14级CAD实训讲义.docx
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14级CAD实训讲义
目录
实验一、ProtelDXP使用基础…………………………………………2
实验二、元器件及元件库的建立………………………………………4
实验三、电路原理图的绘制……………………………………………5
实验四、各种报表的生成………………………………………………7
实验五、PCB板框的绘制………………………………………………7
实验六、PCB板的基础知识……………………………………………9
实验七、自动布局和手动布局…………………………………………12
实验八、自动布线………………………………………………………13
实验九、手动布线………………………………………………………15
实验一ProtelDXP使用基础
一、实验目的
1、熟悉ProtelDXP的设计界面,熟练掌握对设计数据库中的文件夹和文件的操作。
2、掌握利用窗口管理功能对窗口显示方式及其显示内容的方式进行管理。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验原理
四、实验内容
1、新建设计数据库
1.1启动ProtelDXP,点击File(文件)中new项,新建PCB项目文件。
1.2在Browse选项中的C:
\ProgramFiles\AltiumDesigner目录下创建新的文件夹,以自己的班级和名字命名,然后点击OK即可建立自己的项目文件。
1.3在工作窗口或文件管理器,练习打开和关闭文件或工具栏的操作。
1.4练习窗口和纸张的各种操作。
五、思考题
1、Protel中的设计保存类型分几种方式?
它们之间有何不同?
2、Protel中提供的文件类型有哪几种?
实验二电路原理图的绘制
一、实验目的
1、了解绘制电路原理图的一般步骤。
2、掌握电路原理图的绘制方法。
3、掌握电器规则检查的内容及修改方法。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容
1、绘制下面的电路原理图。
元件列表见下表:
练习1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
TO46
2N1893
电容
C1
RB-.2/.4
CAP3
电容
C4C5C6
RAD0.2
CAP
二极管
D1D2
DIODE-0.4
1N4001
通用运放
U1U2U3
DIP8
UA741
连接器
J3
SIP-3
CON3
连接器
J1J2
POWER4
CON4
2、单片机电路如图所示,试画出它的原理图。
元件见下表
练习2的元件表
说明
编号
封装
元件名称
单片机
U1
DIP40
8031AH
锁存器
U2
DIP20
SN74HC373
时基电路
U4
DIP8
NE555
65,536X8位EPROM
U3
DIP28
AM27512-25/BXA(28)
开关
S1
*
SW-PB
晶体
Y1
XTAL1
CRYSTAL
电容
C1C2C4
RAD0.1
CAP
发光二极管
D1D2D3D4D5D6D7D8
DIODE0.4
LED
电阻
R1R2R3R4R5R6R7R8
AXIAL0.3
RES2
连接器
JP1
POWER4
4HEADER
3.上述任一电路图执行ERC。
五、思考题
1、Wiring工具栏中的wire与Drawing工具栏中的line有何区别?
2、总线和导线有哪些区别?
实验三元器件及元件库的建立
一、实验目的
1、掌握元器件的创建方法及元件库的建立。
2、熟悉元器件绘图工具栏的使用。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容
1、在继电器控制系统中,经常需要如图所示的元件,试绘制下列各元器件并建立元件库。
2、用练习1所画的元件画如图所示的继电器控制电路
实验四各种报表的生成
一、实验目的
1.掌握生成元件列表和网络表的生成方法
2.理解元件列表和网络表的含义和组成
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容及步骤
电路如图所示,试进行ERC检测并生成它的网络表。
元件见下表
练习1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
TO46
2N1893
电容
C1
RB-.2/.4
CAP3
电容
C4C5C6
RAD0.2
CAP
二极管
D1D2
DIODE-0.4
1N4001
通用运放
U1U2U3
DIP8
UA741
连接器
J3
SIP-3
CON3
连接器
J1J2
POWER4
CON4
步骤(请参考书本步骤):
附图:
1)元件列表
2)网络表
实验五PCB板框的绘制
一、实验目的
1、了解PCB板各板层的含义。
2、掌握两种绘制板框的方法。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容及步骤
1、手动绘制PCB板框,要求如下:
定义长1000mil,宽500mil的电路板,在禁止布线层和机械层画出板框,在机械层标注尺寸标注。
步骤:
1.1建立PCB文件
1.2切换当前板层为禁止布线层
1.3设置相对坐标原点
1.4点击Placement工具栏的第一个按钮,拖动光标绘制
1.5切换到机械层放置尺寸标注
2、利用PCB向导绘制PCB板板框
2.1点击File面板中Newfromtemplate菜单下的PCBBoardWizard,如右图所示:
此时系统进入向导界面,如下图所示。
2.2单击“Next”按钮进行下一步,进入度量单位对话框。
2.3单击“Next”按钮进行下一步,进入PCB板框大小设置对话框。
2.4单击“Next”按钮进行下一步,进入PCB板板层的设置。
2.5单击“Next”按钮依次进行过孔、元器件类型和导线与安全距离等的设置,最后结束PCB板板框的设置。
四、思考题
1、试分析禁止布线层和机械层绘制的板框有什么区别。
实验六PCB板的基础知识
一、实验目的
1、了解有关印刷电路板的基础知识和对PCB编辑器的初步认识。
2、掌握PCB编辑器的基本操作扫频源的使用方法。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容及步骤
1.定义一块双面板,尺寸为1000milX1260mil,在电路板上放置封装DIP-8和DIP-14,在电路板顶层画铜模线连接DIP-8的1脚和DIP-14的14脚。
2.在上述步骤1的基础上,要求把DIP-8的3脚和DIP-14的8脚连接起来,要求铜模导线在顶层和底层之间切换,注意观察过孔在连线中的作用。
3.练习阵列粘贴,要求将8个电阻按照圆形排列粘贴到电路板上。
四、思考题
1、什么是印刷电路板?
