ProtelDXP课程设计报告2.docx
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ProtelDXP课程设计报告2.docx
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ProtelDXP课程设计报告2
PROTEL课程设计
专业:
自动化
设计题目:
红外料位仪双面电路板设计
班级:
自0843学生姓名:
程杰学号:
35
指导教师:
叶天迟
分院院长:
许建平
教研室主任:
方健
电气工程学院
一、课程设计任务书
1.设计内容
1)原理图设计
学习掌握电路板设计概念,熟悉PROTEL各种操作界面及其基本使用方法,学生熟悉电路原理图的设计过程、画面管理、设置图纸样本文件、放置元器件、绘制原理图、文件管理、打印输出和网络表生成。
2)原理图元件库的制作
掌握自制元件的方法。
3)印制电路板设计
学习掌握PCB印刷电路板的布线流程、PCB画面管理、工作层面设置、设置印刷电路板规则、元件布局、自动布线、手工调整、打印输出。
4)印制电路板元件封装的制作
掌握PCB封装的制作方法。
2.设计要求
1)认真完成PROTEL软件学习,熟练掌握基本操作。
2)进行红外料位仪双面电路板设计,要求布局符合电气规范、美观。
3)书写报告,3千字左右,报告按照设计过程进行撰写,文后需要附红外料位仪电路原理图、PCB图各一份。
4.参考资料
1.李俊婷主编.计算机辅助电路设计与ProtelDXP(第1版).北京:
高等教育出版社.2006
2.杨旭方主编.ProtelDXP实训教程(第1版).北京:
电子工
业出版社.2007
3. 老虎工作室.电路设计与制板ProtelDXP入门与提高.北京:
人民邮电出版社.2003
5.设计进度(2010年8月30日至9月10日)
时间
设计内容
8月30日
布置设计任务、查阅资料
8月31日~9月2日
学习PROTEL基础知识
9月2日~9月6日
原理图绘制
9月7日~9月9日
PCB图绘制
9月10日
整理课程设计报告及课程设计答辩
6.设计地点
新实验楼323
二、评语及成绩
评分项目
评分标准
量化
分数
1.独立分析与解决问题的能力
很强
较强
一般
不能
10
2.原理图及PCB绘制情况
规范
整洁
正确
杂乱
有错误
25
3.报告撰写情况
规范
整洁
逻辑
杂乱
有错误
25
4.元件库制作情况
熟练使用
会使用
未使用
10
5.辅导答疑
积极
认真
应付
消极
10
6.设计态度
积极
认真
应付
消极
10
7.出勤
全勤
缺勤次数
10
附加评语
量化总分
课程设计成绩:
指导教师:
Protel课程设计报告
班级:
自0843
姓名:
程杰
学号:
35号
指导教师:
叶天迟
撰写日期:
2010年9月12日
目录
目录6
第一章绪论1
第二章课程设计的内容和要求2
2.1课程设计题目2
2.2课程设计的内容2
2.3设计要求5
第三章绘制原理图与PCB7
3.1绘制原理图7
3.2新建PCB和PCBFile9
3.3更新PCB板,检查封装是否正确10
第四章网络表的生成和更新PCB板12
4.1网表的生成12
4.2更新PCB板12
第五章自动布线和手动布线14
5.1自动布线14
5.2手动布线17
第六章课设总结21
第一章绪论
Altium公司作为EDA领域里的一个领先公司,在原来Protel99SE的基础上,应用最先进的软件设计方法,率先推出了一款基于Windows2000和WindowsXP操作系统的EDA设计软件ProtelDXP。
ProtelDXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。
新的可定制设计环境功能包括双显示器支持,可固定、浮动以及弹出面板,强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。
ProtelDXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统,电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。
ProtelDXP运行在优化的设计浏览器平台上,并且具备当今所有先进的设计特点,能够处理各种复杂的PCB设计过程。
