精品电子专业技能大赛中dxp应用实例.docx
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精品电子专业技能大赛中dxp应用实例
电子专业技能大赛中DXP2004应用实例
在上海市第三届“星光杯”中等职业学校《电子产品装配与调试》职业技能大赛中,使用ProtelDXP2004软件绘制电路图和PCB板时,应用ProtelDXP2004知识非常全面。
在电路原理图绘制中用到了绘制标题栏;查找和放置元器件;更改元件管脚属性;放置端口;放置电源、接地及网络标号;制作元器件;更改元件封装属性;更改元件外形及封装属性等。
在PCB板制作中,用到了创建PCB模板;布线层设置;电源线和地线设置;手工布局;自动布线及手工调整布线等。
下面把本人使用ProtelDXP2004软件绘制该电路原理图和PCB板的过程列举如下,不对之处敬请指正。
一、原题:
使用ProtelDXP2004软件,绘制电路原理图和PCB板(本项目共4项,计20分)
说明:
在D盘根目录上以准考证号为名建立文件夹,竞赛所得到的所有文件均存入该文件夹中,选手用自己姓名的拼音在指定文件夹中建立工程库文件(.DDB),如ⅹⅹ.DDB。
1.绘制电路原理图(8分)
使用ProtelDXP2004软件根据附5-1图,绘制电路原理图。
(1)选手在工程库文件中新建立一个原理图子文件,文件名为:
Sheet1.sch。
(2)按下图格式在图纸右下角绘制标题栏,并填写标题栏内容文字。
(题号填本项目书项目
号,选手单位栏填学校名称。
)
(3)按附5-1图内容绘制电路图。
其中元件U3图形按第3小项绘制和保存。
要求各集成块
管脚位置及属性按图中所示设置,并参照附5-2图对各元件footprint属性项进行选置。
(4)生成原理图的网络表文件。
(5)生成原理图的元件列表文件。
(6)保存文件。
附5-1图 电路图的双面PCB图
2.设计印制板图(7分)
使用ProtelDXP2004软件,生成电路印制板图。
(1)在选手工程库文件中新建一个BCB子文件,文件名为:
PCB1.PCB。
(2)生成附5-1图的的双面PCB图,双面板的尺寸规格和元件布局要求参见附5-2图。
(3)要求网络VCC和GND按附5-2图中所布线:
VCC和GND均在底层,线宽为40mil。
(4)其它连线宽度为12mil。
用自动布线完成,并对布线进行手工优化调整。
(5)保存文件。
附5-2图 印制板图(板尺寸:
120ⅹ80mm)
3.绘制原理图元件(3分)
(1)在选手工程库文件中新建一个原理图元件库,文件名为:
schLib1.lib。
(2)绘制附5-3图所示的原理图元件(设置:
默认元件编号U?
,默认封装号为DIP16,
第8、16脚为隐藏),按图示元件名称进行命名。
(3)保存。
附5-3图 元件名称CD4026
4.绘制元件封装(2分)
(1)在选手工程库文件中新建一个元件封装子文件,文件名为:
PCBLib1.lib。
(2)绘制附5-4图所示元件封装图形,按图示封装号对元件进行命名。
(3)保存。
焊盘大小:
80ⅹ80
孔径:
40
将第0号焊盘设为参考点
附5-4图 封装号JZC1
二、绘制过程:
(一)绘制电路原理图
1、打开D盘,在D盘根目录下新建一个文件夹,命名文件夹名称为准考证号并保存。
如新建文件夹名为2009DZJ0066,见图2-1。
图2-1在D盘根目录下新建2009DZJ0066文件夹
2、打开DXP2004,在文件目录下创建一个项目PCB项目文件,保存在D盘新建的2009DZJ0066文件夹内,保存的文件名为姓名的拼音字母,如zhangsan,则在projects项目面板上出现一个项目zhangsan.PRJPCB。
3、在DXP2004面板的左侧边栏上左键单击(后简称单击)项目管理项projects,在projects项目栏内新建的项目名称zhangsan.PRJPCB上单击右键,
打开追加新文件到项目中→Schatematic,添加一个原理图文件,保存原理图文件在常用文档新建的2009DZJ0066文件夹内,则在项目zhangsan.PRJPCB中出现一个原理图文件Sheet1.sch。
4、在原理图右下脚绘制标题栏:
(1)在打开的电路原理图文件Sheet1.sch的菜单栏上设计栏的下拉菜单中选“文档选项”,在文档选项中选“图纸选项”,去掉选项中“图纸明细表”前面方框内的√号,单击确定。
