Protel电路板仿真设计实验.docx
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Protel电路板仿真设计实验.docx
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Protel电路板仿真设计实验
《Protel电路板仿真设计实验》实验项目
实验二、图纸的设定、模板的设计与应用实验(2学时)
一、实验目的:
1、掌握电路图图纸的设置。
2、掌握电路图模板的设计与应用。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件
三、实验内容
1、制作图1所示的设计模板
要求:
(1)在考生的设计文件下新建一个原理图子文件,文件名为sheet1.SchDoc;
(2)按下图尺寸及格式画出标题栏,填写标题栏内文字(注:
考生单位一栏填写考生所在单位名称,无单位者填写“街道办事处”,尺寸单位为:
mil);保存为原理图模板,存为D:
\考生模板。
图1电路图模板
2、按要求设置原理图图纸。
要求:
(1)新建一个原理图子文件,文件名为sheet1.SchDoc,保存在D盘根下。
(2)图纸大小为C,水平放置,工作区颜色为214号色,边框为3号色。
(3)设置捕捉栅格为2mil,可视栅格为2mil。
(4)设置系统字体为Terminal、字号为14、字形为斜体。
(5)设置标题栏的显示方式为ANSI,制图者为作者,标题为单管放大电路。
四、实验步骤
1、
(1)启动AltiumDesigner6,新建文件“sheet1.SchDoc”,进入原理图编辑界面。
(2)选择“设计”菜单下的“文档选项”命令,在弹出的对话框中“图纸选项”的“选项”中的标题栏前的钩取消。
(3)在文档选项对话框“图纸选项”的“栅格”中,将“捕捉”选项和可视选项都设为10mil,单击确定按钮。
(4)根据题目要求,利用实用工具栏中的“直线”画出线框。
(5)利用实用工具栏中的“字符串”在线框中相应位置填写相应文字。
(6)单击“文件”菜单“另存为”命令,在保存类型中选择“*.SchDot”该项,文件名中填写“考生模板”保存在D盘根下。
2、
(1)启动AltiumDesigner6,新建文件“sheet1.SchDoc”,进入原理图编辑界面;单击“设计”菜单下的“模板”下的“调入模板”命令,选择原理图图纸C模板;单击“文件”菜单下的“存为”命令保存在D盘下。
(2)单击“设计”菜单下的“文档选项”命令,在弹出的对话框中“图纸选项”的“选项”中放置方式为:
水平放置,标题栏的显示方式为ANSI,工作区颜色为214号色,边框为3号色。
(3)在上述对话框的“栅格”中,将“捕捉”选项和可视选项都设为2mil;单击“改变系统字体“按钮,将字体为Terminal、字号为14、字形为斜体。
(4)在对话框中选择“参数”栏,在制图者一栏输入作者,标题一栏输入单管放大电路。
单击确定按钮。
五、实验注意事项
注意若没有引入标准的图纸C模板,就要用字符串的方法进行添加。
通过实验,掌握原理图图纸模板的设计与引入。
实验三、电气图件与非电气图件的操作实验(2学时)
一、实验目的
1、掌握电气图件与非电气图件的基本操作。
2、掌握导线、总线与非电气图件的基本编辑。
3、熟悉电气图件与非电气图件在图纸中的布局。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件
三、实验内容(新建项目文件“图件操作.PrjPcb”)
1、按图2用电气图件画图,文件名为“电气图件.SchDoc”。
图2
2、按图3用电气图件与非电气图件画图,文件名为“非电气图件.SchDoc”。
图3
四、实验步骤
1、启动AltiumDesigner,新建项目文件“图件操作.PrjPcb”并保存;新建文件“电气图件.SchDoc”,进入原理图编辑界面。
2、设置图纸。
将图号设置为A4即可。
3、放置元件。
根据电气图件电路的组成情况,在屏幕左方的元件管理器中取相应元件,并放置于屏幕编辑区。
4、设置元件属性。
在元件放置后,用鼠标双击相应元件出现元件属性菜单更改元件标号及名称(型号规格)。
5、调整元件位置,注意布局合理。
6、连线。