通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合,ProtelDXP提供了全面的设计解决方案。
ProtelDXP2004已不是单纯的PCB(印制电路板)设计工具,而是由多个模块组成的系统工具,分别是SCH(原理图)设计、SCH(原理图)仿真、PCB(印制电路板)设计、AutoRouter(自动布线器)和FPGA设计等,覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。
该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起,为电路设计提供了强大的支持。
与较早的版本——Protel99相比,ProtelDXP2004不仅在外观上显得更加豪华、人性化,而且极大地强化了电路设计的同步化,同时整合了VHDL和FPGA设计系统,其功能大大加强了。
第二章课程设计的内容和要求
2.1课程设计题目
红外料位仪双面电路板设计
2.2课程设计的内容
1)原理图设计:
学习掌握电路板设计概念,熟悉PROTEL各种操作界面及其基本使用方法,学生熟悉电路原理图的设计过程、画面管理、设置图纸样本文件、放置元器件、绘制原理图、文件管理、打印输出和网络表生成。
2)原理图元件库的制作:
掌握自制元件的方法。
3)印制电路板设计:
学习掌握PCB印刷电路板的布线流程、PCB画面管理、工作层面设置、设置印刷电路板规则、元件布局、自动布线、手工调整、打印输出。
4)印制电路板元件封装的制作:
掌握PCB封装的制作方法。
图1电路原理图
元件列表:
Footprint
Comment
LibRef
Designator
Description
Quantity
CAPPR5-5×11
CapPol2
CapPol2
C1,C5
Polarized
Capacitor(Axial)
2
CAPPR5-12.5×11
CapPol2
CapPol2
C2
Polarized
Capacitor(Axial)
1
CAPPR2.5-6.3×5
CapPol2
CapPol2
C3,C4,C6,C7
Polarized
Capacitor(Axial)
4
DLODE-0.4
Diode
Diode
D1,D4,D6,D7,
D10,D15
DefaultDiode
6
LED-1
LED-0
LED-0
D2,D3,D8,
D11,D12
TypicalINFRAREDGsASLED
5
Diode-0.4
1N4148
Diode
D5,D13,D14
DefaultDiode
3
Diode-0.4
1N4007
Diode
D9
DefaultDiode
1
MODULE4
Relay-SPST
Relay-SPST
K1
Single-PoleSingle-ThromRelay
1
PIN2
Bell
Bell
LS1
ElectricalBell
1
HDR1×3
Header3
Header3
P1
Header,3-Pin
1
TO-226
9013
NPN
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,
NPNBipolarTransistor
6
AXIAL-0.4
Res2
Res2
R1,R2,R3,R4R5,R6,R7,R8R9,R10,R11R12,R13,R14
R15,R16,R17,R18,R19,R20,R21,R22
Resistor
22
TRANS
Trans
Trans
T1
Transformer
1
TO220
L78L12ACZ
L78L12ACZ
U1
PositiveVoltageRegulator
1
632-08
MC54HC14AJ
MC54HC14AJ
U2
HexSchmittTriggerlnverter
1
DIP8
NE555N
NE555N
U3
General-PurposeSingleBipolarTimer
1
2.3设计要求
1)认真完成PROTEL软件学习,熟练掌握基本操作。
2)进行红外料位仪双面电路板设计,要求布局符合电气规范、美观。
3)书写报告,3千字左右,报告按照设计过程进行撰写,文后需要附红外料位仪电路原理图、PCB图各一份。
