电子线路CAD课程设计.docx
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电子线路CAD课程设计
电子线路CAD课程设计
变速彩灯电路原理图
姓名:
学号:
专业:
电子信息工程
班级:
指导教师:
设计摘要
本课题采用ProtelDXP2004软件设计一个变速彩灯电路原理图系统的印制电路板,它能够对外部的速度、加速度或压力等模拟信号进行采析。
本设计包括了完整的原理图设计、元器件清单、网络表以及PCB设计,并通过电气规则检查以及DRC检查逐步完善了设计中存在的问题。
关键字:
ProtelDXP2004、数据采集卡、电气规则检查
目录
一、变速彩灯电路的功能要求及原理简介
1.设计要求
二、原理图设计
2.1创建项目文件及原理图文件
2.2制作原理图元件
2.3绘制原理图
三、印制电路板(PCB)的绘制
3.1创建PCB文件
3.2绘制印制电路板(PCB)图
四、原理图以及PCB的纠正
4.1原理图中错误的纠结
4.2PCB图中的纠正
五、设计分析与心得体会
六、参考文献
七、附件
7.1附件一(数据采集卡原理图)
7.2附件二(PCB印制电路板)
八、评分表
一、变速彩灯电路的功能要求及原理简介
1.设计要求
设计变速彩灯系统电路原理图设计要求如下:
①完整绘制变速彩灯系统电路原理图。
②自制原理图库,并调用它。
③考查网络标号的使用。
完整的参考原理图如下所示:
印制板图设计要求如下:
①完整绘制变速彩灯系统电路印刷电路板图。
②考查自制PCB图库,并调用它。
③考查双面板(或金手指)的设计。
④设计规则如下:
a.双面板制作。
b.VCC和GND线宽为30mil。
c.其它走线宽度为15mil。
d.过孔为外径30mil,内径为25mil
二、原理图设计
2.1创建项目文件及原理图文件
打开ProtelDXP2004后,在File菜单下选择New—>Project—>PCBProject,即创建了一个PCB项目文件,并保存名为pro2.PrjPCB。
继续在File菜单下选择New—>Schematic,即创建了一个原理图文件,并保存为sheet1.SchDoc。
图表1创建的文件列表
2.2制作原理图元件
在本设计中,有些元件没有元件库,如LF351、87C51、MAX232。
那么,我们必须自行设计元件的引脚图以及其封装形式。
在File菜单下选择New—>Library—>SchematicLibrary,即创建了一个元件库文件。
在绘制好其元件库后,还需要匹配对应的元器件封装,可以在系统自带的PcbLib中进行匹配,也可以自行绘制其元件封装,方法如下:
在File菜单下选择New—>Library—>PCBLibrary,即创建了一个PCB库文件,在此文件中,利用PCB元件向导(在Tools菜单下PCB—>NewComponent)完成DIP40或者是DIP24的引脚封装。
完成所有的封装绘制后,命名并保存。
在元件库中可以对元器件添加属性,右键选择ModelManager,选择AddFootprint,选择对应的引脚封装形式即可。
这样,完成了元件库以及元器件的封装绘制,并联系了两者的对应的关系。
图表2元件库文件
2.3绘制原理图
在完成了所有的元器件的元件库的绘制和封装后,可以在SchDoc文件中开始绘制整个设计的原理图了。
部分元器件在系统自带的MiscellaneousConnectors.IntLib中可以找到,如Res2、Cap、Header、DB9等一些常见的元器件,还可以在MiscellaneousDevices.IntLib中可以找到一些常见的连接器件如Header2等。
剩下的元器件就可以在之前绘制的元件库中查找。
将这些需要用到的元器件摆放在图纸上,在Place时,按TAB键可打开其属性,并可以根据需要设置一些参数或是命名。
在此期间可以按键盘的空格键或者是X、Y键可以完成
器件的方向和对称性。
完成了所有的元器件的摆放后,就可以连线了。
我们可以先将一些引脚用导线引出,并设置其网络标签,如VCC、GND、RST等,这样,相同的网络标签在电气上是连接的,具有一般电气特性。
接着,用导线将需要连接的线连一起即可。
在完成了全部的连线后,就需要对此原理图进行检查。
选择Project菜单下的CompilePCBProjectsheet1.SchDoc,对此原理图编译,若有Errors,根据英文提示一步步修改,直到编译无误即可。
三、印制电路板(PCB)的绘制
3.1创建PCB文件
在File菜单下选择New—>PCB,创建了PCB文件,命名并保存。
这时,我们要将之前绘制的原理图导入到PCB中,操作如下:
打开原理图文件,在Design菜单下,选择UpdataPCBDocument,选择ValidateChanges再选择ExecuteChanges,点击Close关闭。
3.2绘制印制电路板(PCB)图
在上一步之后,就进入了PCB绘制界面,接着,在此文件中绘制Keep-OutLayer。
然后再选择AutoRoute菜单下Compotent,执行自动摆放元器件的命令。