(2)在图纸右下脚用描画工具中的放置直线工具按照题目要求画出表格。
(3)在表格中放置文本字符串。
在放置文本字符串时,按Tab键,在注释属性的文本框内输入文本,确定后放在相应的表格里。
继续按Tab键,输入新的文本,放在其他表格里,直至文本放置完备。
如图2-2:
图2-2在电路原理图右下脚画表格和填写文字
5、绘制电路图
针对电路图中元件符号形状和PCB板布局中元件封装形式,有些元件符号形状与封装形式和DXP2004元件库中的一致,可以从元件库中查找到直接放置;有些元件符号形状虽然与元件库中元件形状相同,但是封装形式不同,需要更改封装形式;有些元件需要更改引脚属性;有些元件需要更改形状;有些元件需要在新建的元件库中制作。
(1)电容C1、电阻R1、R2、R3及电键S1可以在基本元件库MiscellaneousDevices中找到后直接放置在电路图中。
(2)接插件J1可以在基本接插件库MiscellaneousConnectors中找到后直接放置。
(3)电容C2在元件库MiscellaneousDevices中选用CapPol2元件,在放置时按Tab键,更改元件名和容量后,要更改封装形式。
方法是在元件属性对话框中,单击追加[D],如图2-3。
模型类型选Footprint后确定,在封装模型名称项目中单击浏览,如图2-4。
在库项目中点
,在可用元件库中点安装,如图2-5。
安装文件选C盘\ProgramFiles\Altium2004SP2\Library\Pcb,找到MiscellaneousDevicesPCB后打开,如图2-6。
单击确定,装入基本元件封装库文件。
关闭可用元件库,回到库浏览菜单中找RB7.6-15,选中后确认,如图2-7。
回到元件对话框后单击确认,如图2-8,就可以在原理图中放置电容C2了。
操作图示如下:
图2-3更改标识符和电容量后单击追加[D],选择模型Footprint
图2-4封装模型点浏览
图2-5在库项目中点
安装元件库单击安装
图2-6找到元件封装库MiscellaneousDevicesPCB后打开
图2-7关闭可用元件库,回到库中找RB7.6-15,选中后确认
图2-8回到元件对话框后点确认
(4)放置排阻RP2.在元件库MiscellaneousDevices中找到RsePack4在放置时按Tab键,修改标识符和阻值后按照修改电容C2的封装属性的方法,首先添加双列直插式封装库Dual-In-Line-Package,在该库中查找DIP-16,然后确定以后就可以放置该元件了。
(5)放置发光二极管D1~D9.在元件库MiscellaneousDevices中找到LED,放置前在属性框里追加新的封装模型,在MiscellaneousDevicesPCB封装库里,将元件封装改为DIODE-0.4封装形式就可以了。
(6)放置集成电路CD4069。
在元件库中单击查找,在元件库查找框中输入*CD4069*,范围选路径中的库,路径选取C:
\ProgramFiles\Altium2004SP2\Library,单击查找,找到CD4069后选择CD4069UBCN,单击放置,出现confirm对话框,单击是,更改属性为U2后连续放置U2A和U2B。
放置后双击元件,出现元件属性对话框,在“显示图纸上全部引脚”前面方框内打√,去掉“引脚锁定”前面方框内的√,确定后将U2B的14脚属性修改为“隐藏连接到+6V”,将1、2、3和4脚属性的电气类型修改为Passive,将U2A的7脚和14脚的隐藏属性去掉,并移动到相应位置,再把这两个元件的“显示图纸上全部引脚”前面方框内√去掉,“引脚锁定”前面方框内打√。
(7)放置元件RP1。
在项目管理projects下新建的项目名称zhangsan.PRJPCB上单击右键,单击追加新文件到项目中→SchematicLibrary,追加
一个元件库文件到项目中,然后保存到新建的2009DZJ0066文件夹中,保存的元件库文件名为SchLib1.lib。
在打开的元件库文件中,单击文件下拉菜单中的打开,路径选取C盘\ProgramFiles\Altium2004SP2\Library\MiscellaneousDevices,打开基本元件库,单击“抽取源”确定后双击左键打开基本元件库中的元件,在左侧边栏(或左下边栏)中单击项目SCHLibrary,查找元件RPot,把元件修改为原理图中的形状。
方法是:
a.选中可调电阻的曲线部分,按Delete键删除,见图2-9.
