電路板的設(shè)計(jì)CAD

./《電路板設(shè)計(jì)CAD》課程總結(jié)報(bào)告20xx11第一章電路板設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一般而言,電路板設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容主要包括三個(gè)部分,即電路原理圖的設(shè)計(jì)、印制電路板PCB的生成以與各種報(bào)表的生成。原理圖的設(shè)計(jì)主要是利用protel99的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)〔AdvancedSchematic〕繪制一X電路原理圖。設(shè)計(jì)者應(yīng)充分利用protel99所提供的強(qiáng)大而完善的原理圖繪圖工具、測(cè)試工具、模擬仿真工具和各種編輯功能,來實(shí)現(xiàn)其目的,最終獲得一X正確、精美的電路原理圖,以便為接下來的工作做好準(zhǔn)備。其具體步驟如下：?jiǎn)?dòng)Protel99SE,建立名為MYPRO的文件夾：?jiǎn)螕糇烂嫔系腜rotel99SE快捷圖標(biāo),進(jìn)入Protel99SE設(shè)計(jì)環(huán)境。若環(huán)境中已經(jīng)有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件,就執(zhí)行菜單File/CloseDesign將其關(guān)閉。若環(huán)境中沒有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件,就執(zhí)行菜單File/New,在彈出的窗口中,單擊Browse按鈕,在彈出的文件名輸入窗口中建立MYPRO的文件夾,并在文件夾中建立MYFIRST的設(shè)計(jì)文件。原理圖文件的建立：在上一步的基礎(chǔ)上執(zhí)行File/New菜單,在彈出的窗口中選擇SchematicDocument圖標(biāo)。建立原理圖文件,文件名自定義。畫電路圖工具欄設(shè)計(jì)管理器畫圖工具欄主工具欄原理圖界面的編輯調(diào)整：雙擊打開原理圖文件,進(jìn)入sch原理圖編輯界面,點(diǎn)擊主工具欄中的放大圖標(biāo)〔zoomin〕,使得柵格大小適中。執(zhí)行View/Toolbars菜單中的WiringTools和DrawingTools,編輯界面出現(xiàn)畫圖工具欄和畫電路圖工具欄,選擇其他菜單亦出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的工具欄。效果如圖1所示：畫電路圖工具欄設(shè)計(jì)管理器畫圖工具欄主工具欄狀態(tài)欄圖1原理圖界面狀態(tài)欄頁面設(shè)置和元件庫的添加：在原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境中,執(zhí)行菜單Design/Options,在彈出的窗口中選擇SheetOptions頁面,在頁面右上角的StandardStyles下拉框中選擇A0?，F(xiàn)在的原理圖文件沒有可視柵格,圖幅為A0。接著,在設(shè)計(jì)管理器中選擇BrowseSCH頁面,在Browse區(qū)域中的下拉框中選擇Library,然后單擊Add/Remove按鈕,在彈出的窗口中尋找Protel99SE子目錄,在該子目錄中選擇Library/Sch路徑,在元件庫列表中選擇MiscellaneousDevices.ddb后單擊Add按鈕,然后再選擇TIDatabook庫后單擊Add按鈕。從而完成對(duì)sch文件元件庫的添加,添加完成后就可以在原理圖中添加元件和連線了。原理圖元件、元件庫與元件庫的使用：執(zhí)行菜單命令"View\DesignManager"或點(diǎn)擊主工具欄里的設(shè)計(jì)管理器圖標(biāo)。點(diǎn)擊"BrowseScb"標(biāo)簽,切換元件管理器,如圖2所示。圖2切換元件管理器元件管理器界面：元件管理器有兩個(gè)區(qū)域,如圖3所示,即對(duì)象瀏覽區(qū)域和對(duì)象詳細(xì)屬性區(qū)域,其中上半部分為對(duì)象瀏覽框,下半部分為對(duì)象詳細(xì)屬性框。元件管理器可以管理元件庫和原理圖中的圖元。點(diǎn)擊對(duì)象瀏覽框右側(cè)的下拉式按鈕,會(huì)彈出兩個(gè)選項(xiàng),即"Libraries"和"Primitives",如圖4所示。其中"Libraries"是管理元件庫；"Primitives"是管理原理圖中的圖元。對(duì)象瀏覽框?qū)ο鬄g覽框?qū)ο笤敿?xì)屬性對(duì)象詳細(xì)屬性圖3元件管理器圖4對(duì)象瀏覽器元件管理庫：點(diǎn)擊對(duì)象瀏覽框中的"Libraries"選項(xiàng),元件管理器就可以用來管理元件庫,可以通過它來選擇已加載的元件庫,增加或減少元件庫,放置、編輯和查找元件,如圖5所示。點(diǎn)擊裝入的元件庫中的某個(gè)元件庫,該元件庫中的元件名將出現(xiàn)在元件顯示區(qū)域,如圖5所示。裝入的元件庫裝入的元件庫元件顯示區(qū)域元件顯示區(qū)域圖5元件管理器管理元件庫元件的布置和連線：在圖5元件管理器管理元件庫的Filte欄輸入元件名稱后在顯示區(qū)選中該元件點(diǎn)擊Place按鈕,將鼠標(biāo)放入編輯區(qū)域光標(biāo)變?yōu)槭譅?