电路板的设计CAD

./《电路板设计CAD》课程总结报告20xx11第一章电路板设计的基本内容一般而言,电路板设计的基本内容主要包括三个部分,即电路原理图的设计、印制电路板PCB的生成以与各种报表的生成。原理图的设计主要是利用protel99的原理图设计系统〔AdvancedSchematic〕绘制一X电路原理图。设计者应充分利用protel99所提供的强大而完善的原理图绘图工具、测试工具、模拟仿真工具和各种编辑功能,来实现其目的,最终获得一X正确、精美的电路原理图,以便为接下来的工作做好准备。其具体步骤如下：启动Protel99SE,建立名为MYPRO的文件夹：单击桌面上的Protel99SE快捷图标,进入Protel99SE设计环境。若环境中已经有设计数据库文件,就执行菜单File/CloseDesign将其关闭。若环境中没有设计数据库文件,就执行菜单File/New,在弹出的窗口中,单击Browse按钮,在弹出的文件名输入窗口中建立MYPRO的文件夹,并在文件夹中建立MYFIRST的设计文件。原理图文件的建立：在上一步的基础上执行File/New菜单,在弹出的窗口中选择SchematicDocument图标。建立原理图文件,文件名自定义。画电路图工具栏设计管理器画图工具栏主工具栏原理图界面的编辑调整：双击打开原理图文件,进入sch原理图编辑界面,点击主工具栏中的放大图标〔zoomin〕,使得栅格大小适中。执行View/Toolbars菜单中的WiringTools和DrawingTools,编辑界面出现画图工具栏和画电路图工具栏,选择其他菜单亦出现相对应的工具栏。效果如图1所示：画电路图工具栏设计管理器画图工具栏主工具栏状态栏图1原理图界面状态栏页面设置和元件库的添加：在原理图设计环境中,执行菜单Design/Options,在弹出的窗口中选择SheetOptions页面,在页面右上角的StandardStyles下拉框中选择A0。现在的原理图文件没有可视栅格,图幅为A0。接着,在设计管理器中选择BrowseSCH页面,在Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击Add/Remove按钮,在弹出的窗口中寻找Protel99SE子目录,在该子目录中选择Library/Sch路径,在元件库列表中选择MiscellaneousDevices.ddb后单击Add按钮,然后再选择TIDatabook库后单击Add按钮。从而完成对sch文件元件库的添加,添加完成后就可以在原理图中添加元件和连线了。原理图元件、元件库与元件库的使用：执行菜单命令"View\DesignManager"或点击主工具栏里的设计管理器图标。点击"BrowseScb"标签,切换元件管理器,如图2所示。图2切换元件管理器元件管理器界面：元件管理器有两个区域,如图3所示,即对象浏览区域和对象详细属性区域,其中上半部分为对象浏览框,下半部分为对象详细属性框。元件管理器可以管理元件库和原理图中的图元。点击对象浏览框右侧的下拉式按钮,会弹出两个选项,即"Libraries"和"Primitives",如图4所示。其中"Libraries"是管理元件库；"Primitives"是管理原理图中的图元。对象浏览框对象浏览框对象详细属性对象详细属性图3元件管理器图4对象浏览器元件管理库：点击对象浏览框中的"Libraries"选项,元件管理器就可以用来管理元件库,可以通过它来选择已加载的元件库,增加或减少元件库,放置、编辑和查找元件,如图5所示。点击装入的元件库中的某个元件库,该元件库中的元件名将出现在元件显示区域,如图5所示。装入的元件库装入的元件库元件显示区域元件显示区域图5元件管理器管理元件库元件的布置和连线：在图5元件管理器管理元件库的Filte栏输入元件名称后在显示区选中该元件点击Place按钮,将鼠标放入编辑区域光标变为十字状,此时按Tap键会出现该元件的属性对话框,可以对相应元件的属性进行设置,如元件名、元件大小、元件摆放角度以与元件封装名等等。左击鼠标即将选中元件添加成功。若找不到要布置的原件,可点击Find按钮进入元件搜索菜单搜索元件。完成元件布置后对元件进行连线,使用画电路图工具栏中的画电路图工具。如图6所示。完整的电路图如图7所示。图6各个图标对应的工具图7电路原理图第二章原理图中所涉与主要元件以与其功能2．1原理图中所涉与主要元件：输入输出端：CON2,CON3,HEADER4电阻：RES2光电耦合器:4N25TTL施密特触发器：74LS14四二输入施密特触发器：4093三极管：2N222电源,地2主要元件功能与总电路功能2.1主要元件功能：光电耦合器：光控开关,常用在自动控制和计数电路中,原理当光线照射到PN结上时,产生自由移动的电子,达到一定量时,PN结导通。TTL施密特触发器：能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。四二输入施密特触发器：波形和脉冲整形,单稳态多频振荡器,高环境噪声系统,非稳态多谐振荡器。总电路功能：将信号转换为矩形脉冲与正弦波形输出,既光控脉冲输出电路图。