图2-9选中曲线部分用
打开“工具下拉菜单中的‘文档选项’”去掉“捕获”前面方框中的√,见图2-10.
图2-10打开“工具下拉菜单中的‘文档选项’”去掉“捕获”前面方框中的√
用放置矩形的方法放置可变电阻中的矩形框,见图2-11.
图2-11用放置矩形的方法放置可变电阻中的矩形
更改好可调电阻元件外形后,再将他的封装属性由VR5更改为VR4,就可以直接放置到电路图中了。
(8)放置集成电路CD4026和4017。
元件库中没有集成电路CD4026和4017,需要在元件库中制作以后再放置到原理图中。
制作方法如下:
在项目zhangsan.PRJPCB中打开元件库文件Schlib1.lib,在左侧边栏(或左下边栏)中打开SCHLibrary标签面板,选中元件Component,打开工具下拉菜单中的重新命名元件窗口,在出现的对话框中输入CD4026确认后保存。
则在SCH.Library面板下出现元件CD4026,如图2-12。
图2-12新建元件CD4026
在工作窗口中首先放置一个矩形框(单击菜单中的放置→矩形),矩形框的属性设置为:
透明,边缘宽选Small。
矩形框的大小可以在放置后进行调整(左键选中矩形框然后调整大小,双击边框还可以调整线宽及颜色),然后放置引脚(在放置下拉菜单中选引脚项)。
在放置引脚时,按Tab键(也可以在放置引脚后双击引脚)出现引脚属性对话框,在逻辑标签选项下显示名称框内输入引脚名称,标识符内输入引脚号,后面的可视前面方框内打√,电气类型选Passive,其余项默认,其中8脚设置为隐藏并连接到GND,16脚隐藏并连接到VCC。
如图2-13。
图2-138脚和16脚设置为隐藏
画好CD4026元件符号后,在标签面板上单击CD4026,并编辑元件属性,打开元件属性对话框(也可以从工具下拉菜单中的元件属性中打开,或直接左键双击标签面板上的CD4026),如图2-14。
图2-14打开元件属性对话框
在属性选项的DefaultDesignator中输入U?
,注释中输入CD4026,其他项可以默认。
在图形选项的锁定引脚前面方框中打√。
在ModelsforCD4026选项框下面左键单击追加[D],在出现的模型类型框内选Footprint。
如图2-15。
图2-15模型类型选Footprint
确定后出现PCB模型对话框,在封装模型选项中名称后单击浏览[B]…,在出现的库浏览对话框中,单击库[L]选项后面的
,出现可用元件库对话框。
如图2-16。
图2-16在库浏览对话框中单击选项后面的
,出现可用元件库对话框
在出现的可用元件库中点安装选项,单击安装[I],在出现的打开对话框中查找范围[I]中,选取路径C:
/ProgramFiles/Altium2004sp2/Library/Pcb,在打开的对话框中选取文件类型扩展名为*.PCBLIB,在面板中选中Dual-In-LinePackage。
如图2-17。
图2-17在打开的面板中选Dual-In-LinePackage
打开后回到可用元件库项,关闭该项返回到库浏览面板,此时在库[L]选项中出现了Dual-In-LinePackage.PcbLib元件库,面板中有库中元件,选取DIP-16。
如图2-18。
图2-18在库浏览中选取DIP-16
连续确定后保存制作好的元件。
在SCHLibrary标签面板的元件选项下面单击追加(或者在工具下拉菜单中选择新元件),在出现的对话框中输入4017确定。
如图2-19。
图2-19追加新元件框内输入4017后确定
在工作窗口中制作4017元件。
制作4017的方法和制作CD4026基本相同,这里要注意13引脚的属性设置,在13引脚的引脚属性中,显示名称内输入E\N\A\,符号选项中的外部边沿项内选Dot。
如图2-20。
图2-20在引脚属性显示名称中输入E\N\A\,符号选项中外部边沿内选Dot
8脚设置为隐藏并连接到GND。
元件属性设置和CD4026方法相同,封装都选用DIP-16。
制作好以后要及时保存。