此時(shí)按Tap鍵會(huì)出現(xiàn)該元件的屬性對(duì)話框,可以對(duì)相應(yīng)元件的屬性進(jìn)行設(shè)置,如元件名、元件大小、元件擺放角度以與元件封裝名等等。左擊鼠標(biāo)即將選中元件添加成功。若找不到要布置的原件,可點(diǎn)擊Find按鈕進(jìn)入元件搜索菜單搜索元件。完成元件布置后對(duì)元件進(jìn)行連線,使用畫電路圖工具欄中的畫電路圖工具。如圖6所示。完整的電路圖如圖7所示。圖6各個(gè)圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的工具圖7電路原理圖第二章原理圖中所涉與主要元件以與其功能2．1原理圖中所涉與主要元件：輸入輸出端：CON2,CON3,HEADER4電阻：RES2光電耦合器:4N25TTL施密特觸發(fā)器：74LS14四二輸入施密特觸發(fā)器：4093三極管：2N222電源,地2主要元件功能與總電路功能2.1主要元件功能：光電耦合器：光控開關(guān),常用在自動(dòng)控制和計(jì)數(shù)電路中,原理當(dāng)光線照射到PN結(jié)上時(shí),產(chǎn)生自由移動(dòng)的電子,達(dá)到一定量時(shí),PN結(jié)導(dǎo)通。TTL施密特觸發(fā)器：能將邊沿變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。四二輸入施密特觸發(fā)器：波形和脈沖整形,單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器,高環(huán)境噪聲系統(tǒng),非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器?？傠娐饭δ埽簩⑿盘?hào)轉(zhuǎn)換為矩形脈沖與正弦波形輸出,既光控脈沖輸出電路圖。第三章原理圖與PCB圖具體操作在電路原理圖〔圖7〕的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下操作：3.1印制電路板PCB的生成●在印制電路板PCB生成之前需要產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)〔sch〕與印制電路板設(shè)計(jì)〔PCB〕之間的橋梁和紐帶,它是印制電路板設(shè)計(jì)中自動(dòng)布線的基礎(chǔ)和靈魂。網(wǎng)絡(luò)表可以由電路原理圖生成,也可以從已有的錢制電路板文件中提取。生成方法為：Design/CreateNetlist,生成的網(wǎng)絡(luò)表如圖7所示：圖7生成的網(wǎng)絡(luò)表●用同步器新建PCB文件。在電路圖Sheet1.sch里執(zhí)行菜單命令Design設(shè)計(jì)/UpdatePCB…更新PCB。出現(xiàn)如圖8所示對(duì)話框,點(diǎn)擊Cancel按鈕即生成PCB文件。圖8PCB對(duì)話框●定義相對(duì)坐標(biāo)圓點(diǎn)：Protel的PCB圖作圖區(qū)圖紙非常大,具體尺寸是99999mil×99999mil,相當(dāng)于公制的2.5米×2.5米左右,這么大的圖紙,PCB圖放在哪個(gè)位置繪制比較好呢？從方便移動(dòng)圖紙的角度考慮,如果繪制的PCB不大于10英寸×10英寸時(shí),那么,PCB圖的左下角應(yīng)該在絕對(duì)坐標(biāo)〔X：5000mil,Y：5000mil〕時(shí)比較合適,Protel的作圖區(qū)在第一象限,整個(gè)作圖區(qū)的左下角是絕對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn),相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)定義在絕對(duì)坐標(biāo)〔X：5000mil,Y：5000mil〕處,就相當(dāng)于繪制的PCB的左下角是相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn),這樣定義,移動(dòng)圖紙方便,計(jì)算PCB尺寸也很方便。用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄倒數(shù)第四項(xiàng)圖標(biāo),就是像"井"字的圖標(biāo),〔snapgrid單元格〕。出現(xiàn)如圖9所示對(duì)話框,圖9移動(dòng)網(wǎng)格對(duì)話框把其中的欄目值改為1000,如圖,注意：沒有必要改為1000mil,這時(shí)候是英制,1000,Protel默認(rèn)為1000mil,也就是1英寸,ProtelPCB圖其它方面的設(shè)置,也是如此。用鼠標(biāo)點(diǎn)放置工具欄第七項(xiàng)圖標(biāo),鼠標(biāo)光標(biāo)上出現(xiàn)一個(gè)十字,這就是放置相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)狀態(tài),移動(dòng)鼠標(biāo),觀察作圖區(qū)左邊最下面的狀態(tài)欄的絕對(duì)坐標(biāo)值,移動(dòng)到〔X：5000mil,Y：5000mil〕處,點(diǎn)一下鼠標(biāo)左鍵,定義相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)就完成了,如圖10：圖10坐標(biāo)尋找執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵/PlaceTrack放置線,如圖11所示,鼠標(biāo)光標(biāo)上出現(xiàn)一個(gè)十字,這就是放置線的狀態(tài)。