它在电子设备中有何作用?
2、原理图与电路板图中的元件有何不同?
元件的封装方式分几类?
3、在ProtelDXP系统提供了哪些工作层?
各个工作层的主要功能是什么?
实验七自动布局和手动布局
一、实验目的
1、掌握由原理图生成PCB图的方法。
2、掌握自动布局和手动布局的方法。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容及步骤
1、由原理图生成PCB图。
2、分别使用群集式和统计式两种方法进行自动布局。
3、对自动布局不合理的地方进行手动调整,将重叠元件移开,再进行移动、旋转等方式,将元件按照原理图的顺序调整位置,使得飞线尽量不交叉或者少交叉,并遵循整体布局的原则:
流向原则,均匀原则,抗干扰原则和热效应原则等。
4、最后的布局图如下所示(请附图):
四、思考题
1、电路板板框如果放在机械层,能否完成自动布局?
2、手动布局应遵循的原则有哪些?
实验八自动布线
一、实验目的
1、掌握自动布线规则的设置及自动布线有关命令的使用。
2、理解DRC检测。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容及步骤
1、对下面的电路原理图进行自动布线,要求如下:
(1)使用双面板,板框尺寸3000mil*1540mil。
(2)采用插针式元件。
(3)焊盘之间走一根铜膜线。
(4)最小铜膜线走线宽度10mil,电源地线的铜膜线宽度20mil。
(5)要求画出电路原理图,手动布置元件,自动布线。
步骤:
1.先绘制好电路原理图,并进行ERC检测。
2.由电路原理图到PCB图。
3.采用PCB向导设置PCB板框。
4.进行自动布局。
5.按照手动布局的原则进行手动布局。
6.进行自动布局规则参数的设置。
执行菜单命令:
AutoRoute/Setup进行各项规则的设置。
7.执行菜单命令:
AutoRoute/All,完成自动布线。
8.布线的调整,对不合理的线路进行调整。
最终的PCB图如下:
四、思考题
1、自动布线规则设置中板层的顶层和底层能否设置成平行走线的模式?
为什么?
2、自动布线优先规则设置中是否数字越高布线级别越高?
实验九手动布线
一、实验目的
1、掌握元件、焊盘、导线等对象的放置方法和属性设置。
2、掌握手工布线的操作步骤。
二、实验仪器
1、联网微机。
2、ProtelDXP软件。
三、实验内容及步骤
1、新建一个PCB文件,设置相对原点,并观察设置前后,状态栏中坐标值的变化。
2、在PCB文件中,放置电阻、电容、二极管、集成电路等元件,并设置它们的属性。
3、练习放置焊盘,在放置时,注意焊盘编号的变化并设置焊盘的形状等属性。
4、练习放置过孔,仔细观察焊盘与过孔的区别,注意过孔与焊盘所在层有何不同?
5、放置导线后,在导线属性对话框中修改导线的宽度和所在的层,看一看有何变化?
6、练习对一条已放置的导线进行移动和拆分的操作。
7、练习将一条导线放置在顶层和底层的操作,注意添加的过孔和导线颜色的变化。
8、分别绘制导线和连线,分析一下它们的操作有何不同?
9、练习放置字符串,并对字符串的内容、大小、旋转角度等参数进行设置。
10、练习放置特殊字符串,并显示对特殊字符串解释后的内容。
11、练习放置矩形填充和多边形平面填充,练习以上所讲各种操作,并比较这两种填充的区别。
12、练习放置三种圆弧和一种圆的方法,并比较这三种方法的区别。
13、新建一个PCB文件,设置为单面板,并练习切换工作层的方法。
14、设置当前原点,在机械层画出电路板的边框。
15、在PCB编辑器中,加载Advpcb.ddb\PCBFootprints.lib元件封装库,并浏览库中常用的元件的封装,如电阻类、电容类、三极管类、二极管类元件的封装。
同时理解PCB中的元件与原理图中元件概念的不同。
16、练习几种元件旋转的操作。
17、利用排列元件的操作方法,对PCB图中的元件进行对齐整理。
18、对电路板中的各元件标注的位置、方向等参数进行调整,使之更加整齐美观。
19、根据原理图中各个元件的连接关系,在电路板中进行手工布线,线宽设为10mil。
20、将电路板中电位器的焊盘进行补泪滴操作。
21、振荡分频电路如图所示:
试设计该电路的电路板。
设计要求:
(1)使用双面板,板框大小为2240mil*1680mil。
(2)电源地线的铜膜线宽度为25mil。
(3)一般布线的宽度为20mil。
(4)人工放置元件封装,并排列元件封装。
(5)人工连接铜膜线。
(6)布线时考虑顶层和低层都走线,顶层走水平线,低层走垂直线。
(7)尽量不用过孔。
最终手动布线的PCB图如下所示:
四、思考题
1、在电路板进行布局后,对元件标注进行调整的原则是什么?
2、布线时,为什么有时要对电源线和地线的线宽进行加宽处理?
3、为什么有时要对焊盘和过孔进行补泪滴操作?
4、总结对电路板进行手工布局和布线的操作过程。
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