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电子CAD实训教材
电子CAD实训教材
株洲工业学校
林芬红
目录
实训一Protel99SE的基本操作………………………3
实训二原理图的环境设置………………………………4
实训三简单原理图的绘制与编辑………………………5
实训四原理图的绘制与编辑……………………………8
实训五电路的ERC检查,生成元件清单及网络表………15
实训六创建原理图元件…………………………………16
实训七电子元件的封装…………………………………18
实训八定义PCB板尺寸与PCB参数设置………………19
实训九元件的布局,布线整理及打印…………………21
实训十创建PCB元件及元件库…………………………24
实训一、Protel99SE的基本操作
一、实训目的
Protel99SE的基本操作主要包括Protel99SE的启动、关闭、文件的建立、导入导出、为文件进行加密、创建工作组及设置成员权限等操作。
本训练的目的主要让学生掌握这些基本操作。
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL99SE软件
三、实训内容与步骤:
1、启动Protel99SE,在D盘建立名为Protel的文件夹,并在文件夹中建立名为lx1.ddb设计数据库文件。
2、在上题数据库中建立一个名为小信号功率放大器电路的原理图文件(SchematicDocument)、一个名为小信号功率放大器电路的印刷电路板文件(PCBDocument),并打开。
然后将小信号功率放大器电路.SCH,小信号功率放大器电路.PCB导出到桌面上。
3、选择适当的菜单命令,将上题打开的文件窗口进行水平分割、垂直分割及平铺。
4、在Protel的文件夹中建立名为lx2.ddb设计数据库文件,文件类型WindowsFileSystem。
5、在Protel的文件夹中建立名为lx3.ddb设计数据库文件,文件类型MSAccessDatabase,并对数据库进行加密,密码为student。
观察WindowsFileSystem及MSAccessDatabase两种类型的区别。
6、在Protel的文件夹中建立名为lx4.ddb设计数据库文件,将步骤2中桌面上的小信号功率放大器电路.SCH,小信号功率放大器电路.PCB导入。
7、在Protel的文件夹中建立名为lx5.ddb设计数据库文件,创建两个设计组成员(Guest)zhanghong和waangyan,分别输入密码。
设置工作权限,admin的权限为(Read)、写(Write)、删除(Delete)、创建(Create),Guest的权限为(Read)、写(Write).
8、在Protel的文件夹中打开名为lx3.ddb设计数据库文件,并在建立一个名为sheel1.sch原理图文件并打开,在原理图元件库中MiscellaneousDevices.lib中找出我们在电子技术中常用的元件并画在实习报告本上。
实训二 原理图的环境设置
一、实训目的
环境设置主要使用菜单Design/Options和Tools/Preferences。
本实训就是使用这两个菜单设置设计环境。
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL99SE软件
三、实训内容与步骤:
1、启动Protel99SE,在D盘建立名为Protel的文件夹,在Protel的文件夹中建立名为student.ddb设计数据库文件,新建原理图文件,命名为Lx1.sch。
设置图纸大小为A4,水平放置,工作区颜色为220号色,边框颜色为45号色。
标题栏设置:
用“特殊字符串”设置制图者为tianjin、标题为“攻放”,字体为华文彩云,颜色为121号色。
2、在student.ddb中创建原理图文件,命名为LX2.sch。
自定义图纸大小:
宽度为850、高度为450,垂直放置,工作区颜色为299号色。
网格设置:
SnapOn为10mil,Visible为10mil。
字体设置:
系统字体为仿宋体、字号为8,字形为斜体。
可视网格为点状,取消重复操作次数为60次。
设置系统字体:
将UseClientSystemFontForAllDialogs复选框取消选择。
标题栏设置:
用“特殊字符串”设置文档编号为“1-10”、标题为“稳压电源”,字体为华文行楷,颜色为238号色,不显示图纸的参考边框。
3、在student.ddb中创建原理图文件,命名为LX3.sch。
标题栏设置:
标题栏显示方式为ANSI,用“特殊字符串”设置地址为MiningStreet,Washington,10张原理图中的第一张。
不显示图纸的参考边框。
把光标设置成大十字45度。
4、在student.ddb中创建原理图文件,命名为LX5.sch电路原理图文件。
练习打开及关闭MainTools(主工具栏)、WiringTools(布线工具栏)、DrawingTools(绘图工具栏)、PowerObjects(电源及接地工具栏)、DigitalObjects(常用器件工具栏)、SimulationSources(信号仿真源工具栏)、PLDToolbar(PLD工具栏),放大及缩小原理图。
5、将基本元件库miscellaneousdevices.ddb、德克萨斯仪器公司元件库TIdatabook 增加到元件库管理器中。
(在原理图设计环境中的设计管理器中选择BrowseSCH页面,在Browse区域 中的下拉框中选择Library,然后单击Add\Sch路径,在元件库列表中选择MiscellaneousDevices.ddb后单击Add按扭,然后再选择TI Databook库单击Add按扭。
)
实训三简单原理图的绘制与编辑
一、实训目的
1、熟悉画原理图工具;
2、掌握画原理图基本操作,绘制原理图
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境;
2、PROTEL99SE软件
三、实训内容与步骤:
[练习1] 建立一个A1.DDB数据库,再建立一个原理图文件sheet1.SCH文件,在原理图中放置阻值10k的电阻、容量为10微法的电解电容、型号为IN4001的二极管、型号为2N2222三极管、单刀单掷开关和2脚连接器。
注意修改属性。
[练习2]在练习1的基础上练习:
(1)选择10k电阻,复制并粘贴该电阻,然后取消选择;
(2)删除二极管,并用恢复按钮将二极管恢复。
(3)删除三极管。
(4)删除电容,然后粘贴该电容。
(5)用鼠标选择几个元件,然后删除这些被选择的元件。
(6)将该电路图存盘。
[练习3]试关闭和使能电气捕捉栅格,观察电气栅格在连线时具有的作。
[练习4]试关闭和使能电气连接点,观察画"丁"字连线时的区别。
[练习5]放置网络标记,试更改字型和字号,并连续放置D1-D9十个网络标记。
[练习6]选取电源和地线工具,试更改它们的形状和标记。
[练习7]按照下图画一个共发射极放大电路,电路中的元件都取自MiscellaneousDevices.lib库。
(1)要求图纸尺寸为A4,去掉标题栏,关闭显示栅格,使能捕捉栅格和电气栅格,使能自动连接点。
(2)画完电路后,要按照图中元件参数逐个设置元件属性,但是元件要自动编号,并进行电气规则检查。
(3)最后形成该电路的网络表。
[练习8]按照上面的操作步骤,分别建立二个原理图文件sheel2.sch和sheel3.sch,把下图画出来。
图一
图二
实训四 原理图的绘制与编辑
一、实训目的
1、熟悉画原理图工具
2、掌握画原理图基本操作,绘制原理图
二、实训环境
1、WINDOWS98/2000/XP环境
2、PROTEL99SE软件
三、实训内容与步骤:
[练习1]稳压电源电路原理如下,原理如图1所示,试画出它的原理图。
[练习2]甲乙类放大电路如下图所示,试画出它的原理图。
该练习中的元件表:
练习2原理图的元件表
封装
元件名称
数量
编号
AXIAL0.3
RES2
4
R1R2R3R4
DIODE0.4
In4148E
1
D2
DIODE0.4
In4148
1
D1
RB.2/.4
CAPACITORPOL
2
C1C2
SIP2
CON2
2
J1J2
SIP4
CON4
1
J3
TO-46
NPN
2
Q2Q3
TO-46
PNP
Q1
[练习3]正负电源中、电路如下图所示,试画出它的原理图,元件表如下:
练习3的元件表
说明
编号
封装
元件名称
电解电容
C36C37C35C34C39C40
RB.2/.4
ELECTRO1
二极管
V23
DIODE0.4
DIODE
三端稳压器
N106N107N108N109
TO-220
VOLTREG
连接器
JP1,JP2
SIP5