第三章绘制原理图与PCB
3.1绘制原理图
3.1.1新建sheet文件
3.1.2找出所有所需元件并按照对应的位置排列
元件放置有如下两种方法:
1)在元件库管理器中选中某个元件,单击Place按钮,即可在PCB设计图纸上放置元件。
2.)在元件搜索结果对话框中选中某个元件,单击Select按钮,即可在PCB设计图上进行元件的放置。
进行元件放置时,系统将弹出PlaceComponent(元件放置)对话框,显示放置的元件信息。
PlaceComponent设置对话框中,可为PCB元件选择PlacementType(放置类型)选项区域的Footprint单选项。
ComponentDetails选项区域的常用设置及功能如下:
3.)Footprint文本框:
为元件的封装形式。
4)Designator文本框:
为元件名。
5.)Component文本框:
为对该元件的注释,可以输人元件的数值大小等信息。
单击OK按钮后,鼠标将变成十字光标形状。
在PCB图纸中移动鼠标到合适位置、单击左键,完成元件的放置。
3.1.3连线
3.1.4元件封装的修改
元件封装的修改有如下两种方式:
在元件放置状态下,按Tab键,将会弹出ComponentDesignator2(元件属性)对话框。
对于PCB板上已经放置好的元件,可直接双击该元件,即可打开元件属性对话框。
3.2新建PCB和PCBFile
3.3更新PCB板,检查封装是否正确
生成网表后,即可将网表里的信息导人印刷电路板,为电路板的元件布局和布线做准备。
Protel提供了从原理图到PCB板自动转换设计的功能,它集成在ECO项目设计更改管理器中。
启动项目设计更改管理器的方法有两种。
1)在SCH原理图编辑环境下,本例先打开CLOCK.SCHDOC文件。
执行主菜单命令Design/UpdatePCBCLOCK.PCBDOC。
2)先进人PCB编辑环境下,本例中打开CLOCK.PCBDOC文件,执行主菜单命令Design/IrnportChangesFromCLOCK.PRJPCB。
执行以上相应命令后,将弹出EngineeringChangeOrder(更改命令管理)对话框。
更改命令管理对话框中显示出当前对电路进行的修改内容,左边为Modifications(修改)列表,右边是对应修改的Status(状态)。
主要的修改有AddComponent、AddNets、AddComponentsClasses和AddRooms几类。
单击ValidateChanges按钮,系统将检查所有的更改是否都有效,如果有效,将在右边Check栏对应位置打勾,如果有错误,Check栏中将显示红色错误标识。
一般的错误都是由于元件封装定义不正确,系统找不到给定的封装,或者设计PCB板时没有添加对应的集成库。
此时则返回到SCH原理图编辑环境中,对有错误的元件进行更改,直到修改完所有的错误即Check栏中全为正确内容为止。
单击ExecuteChanges按钮,系统将执行所有的更改操作,如果执行成功,Status下的Done列表栏将被勾选。
在更改命令管理对话框中,单击ReportChanges…按钮,将打开ReportPreview(报告预览)对话框,在该对话框中可以预览所有进行修改过的文件,
在报告预览对话框中,单击Export…按钮,将弹出文件保存对话框。
在该对话框中,允许将所有的更改过的文件以Excel文件格式保存。
保存输出文件后,系统将返回到更改命令管理对话框,单击Close按钮,将关闭该对话框,进人PCB编辑界面。
此时所有的元件都已经添加到CLOCK.PCBDOC文件中,元件之间的飞线也已经连接。
但是所有元件几乎都重叠在一起,超出PCB图纸的编辑范围,因此必须对元件进行重新布局。
第四章网络表的生成和更新PCB板
4.1网表的生成
Netlist(网表)分为ExternalNetlist(外部网络表)和InternalNetlist(内部网络表)两种。
从SCH原理图生成的供PCB使用的网络表就叫做外部网络表,在PCB内部根据所加载的外部网络表所生成表称为内部网表,用于PCB元件之间飞线的连接。
一般用户所使用的也就是外部网络表,所以不用将两种网络表严格区分。
为单个SCH原理图文件创建网络表的步骤如下:
1)双击文件工作面板中对应的SCH原理文件,打开要创建网表的原理图文档。