打开原理图文件,在右侧边栏的元件库中选取Schlib1.SchLib元件库,在元件库面板中就出现元件CD4026和4017,可以直接将这两个元件放置在原理图中。
元件放置完备后,调整元件在图中的位置和方向。
如图2-21。
图2-21调整元件在图中的位置和方向
然后放置导线。
导线的放置可以选取菜单栏放置下拉菜单中的导线,也可以直接用工具条上的
放置。
放置完导线后再放置电源和接地符号。
电源属性更改为+6V。
接插件J1的2脚和集成电路4017的15脚用网络标号标上RESET。
排阻RP2的16~10脚放置输出端口(端口属性设置为Output)。
至此,电路原理图制作完备。
如图2-22。
图2-22制作好的电路原理图
6、生成原理图的网络表文件:
打开原理图Sheet1.SchDoc,在菜单栏的设计下拉菜单中选文档的网络表→Protel。
这样就在项目中创建了原理图文档的网络表。
如图2-23。
图2-23创建原理图文档的网络表
7、生成原理图的元件列表文件:
打开原理图文件Sheet1.SchDoc,在菜单栏的报告下拉菜单中选BillofMaterials项,则显示原理图元件列表文件,单击列表下方的输出,出现保存对话框,选择保存地址为2009DZJ0066文件夹,确定后在文件夹2009DZJ0066中就会生成元件列表文件。
如图2-24。
图2-24生成元件列表文件
8、保存文件:
分别在项目标签面板上的原理图文件和项目文件名上单击鼠标右键,选择保存项目或保存项,完成对文件的保存。
(二)、设计印制板图
1、利用向导新建一个PCB板图。
打开左侧边栏上的Files标签,在Files标签面板上选择根据模板新建中的PCBBoardWizard项,出现一个PCB向导窗口。
如图2-25。
图2-25使用模板新建一个PCB文件。
单击下一步;选择公制项,单击下一步;选择Custoom项,单击下一步;在窗口中轮廓形状选择矩形,电路板尺寸宽选120mm,高选80mm,其余默认,单击下一步;信号层选2,内部电源层选0,单击下一步;选择只显示通孔,单击下一步;此电路板主要是:
选择通孔元件,邻近焊盘间的导线数:
选择一条导线,单击下一步,新建一个电路板图文件PCB1.PcbDoc。
如图2-26。
图2-26新建一个电路板图文件PCB1.PcbDoc
打开Projects工程面板,用鼠标左键选中Projects标签面板里的PCB1.PcbDoc文件并拖住不放,追加到项目zhangsan.PRJPCB里,并将PCB1.PcbDoc保存在2009DZJ0066文件夹中,完成PCB板图的创建。
如图2-27。
图2-27创建一个PCB板图
2、对电路板图进行环境设置:
打开PCB1.PcbDoc,在设计下拉菜单中打开PCB板选择项窗口,将测量单位改为lmperial后确认;在下方板层中打开禁止布线层Keep-OutLayer,在放置的下拉菜单中打开禁止布线区中的导线,沿着工作区面板的四周边缘画一封闭的方形。
如图2-28。
图2-28设置禁止布线区
3、将元件更新到PCB板图内,对元件用手工进行布局。
(1)更新电路图:
打开电路原理图Sheet1.SchDoc面板,在设计的下拉菜单中打开UpdatePCBDocumentPCB1.PcbDoc,出现工程变化订单窗口,单击使变化生效项,观察状态检查项,如果出现红色×,则要返回修改原理图中的错误,如果全为绿色√,继续单击执行变化项。
如图2-29。
图2-29更新电路图
关闭工程变化订单窗口。
(2)对元件进行布局:
在查看下拉菜单中选择整张图纸,左键单击整体元件框内的空白处,使其泛白,使用工具栏中的剪刀单击元件框内的空白处,剪去外框,用左键选择拖动元件,按照附5-2图布局。
如图2-30。
图2-30手工对元件进行布局
4、自动布线,生成双面PCB板图:
打开设计下拉菜单的规则选项,展开PCB规则和约束编辑器的Routing项,在Width项的右侧面板中,约束项内MaxWidth、PreferredWidth和MinWidth三项的右框内全部输入12mil。
如图2-31。
图2-31设计Width规则