根据电路原理,在元件引脚之间连线。
注意连线平直。
7、放置输入输出点、电源、地,均使用PowerObjects工具菜单即可画出。
8、放置注释文字。
9、电路的修饰及整理。
在电路绘制基本完成以后,还需进行相关整理,使其更加规范整洁。
10、保存文件。
另外:
图3新建文件“非电气图件.SchDoc”,进入原理图编辑界面;利用直线和字符串来实现波形的描画与文字的添加。
五、实验注意及总结
要提高速度就要熟悉基本元件在哪个库,同时相同类型的元件可以先连续放置,再局部编辑属性和布局的调整。
六、练习巩固
图4
实验四、绘制电路图实验(2学时)
一、实验目的
1、掌握电路图的元件放置、元件布局,连线等基本操作。
2、掌握电路图的编译、查错修改。
3、掌握电路图的网络表和各种报表的生成。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件
三、实验内容
按照附图5内容画图,新建项目文件“电路图.PrjPcb”,将原理图生成网络表和元件报表;保存文件“电路图.SchDoc”。
图5
四、实验步骤
1、启动AltiumDesigner,新建项目文件“电路图.PrjPcb”并保存;新建文件“电路图.SchDoc”,进入原理图编辑界面。
2、设置图纸。
将图号设置为A即可。
3、添加元件库。
(不熟悉元件可以通过查找来添加元件库,从而添加元件)
4、放置元件。
根据双路直流稳压电源放大电路的组成情况,在屏幕左方的元件管理器中取相应元件,并放置于屏幕编辑区。
5、设置元件属性。
在元件放置后,用鼠标双击相应元件出现元件属性菜单更改元件标号及名称(型号规格)。
6、调整元件位置,注意布局合理。
7、连线。
根据电路原理,在元件引脚之间连线。
注意连线平直。
8、放置输入输出点、电源、地,均使用PowerObjects工具菜单即可画出。
9、放置注释文字。
10、电路的修饰及整理。
11、编译电路图.SchDoc文件,检查是否有错并修改。
12、利用“设计”和“报告”菜单下的相关命令生成网络表和元件报表。
13、保存文件。
五、实验注意与总结
注意布局的调整和报表的生成。
实验五、电路图元件制作实验(2学时)
一、实验目的
熟悉原理图元件库编辑器;掌握原理图元件库的创建、新元件的绘制。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件
三、实验内容
1新建一个原理图零件库子文件,绘制如图6所示的开关变压器原理图符号。
并将它保存在“schlibl.SchLib”元件库中。
图6图7集成电路实例
2利用元件库编辑器提供的制作工具,来绘制(创建)一个8脚集成电路,并将它保存在“schlibl.lib”元件库中,绘制的实例如图7所示。
3制作电路原理图元件
a.根据图8的原理图元件,要求尺寸和原图保持一致,其中该器件包括了四个子元件,各子件引脚对应如图所示,元件命名为LM339N,图中每小格长度为10mil;
b.并将它保存在“schlibl.lib”元件库中;
c.退出绘图系统,结束操作。
图8原理图元件LM339N
四、实验步骤
1、
(1)新建工程文件,并保存为“原理图库.PRJPCB”。
(2)新建原理图库文件,并保存为“新建原理图库1.SCHLIB”。
(3)修改光标移动步距为5。
也可执行菜单命令【Tools】/【DocumentOptions…】,弹出原理图元件图纸设置对话框,将捕捉栅格【Snap】设为5即可。
(4)绘制半圆弧
(a)确定圆心(b)确定X半径(c)确定Y半径
(d)确定圆弧起点(e)确定圆弧终点(f)最后效果
设置圆弧属性对话框
(5)绘制变压器绕组和支架
利用复制、粘贴的方法制作其它半圆弧,形成变压器的一组绕组,然后再复制一组绕组,利用粘贴的方法绘制其它二组绕组。
(a)变压器的一组绕组(b)变压器的三组绕组(c)绘制中间支架
(6)用直线画出相应的横线和用放置文字标出相应的引脚号。
2、
(1)点击菜单“File\New”命令,从编辑器选择框中选中原理图元件库编辑器,然后双击库文件图标,默认名为“schlib.lib”,进入原理图元件库编辑工作界面。
(2)、使用菜单命令“View\ZoomIn”或按PageUp键将元件绘图页的四个象限相交点处放大到足够程度。