CON5
[练习4]降压器整流滤波电路如下图所示,试画出它的原理图。
元件表如下:
练习4的元件
说明
编号
封装
元件名称
变压器
T1
*
300VA TFMR
保险丝
F1
*
FUSE
连接器
J2J3J4J5
SIP3
CON3
连接器
J1
SIP4
CON4
开关
S1
*
SW DPST
整流桥堆
D1D2D3D4
BRIDGE
BRIDGE1
电解电容
C1C2C3C4C5
RB.3/.6
CAPACITORPOL
[练习5]信号源电源如下图所示,试画出它的原理图:
练习5的元件
说明
编号
封装
元件名称
晶体振荡器
X1
XTAL1
CRYSTAL
可调电容
C2
RAD0.3
CAPVAR
电容
C5C6C7C8
RAD0.1
CAP
NPN三极管
Q1Q2Q3Q4
TO-92A
NPN1
电阻
R8R9R10R11R16R18
AXIAL0.3
RES1
PNP三极管
Q5
TO-92A
PNP1
电阻
R17
AXIAL0.6
RES1
连接器
JP1
SIP4
CON4
[练习6]电路如下图所示。
试画出它的原理图。
练习6的元件表
说明
编号
封装
元件名称
六反相器
U9AU9BU9C
DIP14
74LS04
电容
C10
RAD0.2
CAP
电阻
R1R2R5
AXIAL0.4
RES2
晶体振荡器
XTALI
XTAL1
CRYSTAL
连接器
J1
SIP4
CON4
[练习7]电路如下图所示,试画出它的原理图,元件表如下:
练习7的元件表
说明
编号
封装
元件名称
按钮
S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10
*
SW-PB
电阻
R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10
AXIAL0.3
RES2
8输入与非门
U5
DIP14
SN7430
连接器
J1
SIP6
CON6
10-4线优先编码器
U2
DIP16
74LS147
[练习8]电路如下图所示,试画出它的原理图。
练习8的元件表
说明
编号
封装
元件名称
电阻
R1R2R3R4R5R6R8RPOTR88
AXIAL0.3
RES
NPN三极管
Q1
TO-46
NPN1
电容
C1
RB.2/.4
ELECTRO1
电容
C4C5C6
RAD0.2
CAP
二极管
D1D2
DIODE0.4
DIODE
通用运放
U1U2U3
DIP8
UA741
连接器
J3
SIP3
CON3
连接器
J1J2
SIP4
CON4
实验五电路的ERC检查,生成元件清单及网络表
一、实训目的
1、对电路进行ERC检查,检查电路中出现的错误。
2、生成元件清单方便元器件的管理。
3、生成网络表,为后面PCB制作打下基础。
二、实训内容与步骤:
[练习1]前面对实训三,四等几个练习做以下操作:
1、进行电气规则检查(选择Tools/ERC菜单)。
2、请做元件表(选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单)
3、请做网络表(选择Design/CreateNetlist)
[练习2]复位电路及晶振电路如图1所示,试画出它的原理图。
图 1
画好图后:
1、进行电气规则检查(选择Tools/ERC菜单)。
2、请做元件表(选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单)
3、请做网络表(选择Design/CreateNetlist)
实训六、创建原理图元件
一、实训目的
使用元件库编辑器来生成元件和建立元件库。
二、实训内容与步骤:
[练习1]试建立Lx1.lib元件库,并画出这些逻辑电路中常元器件。
[练习2]在继电器控制系统中,经常须要如下图所示的元件,试建立元件库,并画出这些元件。
[练习3]用练习2所画的元件画如下图所示的继电器控制电路。
[练习4]试建元件库并画出如下图所示的元件。
[练习5]从已有的库中拷贝二极管图形,然后将它的管脚长度改为10mil。
[练习6]试练习画逻辑电路中与门、或门、非门符号。
[练习7]试练习画时序电路中D、JK和RS触发器的符号。
实训七、电子元件的封装
一、实训目的
了解印刷电路板的种类和特点、电子元件的封装、导线、层等和印刷电路板(PCB)设计制作密切相关的概念.
