度比例最好为 1:

15、5的关系。6. 关于 PROTEL99SE 及 DXP 设计的文件1 常规的阻焊是以 Solder mask层为准,如果锡膏层 (Paste层 上的开窗需做出来,请移至阻焊层。2 在 Protel99SE 内请勿锁定外形线,无法正常生成 GERBER 。3 在 DXP 文件内请勿选择 KEEPOUT 一选项,会屏敝外形线及其他 元器件,无法生成 GERBER 。4 此两种文件请注意正反面设计,原则上来说,顶层的是正字, 底层的要设计成反字,做板时通常是从顶层到底层叠加制板。单片 板特别要注意,不要随意镜像 ! 搞不好就做出来是反的7. 其他注意事项。1 外形 (如板框,槽孔, V-CUT 一定

16、要放在 KEEPOUT 层或者是机械 层,不能放在其他层,如丝印层,线路层。所有需要机械成型的槽 或孔请尽量放置于一层,避免漏槽或孔。2 如果机械层和 KEEPOUT 层两层外形不一致,请做特殊说明,另 外外形要给有效外形,如有内槽的地方,与内槽相交处的板外外形 的线段需删除,免漏锣内槽,设计在机械层和 KEEPOUT 层的槽及孔 一般是按无铜孔制作 (做菲林时要掏铜 。3 如果要做金属化的槽孔最稳妥的做法是多个 pad 拼起来,这种 做法一定是不会出错4 金手指板下单要特殊备注是否需做斜边倒角处理。5 给 GERBER 文件请检查文件是否有少层现象,一般公司会直接按 照 GERBER 文件制

17、作。6 用三种软件设计,请特别留意按键位是否需露铜。第 5章 各种报表的生成 第 6章 PCB各层面输出与打印 6.1 顶层 6.2 底层 6.3 各层叠印 6.4 丝印层 6.5 3D效果图 第 7章 总结为期两个星期的电子 CAD 实习后,我从之前一个对 Protel99SE 一 窍不通的门外汉到如今基本能熟练掌握软件的使用以及 PCB 电路板 的制作。结束了两周忙碌的实习,我总结了以下几个学习心得和使用技巧。 一、兴趣是学习最好的老师。在实习的前的一个礼拜,我就已经开始了解自学 Protel99SE 软件 和 PCB 制版的大致流程。因为我们专业没有开设相关的课程,所以 我就向学长借了本

18、老虎工作室出版的 Protel99入门与提高 一书, 初次看时,根本摸不着方向,不过一直对制版有很大的兴趣,因此 常常问实验室的一些学长不懂之处,自己也上网查些资料。也做了 相关的一些笔记。所以即使遇到比较棘手的问题也不会就放弃,而 是知道弄懂为止。二、与同学共同讨论问题。作为一个初学者在使用陌生的软件难免会遇到问题,当一个人解决 不了时,能和同学讨论交流,不仅能够得到解决方法,并且能够提 升团队协作能力,而且 Protel99SE 里也有团队合作的功能,但是 由于我们初学者主要目的是独立掌握如何使用软件和制版流程,所 以此功能未被使用。三、软件的使用技巧和画图心得。1. 快捷键的使用。作为一

19、款大型的功能复杂的软件,正确使用快捷 键不仅能提高工作效率还能能够减少不必要的错误。 2. 最好不要使 用汉化版的 Protel99SE , 因为汉化版的会阉割很多功能。 3. 如果遇 到 Protel99SE 在 win7下无法加载库的情况是可以采用 Protel99库文件添加 .exe 软件辅助添加, 或是可以在安装目录修改相关文件 4. (1常见问题要弄懂。同样画一张图,有的人画的大小适中, 有的人画的图形就很小,甚至看不见,这是因为绘图区域界限的设 定操作没有做,但发现画出的线段看上去像是实线,这是“线型比 例”不合适引起的,也就是说“线型比例”太大,也可能是太小。 结局问题的办法是将

20、线型管理器对话框打开,修改其“全局比例因 子”至合适的数值即可。 在进行尺寸标注以后,有时发现不能看 到所标注的尺寸文本,这是因为尺寸标注的整体比例因子设置的太 小,将尺寸标注方式对话框打开,修改其数值即可。以上三个问题 仅仅是我上机过程中遇到的最典型的三个问题和困难。实际问题不 胜枚举,作为初学者彻底弄懂这些问题,很有必要,对提高绘图质 量和效率很有帮助。(2有比较,才有鉴别容易混淆的命令,要 注意使自己弄清它们之间的区别。(3 层次要分明,图层就像是 透明的覆盖图,运用它可以很好地组织不同类型的图形信息。学习 过程中,有的人图省事,直接从对象特性工具栏的下拉列表框中选 取颜色,线型和线宽等

21、实体信息,这很不好,使得处理图形中的信 息不那么容易,要特别注意纠正自己的这一不好习惯。严格做到层次分明,规范作图。我的体会是:养成良好习惯,受益匪浅。(4 粗线要清楚,使用线宽,可是用粗线和细线清楚地展现出部件的截 面,标高的深度,尺寸线以及不同的对象厚度。作为初学者,一定 要通过图层指定线宽, 显示线宽。 提高自己的图纸质量和表达水平。 (5滴水不漏 , 图案填充要特别注意的地方是构成阴影区域边界的 实体必须在它们的端点处相交,也就是说要封闭,要做到“滴水不 漏”;否则会产生错误的填充。初学者一定要学会如何查找“漏 洞”,修复错误。在实训的两周里我不仅了解到了实在的学习内容,并且对专业以外 的