2)执行主菜单命令Design/Netlist/Protel。
所产生的网络表与原项目文件同名,后缀名为.net,这里生成的网络表名称即为CLOCK.NET。
图标位于文件工作面板中该项目的GeneratedProtelNetlist选项下,文件保存在GeneratedProtelNetlist文件夹下。
双击CLOCK.NET图标,将显示网表的详细内容。
4.2更新PCB板
生成网表后,即可将网表里的信息导人印刷电路板,为电路板的元件布局和布线做准备。
Protel提供了从原理图到PCB板自动转换设计的功能,它集成在ECO项目设计更改管理器中。
启动项目设计更改管理器的方法有两种。
1)在SCH原理图编辑环境下,本例先打开CLOCK.SCHDOC文件。
执行主菜单命令Design/UpdatePCBCLOCK.PCBDOC。
2)先进人PCB编辑环境下,本例中打开CLOCK.PCBDOC文件,执行主菜单命令Design/IrnportChangesFromCLOCK.PRJPCB。
执行以上相应命令后,将弹出EngineeringChangeOrder(更改命令管理)对话框。
更改命令管理对话框中显示出当前对电路进行的修改内容,左边为Modifications(修改)列表,右边是对应修改的Status(状态)。
主要的修改有AddComponent、AddNets、AddComponentsClasses和AddRooms几类。
单击ValidateChanges按钮,系统将检查所有的更改是否都有效,如果有效,将在右边Check栏对应位置打勾,如果有错误,Check栏中将显示红色错误标识。
一般的错误都是由于元件封装定义不正确,系统找不到给定的封装,或者设计PCB板时没有添加对应的集成库。
此时则返回到SCH原理图编辑环境中,对有错误的元件进行更改,直到修改完所有的错误即Check栏中全为正确内容为止。
单击ExecuteChanges按钮,系统将执行所有的更改操作,如果执行成功,Status下的Done列表栏将被勾选。
在更改命令管理对话框中,单击ReportChanges…按钮,将打开ReportPreview(报告预览)对话框,在该对话框中可以预览所有进行修改过的文件,
在报告预览对话框中,单击Export…按钮,将弹出文件保存对话框。
在该对话框中,允许将所有的更改过的文件以Excel文件格式保存。
保存输出文件后,系统将返回到更改命令管理对话框,单击Close按钮,将关闭该对话框,进人PCB编辑界面。
此时所有的元件都已经添加到CLOCK.PCBDOC文件中,元件之间的飞线也已经连接。
但是所有元件几乎都重叠在一起,超出PCB图纸的编辑范围,因此必须对元件进行重新布局。
第五章自动布线和手动布线
在对布线规则进行了完整正确的设置后,还必须对所设计的印刷电路板进行网络管理操作后,才可以进行自动布线和手动布线操作。
5.1自动布线
在对印刷电路板进行了自动布局并且设置好布线规则后,即可给元件布线。
布线可以采取自动布线和手动布线调整两种方式。
ProtelDXP提供了强大的自动布线功能,它适合于元件数目较多的情况。
5.1.1自动布线设置
利用系统提供自动布线操作之前,先要对自动布线进行规则设置。
在PCB操作界面下,执行主菜单命令AutoRoute/Setup…。
进人自动布线状态后,将弹出SitusRoutingStrategies(布线设置)对话框。
RoutingRules按钮,和前面设置的布线规则操作一样,可以在此处对其修改等操作。
5.1.2自动布线
1)All菜单项:
对整个印刷板所有的网络均进行自动布线。
在AutoRoute菜单下选择All…,弹出如下窗口
选择RouteAll键,系统就开始自动布线。
Net菜单项:
对指定的网络进行自动布线。
选中后,鼠标将变成十字光标形状,可以选中需要布线的网络,再单击鼠标,系统会进行自动布线。
Component菜单项:
对指定的元件进行自动布线。
选中后,鼠标将变成十字光标形状,移动鼠标选择需要布线的特定元件,单击鼠标系统会对该元件进行自动布线。
Connection菜单项:
对指定的焊盘进行自动布线。
选中后,鼠标将变成十字光标形状,单击鼠标,系统即进行自动布线。
Area菜单项:
对指定的区域自动布线,选中后,鼠标将变成十字光标形状,拖动鼠标选择一个需要布线的焊盘的矩形区域。