(3)、用菜单命令“Place\Rectangle”绘制一个直角矩形。
(4)、绘制元件的引脚。
(5)、编辑各管脚属性。
(6)、保存已绘制好的元件。
3、自己完成。
五、实验注意与总结
对于实验3的内容主要注意这个元件由四个子元件构成,在画的过程中可以先设计好一个,再采用复制、粘贴等实现其余几个子元件。
实验六、多图纸电路图的设计实验(2学时)
一、实验目的
1、理解平整式电路图和层次性电路图的概念。
2、掌握层次性电路图的设计方法。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件
三、实验内容
利用层次性电路图的两种设计方法分别绘制数码抢答器电路图,其整体电路图如图9所示,要求按照图中虚线框所示分模块绘制成层次电路图。
图9
三、实验步骤
要将整体电路分模块绘制为层次原理图,必须仔细分析电路组成,确定划分模块范围(图中已经标出)和模块之间的连接端口。
(从上向下设计方法)
1、新建工程文件,并保存为“抢答器层次电路.PRJPCB”。
2、新建原理图文件,并保存为“抢答器主原理图.SchDoc”。
3、绘制方块电路并连线。
4、产生并绘制编码模块电路图“编码.SCHDOC。
编码模块锁存模块
5、产生并绘制锁存模块原理图“锁存.SCHDOC”。
6、产生并绘制显示模块原理图“显示.SCHDOC”。
显示模块
7、产生并绘制响铃模块原理图“响铃.SCHDOC”。
响铃模块
从下向上方法自行操作,先画各图纸,再产生根层电路。
五、实验注意与总结
注意层次电路两种设计方法的不同:
由上向下是先画出根层电路,再产生子电路(图纸)的相关符号;由下向上是先画出子电路,再产生相应的根层电路符号。
图12
实验十、PCB制作实验(2学时)
一、实验目的
1、掌握元件的手工布局。
2、掌握手工布线及导线的修改。
3、掌握元件封装的添加与修改。
4、掌握电路电路板的覆铜方法。
5、掌握电路板规则的设置及电路板DRC的检查。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件
三、实验内容
按要求做PCB板
a.新建一个PCB子文件,文件名为PCB1.PcbDoc;
b.按图13所示原理图生成合适的长方形双面电路板,规格为X:
Y=4:
3;
c.电路板的布局不能采用自动布局,要求按照信号流向合理布局(从上至下,从下至上,从左至右,从右至左)。
IC等的电源网络名称保持与电路中提供的合适电源的网络名称一致;
d.给元件选择合适的封装形式,并给电路板覆铜;
e.将电源线加宽至20mil;并对电路板进行DRC检查;
f.保存PCB文件并拷贝到实验报告中;
g.将3D预览图拷贝到实验报告中。
图13
四、实验步骤
1、启动AltiumDesigner,新建项目“PCB制作.PrjPcb”并保存,新建文件“PCB1.PcbDoc”,进入PCB图编辑界面。
2、手动规划电路板尺寸。
3、导入原先画好的原理图文件(没有就重新画,并保存),并调整到“PCB制作.PrjPcb”项目中。
4、根据需要给每个元器件选择合适的封装形式。
5、调入制作PCB时的元件封装库。
6、在原理图图纸中单击“设计”中选择“UpdataPCBDocumentPCB1.PcbDoc”,弹出对话框,在对话框中执行“验证”与“确认”相应命令。
单击“关闭”。
7、按原理图和要求在PCB文档中调整元件布局。
8、根据要求设置PCB布线规则。
9、对电路板的“地”进行“覆铜”。
10、对电路板进行DRC检查,如有错并进行修改。
11、执行“察看”中的“3D预览”命令进行查看。
12、保存相应文件。
五、实验注意事项与总结
布线规则是PCB制作中重要的一步,要根据需要进行合理设置。
覆铜的目的是保证PCB中的铜线牢固,使板子美观。
六、练习巩固
1、根据图14规划成图15的PCB板。
图14
图15
2、做出实验三中图2进行如图16的布局,图3与图4做出如图17与图18的PCB图。
图16
图17
图18
实验十、PCB元件制作实验(2学时)
一、实验目的
1、熟悉元件封装库的编辑环境与主要工具。
2、熟练掌握手工创建法创建元件封装。
3、熟练掌握向导创建法创建元件封装。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件