二、实训内容与步骤:
[练习1]练习打开及关闭MainToolbar(主工具栏)、PlacementTool(放置工具栏)、ComponentPlacement(元件位置调整工具栏)、FindSelections(查找选择工具栏)。
[练习2]加载PCBFootprints.lib封装库,并从中选择电阻封装(AXIAL0.3),电容封装(RAD0.1和RB.2/.4),二极管封装(DIODE0.4)、三极管封装(TO-126),连接器封装(SIP2)、可变电阻封装(VR1),石英晶体封装(XTAL1),集成电路元件封装(DIP16),把这些封装放置到电路板图上。
[练习3]画出下图并把元件的封装名加上去。
[练习4]对前面几个实训中的没有封装名的添加元件封装。
实训八定义PCB板尺寸与PCB参数设置
一、实训目的
1.PCB板的尺寸的设定
2.PCB的参数的设置
二、实训内容与步骤:
[练习1]使用PCB创建向导规划如下形状的双面电路板(电路板尺寸、属性采用缺省值)
[练习2]定义一块宽为1800mil,长为2000mil的单层电路板,要求在禁止布线层和机械层画出板框,在机械层标注尺寸。
[练习3]设置在对象被选中后,系统不自动保护所定对象。
设置当用户进行整体编辑时,系统会自动弹出确认对话框。
设置当出现重复对象时,系统会自动删除重复对象。
[练习4]设置度量单位为公制,设置水平,垂直捕捉栅格和水平,垂直元件栅格依次为20mil,20mil,25mil,25mil,电器栅格为10mil。
设置旋转角度为30度,设置底层丝印层的颜色为100号色,设置尺寸线为“简单显示”,其余为“精细显示”,设置显示焊盘网络名称和焊点序号。
[练习5]设置当用户选择新的元件时,系统不取消原来选择的元件。
设置当用户进行PCB设计时,系统会在线进行DRC检查。
[练习6]设置与组件连接的导线会随组件的移动而一起伸缩。
设置设置转换特殊字符串功能,设置只显示当前板层。
[练习7]设置操作撤消次数为50次,设置光标类型:
Large90,设置布线使用多边形进行障碍检测,交互布线:
避开障碍。
[练习8]设置多边形铺铜栅格尺寸为20mil,路径宽度为5mil,最小长度为3mil,焊盘环绕形状为八边形。
实训九元件的布局,布线整理及打印
一、实训目的
1、PCB中元件的布局。
2、PCB中元件的布线(自动布线及手工布线)
3、PCB板的整理。
4、PCB板的打印。
二、实训内容与步骤:
1、稳压电路如图所示,试设计该电路的电路板。
设计要求:
(1)按电路图1画出原理图电路,元件参数见参数表。
(2)使用单层电路板,在电路板中网络地(GND)的线宽选1mm,netj1-1与netj1-2线宽选1mm,电源网络(VCC)的线宽选0.8mm,其余线宽均采用缺省设置(0.3mm),见图3,最小安全间距为12mil。
(3)先自动布线,见自动布线参考电路板图4,再手工调整,见手工调整布线参考电路板图5。
(4)在电路板上铺铜,要求栅格为30mil,铜膜线宽度为8mil,铺铜层为底层,铺铜网线形式为45度,使用八角形状环绕焊盘。
(5)电路板设计完成后应进行DRC检测,并根据报告的错误提示进行调整,直到无错误为止。
图1
参数表
说明
编号
封装
元件名称
电阻
R1
AXIAL0.3
RES2
三端稳压块
U1
TO-220
VOLTREG
电容
C1C3
RB.3/.6
ELECTRO1
电容
C2C4
RAD0.2
CAP
二极管
D1D2D3D4D5
DIODE0.4
DIODE
发光二极管
D6
DIODE0.4
LED
连接器
J1
SIP2
CON2
2、将前面各练习做成PCB图。
3、为第3章练习中各题的PCB四角分别添加放置安装孔,安装孔直径为3mm。
4、在第3章练习中各题PCB板的底层放置填充。
5、练习在电路板上放置过孔,注意修改过孔的尺寸,外径为60mil,内径为30mil。
6、练习在电路板上铺铜,要求栅格为20mil,铜膜线宽度为10mil,铺铜层为顶层,铺铜网线形式为45度,使用八角形状环绕焊盘。
7、打印第3章练习中各题PCB板。
(多层)。
8、打印第3章练习中各题PCB板的顶层(要求带焊盘、过孔、元件轮廓)。
9、打印第3章练习中各题PCB板的丝印层及禁止布线层。
验十、创建PCB元件及元件库
一、实训目的
1、学会创建PCB新元件。
2、学会创建PCB元件库。
二、实训内容与步骤:
1、启动Protel99SE,在D盘建立名为Protel的文件夹,并在文件夹中建立名为自制PCB元件.ddb设计数据库文件。
在数据库中建立一个名为MyPCBLIB.LIB的库文件。
2、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个DIP14的封装到MyPCBLIB.LIB库中,然后将它改为DIP10的封装,并重命名为DIP10。
3、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个RB.2/.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中,然后将它改为如下图1的封装,并重命名为47uf,再将它改为如下图2的封装,并重命名为2200uf。
4、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个DIODE0.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中,然后将它改为如下图3的封装,并重命名为DIODE,再将它改为如下图4的封装,并重命名为CLED.
5、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个TO-126的封装到MyPCBLIB.LIB库中,然后将它改为如下图5的封装,并重命名为RP,再将它改为如下图6的封装,并重命名为7805。
(7805元件焊盘外径60mil,内径40mil。
6。
制作数码管的封装如下图,重命名为SM。
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