Room菜单项:
给定的元件组合进行自动布线。
Setup菜单项:
用于打开自动布线设置对话框。
Stop菜单项:
终止自动布线。
Reset菜单项:
对布过线的印刷板进行重新布线。
Pause菜单项:
对正在进行的布线操作进行中断。
Restart菜单项:
继续中断了的布线操作。
自动布线过程中,出现Message对话框,显示当前布线的信息。
在这里对已经手动布局好的CLOCK.PCBDOC印刷电路板采用自动布线,在ProtelDXP主菜单中执行菜单命令AutoRoute/All。
自动布线完成后,按End键将刷新显示布线结果。
执行菜单命令View/Boradin3D则可看到效果图。
5.2手动布线
在PCB板上元件数量不多,连线不复杂的情况下,或者在使用自动布线后需要对元件进行布线的更改时,都可以采用手动布线方式。
使用手动布线直接打开Place菜单。
也以执行主菜单命令View/Toolbars/Placement,打开Placemen(元件放置)工具栏。
手动布线包括放置Arc(圆弧导线)、Track(放置导线)、String(放置文字)、Pad(放置焊盘)等。
5.2.1放置圆弧导线
1、使用Arc(Center)菜单项放置圆弧导线
使用设置圆弧中的方法放置圆弧导线的操作步骤如下:
1)执行元件放置菜单命令Place/Arc(Center)。
或从元件放置工具栏中单击圆弧中
心按钮
。
2)选中放置圆弧导线后,鼠标将变成十字形状,选择圆心后,单击鼠标确定。
3)将鼠标移动到合适位置,选择圆弧的半径,右击鼠标。
4)移动鼠标在圆弧的开始和结尾处时都单击鼠标,确定圆弧起始位置和终止位置。
5)完成圆弧的绘制后,在PCB图纸上右击鼠标取消画圆弧状态。
2、使用Arc(Edge)菜单项放置圆弧导线
使用设置圆弧端点的方法放置圆弧导线的步骤如下:
1)执行元件放置菜单命令Place/Arc(Edge),或在元件放置工具栏中选圆弧端点按钮。
2)选中放置圆弧导线后,鼠标将变成十字形状,单击鼠标确定起点,移动鼠标,选择合适的圆弧终点位置后,单击鼠标结束选取。
完成圆弧的绘制后,在FCB图纸上右击鼠标取消画圆弧状态。
3、使用Arc(Anyangle)菜单项放置圆弧导线
放置任意角度的圆弧导线的操作步骤如下:
1)执行元件放置菜单命令Place/Arc(AnyAngle),或在元件放置工具栏中选按钮
。
2)选中要放置的圆弧导线后,鼠标将变成十字形状,单击鼠标确定起点。
3)移动鼠标进行圆弧中心的选取,在合适的圆弧中心位置处单击鼠标,结束圆心和半径的选取。
4)起点和圆心定好后,使鼠标仍保持十字光标形状,并在圆弧上移动,选择好圆弧终点后,单击鼠标。
5)完成圆弧的绘制后,在PCB图纸上右击鼠标取消画圆弧状态。
4、使用FullCircle菜单项放置圆弧导线
放置完整的圆弧导线的操作步骤如下:
1)执行元件放置菜单命令Place/FullCircle。
或在元件放置工具栏中选按钮。
2)选中放置的圆弧导线后,使鼠标将变成十字形状,单击鼠标确定圆心。
3)移动鼠标并使其保持十字光标状态,选择圆的半径,到达合适的位置后单击鼠标结束半径的选取。
4)完成圆弧的绘制后,在PCB图纸上右击鼠标取消画圆弧状态。
5)设置圆弧导线属性
设置圆弧导线属性有如下两种方法:
1)鼠标放置圆弧导线时按Tab键,弹出Arc(圆弧)属性对话框。
2)经在PCB板上放置好的导线,直接双击该导线,也将弹出圆弧属性对话框。
圆弧属性对话框中有如下几项设置:
3)dius:
设置圆弧的半径。
4)dth:
设置圆弧的导线宽度。
5)artAngle:
设置圆弧的起始角度。
6)dAngle:
设置圆弧的终止角度。
7)nterX和CenterY:
设置圆弧的圆心位置。
8)yer下拉选项:
选择圆弧所放置的层面。
9)Net下拉选项:
选择该圆弧段对应的网络名。
10)Locked:
设定放置后是否将圆弧的位置固定不动。
11)keepout:
选择是否屏蔽圆弧导线。
5.2.2放置导线
放置导线的方法:
可以执行主菜单命令Place/InteractiveRouting,也可以用元件放置工具栏中的按钮。
进人放置导线状态后,鼠标变成十字光标形状,将鼠标移动到合适的位置
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