在左侧Width标签上单击鼠标右键,选择新建规则,选中新建的Width_1,在右侧面板中第一个匹配对象的位置项选网络,点右框中的向下黑箭头,选+6V;在约束项的MaxWidth、PreferredWidth和MinWidth三项的右框内全部输入40mil。
如图2-32。
图2-32新建规则
在Width标签上再一次单击鼠标右键,新建一个规则,选中Width_2,在右侧面板中第一个匹配对象的位置项选网络,点右框中的向下黑箭头,选GND;在约束项的MaxWidth、PreferredWidth和MinWidth三项的右框内全部输入40mil。
展开RoutingLayers项,打开RoutingLayers右侧面板,在第一个匹配对象的位置项里选择全部对象,在约束项的有效的层里,TopLayer和BottomLayer两层后面方框内全选√。
如图2-33。
图2-33设计布线层规则
在RoutingLayers标签上单击鼠标右键新建一个规则RoutingLayers_1,选择中RoutingLayers_1打开右侧面板,在第一个匹配对象的位置项里选择网络,在右侧方框内单击向下的黑箭头,选择+6V,在约束项内有效层TopLayer后面的方框内去掉√,只在BottomLayer后面的方框内选择√。
同样再新建一个规则,网络项选择GND,约束项只在BottomLayer后面的方框内选择√。
如图2-34。
图2-34新建布线层规则
单击下方的确认,设计好布线规则。
打开菜单栏的自动布线,选择全部对象,在Situs布线策略对话框中,单击下方的RouteAll,软件将自动完成布线。
对不合理的布线,可以用左键选中,用Delete键删除,选择放置下拉菜单中的交互式布线,用手工重新布线。
如图2-35。
图2-35自动布线和手工调整布线
对印制板图文件和项目文件进行保存。
(三)、绘制元件封装
在项目工程Projects标签面板的zhangsan.PRJPCB上单击鼠标右键,选取追加新文件到项目中→PCBLibrary,则新建一个元件封装库文件PcbLib1.PcbLib到项目中,将文件PcbLib1.PcbLib保存到2009DZJ0066文件夹中。
打开左侧边栏的PCBLibrary标签面板,选中名称PCBCOMPONENT_1,单击右键选择元件属性(也可以在工具下拉菜单中选择元件属性),打开属性窗口,将元件名称修改为JZC1后确定。
如图2-36。
图2-36更改元件封装名
在PcbLib1.PcbLib文件工作窗口中,单击左键,按PageUp键,放大工作界面,打开放置下拉菜单下的焊盘项,放置前按Tab键,打开焊盘属性窗口,更改焊盘孔径为40mil,属性标识符为0,尺寸和形状项,X尺寸为80mil,Y尺寸为80mil,形状为Round。
确认后放置一个焊盘在工作区。
打开编辑下拉菜单项的设定参考点→位置,左键变成十字形,将十字形放置到焊盘0上,则焊盘0为零参考点。
继续放置焊盘1、焊盘2、焊盘3和焊盘4,尺寸和形状与焊盘0相同,焊盘1的位置更改为X:
-100mil,Y:
200mil。
焊盘2的位置更改为X:
-100mil,Y:
-200mil。
焊盘3的位置更改为X:
-500mil,Y:
200mil。
焊盘4的位置更改为X:
-500mil,Y:
-200mil。
如图2-37。
图2-37放置焊盘
在工作区面板下方板层项中打开TopOverlay层,按照附5-4图要求放置直线到工作区面板。
首先设置线约束线宽为10,画出元件封装外框。
再将线约束线宽设置为3,画出框内细线。
放置一个圆到工作区,设置圆属性半径为18mil,宽3mil,起始角为0,结束角为360。
放置一个圆以后选中圆,复制圆,重复粘贴,然后用鼠标移动到相应位置。
如图2-38。
图2-38制作元件封装图形
保存元件封装图形及项目工程。
至此,使用ProtelDXP2004软件,绘制电路原理图和PCB板全过程操作完备。
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