第三章原理图与PCB图具体操作在电路原理图〔图7〕的基础上进行如下操作：3.1印制电路板PCB的生成●在印制电路板PCB生成之前需要产生网络表,因为网络表是电路原理图设计〔sch〕与印制电路板设计〔PCB〕之间的桥梁和纽带,它是印制电路板设计中自动布线的基础和灵魂。网络表可以由电路原理图生成,也可以从已有的钱制电路板文件中提取。生成方法为：Design/CreateNetlist,生成的网络表如图7所示：图7生成的网络表●用同步器新建PCB文件。在电路图Sheet1.sch里执行菜单命令Design设计/UpdatePCB…更新PCB。出现如图8所示对话框,点击Cancel按钮即生成PCB文件。图8PCB对话框●定义相对坐标圆点：Protel的PCB图作图区图纸非常大,具体尺寸是99999mil×99999mil,相当于公制的2.5米×2.5米左右,这么大的图纸,PCB图放在哪个位置绘制比较好呢？从方便移动图纸的角度考虑,如果绘制的PCB不大于10英寸×10英寸时,那么,PCB图的左下角应该在绝对坐标〔X：5000mil,Y：5000mil〕时比较合适,Protel的作图区在第一象限,整个作图区的左下角是绝对坐标园点,相对坐标园点定义在绝对坐标〔X：5000mil,Y：5000mil〕处,就相当于绘制的PCB的左下角是相对坐标园点,这样定义,移动图纸方便,计算PCB尺寸也很方便。用鼠标点主工具栏倒数第四项图标,就是像"井"字的图标,〔snapgrid单元格〕。出现如图9所示对话框,图9移动网格对话框把其中的栏目值改为1000,如图,注意：没有必要改为1000mil,这时候是英制,1000,Protel默认为1000mil,也就是1英寸,ProtelPCB图其它方面的设置,也是如此。用鼠标点放置工具栏第七项图标,鼠标光标上出现一个十字,这就是放置相对坐标园点状态,移动鼠标,观察作图区左边最下面的状态栏的绝对坐标值,移动到〔X：5000mil,Y：5000mil〕处,点一下鼠标左键,定义相对坐标园点就完成了,如图10：图10坐标寻找执行鼠标右键/PlaceTrack放置线,如图11所示,鼠标光标上出现一个十字,这就是放置线的状态。图11放置线在PCB图里放置线的方法和在原理图里放置线的方法几乎一样,不好找到相对坐标园点,可以执行Ctri+End,鼠标光标就移动到相对坐标园点上了,放置一个3000mil×3000mil的方框,如图12所示：图123000mil×3000mil方框用鼠标点主工具栏第七项图标,把定义的PCB放大适合整个作图区。●设置网格：网格的作用是元件布局、放置线、移动元件编号等操作的参考,合理使用网格,是绘制出精美的PCB图的重要保证,执行鼠标右键/Options选项/Layers…。弹出层选项对话框,选中Layers区块System区块的VisibleGrid1〔可视网格1〕,并把VisibleGrid1的值设置为100。●添加PCB图库文件：用鼠标点主工具栏第一项图标,打开设计管理器,选中BrowsePCB页面,再用鼠标点Browse区块的下拉箭头,选择第三项Libraries〔库〕,如图13：图13PCB库文件添加这些操作,和原理图里添加库文件的操作是一样的,也已经讲到,Protel99SE添加库文件,实际上就是添加数据库文件,一个数据库文件里同时存在原理图、PCB图文件和原理图、PCB图库文件,在原理图里添加数据库文件只会添加原理图库文件,在PCB图里添加数据库文件也只会添加PCB图库文件,绝对不会错位。●用同步器更新PCB图：在图8的基础上进行如下操作：执行鼠标右键/Options选项/Display…显示,如下图弹出参数选择对话框,可设置PCB绘图区页面显示风格,用鼠标选中Colors页面,DefaultColors按钮是默认颜色,如图13所示,ClassicColors按钮是古典颜色,如图8所示。用鼠标点PreviewChanges按钮,预览变化,也就是预览更新结果,如图14,这个对话框显示的内容是没有错误。图14预览更新结果点击图14中的Execute按钮,原理图元件对应的PCB图封装就放置到PCB图里了,用鼠标点作图区上面的文件标签,选中电路图BackupSheet1.pcb,再用鼠标点主工具栏第七项图标,所有的元件和PCB边框适合整个作图区,如图15：。图15可以看到,PCB元件已经放置到PCB图里了,第一次使用同步器更新PCB图时,PCB图元件会被一个正方形的绿网罩住,用鼠标拖动这个网,元件也随之移动,删除这个网,用鼠标单击这个网无元件的任何部位,按键盘上的Delete键,就删除了这个绿网,以后再更新PCB图时就不会出现了。再把所有的元件和PCB边框适合整个作图区,将元件拖放进去,按照原理图调整布局后如图16所示：图16调整布局后3．2布线修改线宽：[DESIGN]/[RULES]调出修改规则对话框点击WidthConstraint<最后一个>,点击propreties,如图17所示,将最大线宽改为100mil,优先线宽改为20mil.图17线宽修改●修改布线规则,顶层布线水平,底层布线垂直[DE