完成后,元器件都对方在了Keep-OutLayer区了,但是布局很乱,我们可以重新手动布局,合理的布局好后,我们可以布线了,在布线前,我们要对一些布线的规则和线的参数进行调整,在Design菜单下选择Rules,选择Routing里的Width选项,右键新建2种布线规则:
VCC和GND,将最大宽度设为30mil,最小宽度设为10mil,当前宽度设为20mil,其他导线宽度为默认,完成后点击Apply。
然后进行自动布线,在AutoRoute菜单下选择All,进行自动布线,数秒后系统自动完成了所有的布线。
接着就要对此PCB文件进行检查,选择Tools—>DesignRuleCheck—>RunDesignRuleCheck,若有Errors,在提示下进行修改,包括元件的位置不合理、规则与线宽冲突等,直至为显示ViolationsDetected:
0即可。
图表3PCB板检查结果
四、原理图以及PCB的纠正
4.1原理图绘制时应注意的事项
在原理图的绘制过程中,发现书本上的原理图中存在一些差错,例如原理图中的某些芯片的电源引脚被隐藏了,在编译的过程中容易产生错误。
为了避免这一错误,需要将元器件重新绘制,然后在原理图中使用,这样在编译的时候可以避免产生错误。
除此之外,在原理图中存在许多未用的引脚,为了保险起见,在电气规则检查时,需要屏蔽掉该引脚的检查(即放置“NOERC”标志)如图4所示:
图表4引脚屏蔽
4.2PCB图绘制过程中元器件布局布线方式及设计规则检查
采用手动布线PCB图时常犯的错误有普遍有以下几种:
孔径大小违规、导线宽度违规、电气导线未连接。
在此次设计中,我采取预自动布局和预自动布线,在提前设定好布线规则、以及线宽要求后,开始自动布线,然后进行必要改动,PCB图就绘制完毕了。
五、设计分析与心得体会
在实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题,和解决问题的能力。
培养这种能力的前题是你对每次实验的态度。
如果你在实验这方面很随便,抱着等老师教你怎么做,拿同学的报告去抄,尽管你的成绩会很高,但对将来工作是不利的。
比如在做回转机构实验中,经老师检查,我们的时域图波形不太合要求,我首先是改变振动的加速度,发现不行,再改变采样频率及采样点数,发现有所改善,然后不断提高逼近,最后解决问题,兴奋异常。
在写实验报告,对于思考题,有很多不懂,于是去问老师,老师的启发了我,其实答案早就摆在报告中的公式,电路图中,自己要学会思考。
在这次的实验中,我对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的认识。
比如说,我在电桥实验中,我知道应变片是怎么样的,面板是怎么接电桥的;在回转机构及悬臂梁实验中,我知道压电传感器是如此微小的,怎样通过放大、接口电路进行微机分析,滤波、窗函数的选择,及怎样使用LabView采样和分析,另外,用文档形式写报告,是我们以前从来没有尝试过的。
可以说,做这次的测试技术实验,我们学生自己的能力得到了充分的发挥,跟以往那些充满条条框框的实验是不同的。
六、参考文献
[1]康华光.电子技术基础(模拟部分).北京:
高等教育出版社,2006.
[2]邹玲罗明.电路理论.武汉:
华中科技大学出版社,2009.
[3]StephenPrata.PrimerPlus.技桥工作室译.北京:
人民邮电出版社,2003.
[4]李群芳张士军黄建.单片微型计算机.北京:
电子工业出版社,2010.
[5]康华光.电子技术基础(数字部分)北京:
高等教育出版社,2006.
[6]邵群涛.电气制图与电子线路CAD[M].北京:
机械工业出版社,2005
七、附录
7.1附件一原理图设计
7.1附件二PCB图设计
东华理工大学长江学院
课程设计评分表
学生姓名:
班级:
学号:
课程设计题目:
变速彩灯电路原理图设计
项目内容
满分
实评
选
题
能结合
成
果
质
量
模型正确、合理,各项技术指标符合要求。
15
摘要叙述简练完整,假设合理、问题分析正确、数学用语准确、结论严谨合理;问题处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰
15
论文主要部分齐全、合理,符号统一、编号齐全。
格式、绘图、表格、插图等规范准确,符合论文要求
10
字数不少于2000字,不超过15000字
5
总分
100
指导教师评语:
指导教师签名:
年月日
所学课程知识、有一定的能力训练。
符合选题要求
(3人一题)
5
工作量适中,难易度合理
10
能
力
水
平
能熟练应用所学知识,有一定查阅文献及运用文献资料能力
10
理论依据充分,数据准确,公式推导正确
10
能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等
10
能体现创造性思维,或有独特见解
15
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