圖11放置線在PCB圖里放置線的方法和在原理圖里放置線的方法幾乎一樣,不好找到相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn),可以執(zhí)行Ctri+End,鼠標(biāo)光標(biāo)就移動(dòng)到相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)上了,放置一個(gè)3000mil×3000mil的方框,如圖12所示：圖123000mil×3000mil方框用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄第七項(xiàng)圖標(biāo),把定義的PCB放大適合整個(gè)作圖區(qū)?！裨O(shè)置網(wǎng)格：網(wǎng)格的作用是元件布局、放置線、移動(dòng)元件編號(hào)等操作的參考,合理使用網(wǎng)格,是繪制出精美的PCB圖的重要保證,執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵/Options選項(xiàng)/Layers…。彈出層選項(xiàng)對(duì)話框,選中Layers區(qū)塊System區(qū)塊的VisibleGrid1〔可視網(wǎng)格1〕,并把VisibleGrid1的值設(shè)置為100?！裉砑覲CB圖庫文件：用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄第一項(xiàng)圖標(biāo),打開設(shè)計(jì)管理器,選中BrowsePCB頁面,再用鼠標(biāo)點(diǎn)Browse區(qū)塊的下拉箭頭,選擇第三項(xiàng)Libraries〔庫〕,如圖13：圖13PCB庫文件添加這些操作,和原理圖里添加庫文件的操作是一樣的,也已經(jīng)講到,Protel99SE添加庫文件,實(shí)際上就是添加數(shù)據(jù)庫文件,一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件里同時(shí)存在原理圖、PCB圖文件和原理圖、PCB圖庫文件,在原理圖里添加數(shù)據(jù)庫文件只會(huì)添加原理圖庫文件,在PCB圖里添加數(shù)據(jù)庫文件也只會(huì)添加PCB圖庫文件,絕對(duì)不會(huì)錯(cuò)位?！裼猛狡鞲翽CB圖：在圖8的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下操作：執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵/Options選項(xiàng)/Display…顯示,如下圖彈出參數(shù)選擇對(duì)話框,可設(shè)置PCB繪圖區(qū)頁面顯示風(fēng)格,用鼠標(biāo)選中Colors頁面,DefaultColors按鈕是默認(rèn)顏色,如圖13所示,ClassicColors按鈕是古典顏色,如圖8所示。用鼠標(biāo)點(diǎn)PreviewChanges按鈕,預(yù)覽變化,也就是預(yù)覽更新結(jié)果,如圖14,這個(gè)對(duì)話框顯示的內(nèi)容是沒有錯(cuò)誤。圖14預(yù)覽更新結(jié)果點(diǎn)擊圖14中的Execute按鈕,原理圖元件對(duì)應(yīng)的PCB圖封裝就放置到PCB圖里了,用鼠標(biāo)點(diǎn)作圖區(qū)上面的文件標(biāo)簽,選中電路圖BackupSheet1.pcb,再用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄第七項(xiàng)圖標(biāo),所有的元件和PCB邊框適合整個(gè)作圖區(qū),如圖15：。圖15可以看到,PCB元件已經(jīng)放置到PCB圖里了,第一次使用同步器更新PCB圖時(shí),PCB圖元件會(huì)被一個(gè)正方形的綠網(wǎng)罩住,用鼠標(biāo)拖動(dòng)這個(gè)網(wǎng),元件也隨之移動(dòng),刪除這個(gè)網(wǎng),用鼠標(biāo)單擊這個(gè)網(wǎng)無元件的任何部位,按鍵盤上的Delete鍵,就刪除了這個(gè)綠網(wǎng),以后再更新PCB圖時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)了。再把所有的元件和PCB邊框適合整個(gè)作圖區(qū),將元件拖放進(jìn)去,按照原理圖調(diào)整布局后如圖16所示：圖16調(diào)整布局后3．2布線修改線寬：[DESIGN]/[RULES]調(diào)出修改規(guī)則對(duì)話框點(diǎn)擊WidthConstraint<最后一個(gè)>,點(diǎn)擊propreties,如圖17所示,將最大線寬改為100mil,優(yōu)先線寬改為20mil.圖17線寬修改●修改布線規(guī)則,頂層布線水平,底層布線垂直[DE