三、实验内容
1、创建一个双列直插式12脚的元件封装,如图19所示
图19创建完成的元件封装图形图20开关变压器引脚封装
2、制作如图所示的开关变压器的引脚封装,焊盘间距尺寸如图20所示,其中焊盘参数如下:
X-Size=2.5mm,Y-Size=1.2mm,HoleSize=0.9mm。
3、制作89C51的44脚PLCC封装。
如图21
图21
四、实验步骤
1、手工创建的步骤:
(1)首先执行“Place\Pad”菜单命令,或单击绘图工具栏中按钮。
(2)执行该命令后,光标变为十字,中间带有一个焊盘。
随着光标的移动,焊盘跟着移动,移动到适当的位置后,单击鼠标左键将其定位,在图中完成一个焊盘的放置。
(3)在焊盘中心出现焊盘序号,如果是第一次放置的焊盘,其序号为0,这时系统仍然处于放置焊盘的编辑状态,可以继续放置其它十一个焊盘。
单击鼠标右键或按键盘上的Esc键,即可结束放置焊盘。
(4)设置焊盘的有关参数。
(5)绘制元件封装的外形轮廓。
在TopOverlay标签上将工作层切换到顶层丝印层,即TopOverlay层,然后执行菜单命令“Place\Track”。
●执行该命令后,鼠标光标变为鼠标指针和一个带小方点的大“十”字形。
将鼠标指针移到合适的位置,单击鼠标左键来确定元件封装外形轮廓线的起点,然后绘制元件的外形轮廓,。
在本例中,左上角坐标为(60,40),右下角坐标为(240,-540)。
上端开口的坐标分别为(120,40)和(180,40)。
●执行菜单命令“Place\Arc”,或直接单击绘图工具栏上的相应图标在外形轮廓线上绘制半圆弧。
(6)单击设计管理器中的“Rename”按钮,在弹出的对话框中输入新的名称如JDIP12,按下该对话框中“OK”按钮,即完成对新创元件封装的重命名。
(7)执行菜单命令“File\Save”,将新建的元件封装保存。
2、利用向导创建元件封装的步骤:
(1)启动并进入元件封装编辑器;
(2)执行“Tools\NewComponent”菜单命令,进入了元件封装创建向导;
(3)单击“Next”按钮,系统将弹出选择元件封装样式对话框,在该对话框中选择DIP封装外形。
(4)单击“Next”按钮,在弹出的对话框中设置引脚的水平间距、垂直间距和尺寸。
(5)单击“Next”按钮,在弹出的对话框中设置元件的轮廓线宽。
(6)单击“Next”按钮,在弹出的对话框中设置元件引脚数量。
(7)单击“Next”按钮,在弹出的对话框中设置元件的名称,在此设置为JDIP12。
(8)再单击“Next”按钮,系统将会弹出完成对话框。
单击按钮“Finish”,即可完成对新元件封装设计规则的定义,同时程序按设计规则自动生成了新元件封装。
(9)执行菜单命令“File\Save”,将这个新创建的元件封装存盘。
3、利用IPC向导创建
(1)新建一个PCB封装库文件。
(2)单击“工具”中“IPC封装向导”,在弹出的对话框中单击“下一步”。
(3)在对话框中选择PLCC封装形式,单击“下一步”。
(4)在对话框中根据89C51的44脚PLCC封装的相关参数进行设置。
单击“下一步”。
(5)根据89C51的44脚PLCC封装的相关参数进行设置,单击“下一步”。
直到设置完相关参数。
(6)单击“完成”。
五、实验注意事项与总结
IPC封装向导要根据元件说明书中的相关参数进行合理设置,速度快,方便、容易,要掌握此方法,有利于今后的设计。
六、练习巩固
根据QFP-44(参考自Atmel公司之89S51資料),利用IPC封装向导做出元件的QFP封装。
实验十一、PCB制作综合实验(10学时)
一、实验目的
1、熟悉电子制作的全部过程。
2、掌握手工制作板的流程。
二、实验设备
计算机与AltiumDesigner软件、雕刻机(主要钻孔)、腐蚀液。
三、实验内空
自命题,结合所学知识自制一个电子设计作品,要求要以报告的形式上交,最后要进行演示及相关的程序、说明及实物。
学生利用课余时间完成。
根据具体情况,同学可以组合进行作品的设计,必须有明确的分工。
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- 关 键 词:
- Protel 电路板 仿真 设计 实验