PCB-课程设计报告

课程设计报告学生姓名:学号：学院班级题目电子工艺实习——PCB设计指导教师2012年7月12日PROTEL简介：ProtelDXP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。ProtelDXP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，ProtelDXP提供了全面的设计解决方案.ProtelDXP2004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Protel98、Protel99SE，就是它的前期版本。ProtelDXP2004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、AutoRouter（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。学习和掌握使用PROTELDXP软件进行PCB设计，针对单片机最小系统电路进行PCB设计，包括学习和掌握Protel软件的基本操作、熟练掌握元件库和自创元件库的使用、绘制电路原理图和PCB的生成。一、设计要求（1）单片机最小系统电路的原理图设计，包括晶振电路、复位电路、上电显示、按键以及显示电路的设计；（2）单片机自创库的建立，包括单片机原理图库文件(.schlib)和PCB库文件（.pcblib）的绘制；（3）PCB设计，包括使用keepoutlayer裁剪板子的大小、器件的布局、布线、补泪滴、铺铜和抗干扰等。二、PCB项目的建立在进行工程设计时,通常要先建立一个项目,这样有利于对文件的管理。具体操作如下。（共有三种方法）2.1单击【File】→【New】→【PCBProject】菜单项，在【project】面板中将出现一个新的项目文件，如“PCD-Project.PrjPCB”为新文件的缺省名字，用户可以对其重命名。2.2在【project】版面的任何位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择【addnewproject】→【PCBProject】菜单项。2.3单击【File】→【new】→【BlankProject（PCB）】选项在新建的项目文件处单击右键，从弹出的快捷菜单中选择【saveproject】菜单项，然后对项目保存。在软件左侧project栏中右键选择已经建立的pcb项目，追加新文件，添加schematic.schdoc;pcb.pcbdoc;schematiclibrary;pcblibrary文件。总设计电路图最小系统及按键电路串口电路四、自创元器件及封装元件封装是一个空间的概念，主要是指实际的电子元件的整个外形结构尺寸。在理解元件封装时，要注意一下几点：1、不同的元件可以有相同的封装，例如所有40个管脚的双列直插式芯片都可以采用DIP40封装，即只要元件的外观结构相同，就可以采用相同的封装。2、同一功能的元件也可以有不同的封装，具体选哪一种封装形式，取决于电路的实际需要，如功率、电流等。3、PCB印制电路板设计软件一般会提供封装库供选择，但是也有可能需要对于特殊元件的封装自行设计。4、对于自行设计的封装，一定要使元件中使用的管脚号跟自制的封装一致，否则会导致错误。类似从已有的库里面调出原理图一样，只不过是选择Libraries中的Footprints。进行类似的操作就可以调出所需要的封装图。首先新建一个的封装库PcbLib1.PcbLib用来保存所需要自行设计的PCB图。操作步骤如下：执行【Tools】/【NewComponent】命令，系统自动激活元器件向导，然后就可以根据已打开的对话框提供的向导指引进行元器件封装的创建。在创建过程中，可以自己设定封装图的类型，在本次实验中，主要的封装都是采用DIP（双列直插模板）。还有焊盘尺寸，焊盘间距，封装外型轮廓线尺寸以及焊盘个数等等的设置。要求画出MCS51单片机的原理图库和封装。单片机图单片机封装图五、PCB的生成制好相关原理图和封装图之后，在生成印制电路板之前，还需要对PCB板进行划，主要有结构尺寸，元件选择与布局（要根据实际情况，选择印制板上的元件封装形式以及尺寸，并合理布局。）以及环境参数的设置等等。1、在生成之前要重新定义印制板的物理边界对。2、对元件的分布进行选择，要有利于制版时线路的连接，使线路简单化。3、在合适的位置添加vcc与gnd网络，对元件间线路进行手动连接，线路拐角处不可出现直角，减少电容效应对电路的影响。若导线交叉无法避免可对版进行反面划线。执行变化PCB图三维电路图六、设计体会及收获 本次课设是初次接触ProtelDXP软件，虽然说这次的系统设计并不是很复杂，但是在操作实验过程中也还是遇到了一些问题，不过经过老师的指导和通过查阅课外资料，都一一得到了解决。对软件中的快捷操作不熟悉，使工作速度缓慢而麻烦，如在绘制MSC51单片机的原理图时引脚编号错误时，只能对每个引脚单独更改。网络标号的放置也需要注意，不能放到管脚上或是其他地方，而要放置使其与管脚的相交处，即移动网络标号至产生红色小叉叉的时候。否则在生成印制电路板时系统会提示错误或是自动布线时会丢失一些相关的接线。对于PCB图，因为并没有涉及去制作出真正的芯片模型，所以在绘制元件封装图时，它的各个部位的宽度，厚度等大小设置也并不是很严格。自行设计的原理图都需要再设计封装图，否则在对原理图进行封装生成PCB板时会出现找不到元器件等错误。另外，当元器件封装后，生成PCB板时若出现找不到节点的错误，这是因为封装器件的管脚标号和原理图中对应器件的管脚标号不同。此时，只需要在PCB元件库中改变相对应元件的管脚标号即可。成功生成了印制电路板后，采用自动布线。此时要修改电源线、地线以及其他线的线宽以更好地区别。但是如果线宽过大使得边界的连线超出了选定的印制电路板区域范围，就会使得布线结果出现错误。通过使用Protel完成一个MSC51最小系统模式电路的设计后，使我对ProtelDXP这个软件有了一定的了解。当然，对于这个软件的功能还有待仔细研究，毕竟在本次设计中只是使用到了它的大部分基本功能，并且对于一些错误的处理方法也不熟练。要想能够灵活使用Protel来完成更复杂、更完美的电路图设计还需要今后大量的学习和实践。最后，感谢在本次课程设计中给予我详细、耐心指导的老师。七、主要参考文献1张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，20042谈世哲，王圣旭，姜茂林.PROTEL