CPU控制電路PCB板設(shè)計

1、PCB板制作與調(diào)試板制作與調(diào)試課程教學(xué)資源建設(shè)課程教學(xué)資源建設(shè) 建設(shè)院校：建設(shè)院校：主要參與單位主要參與單位寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波華祐微電腦有限公司寧波華祐微電腦有限公司寧波思朗智能科技開發(fā)有限公司寧波思朗智能科技開發(fā)有限公司應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院 全自動布線，在數(shù)字電路系統(tǒng)中效果比較好，全手工布局布線，在簡單全自動布線，在數(shù)字電路系統(tǒng)中效果比較好，全手工布局布線，在簡單電路里能較好實現(xiàn)。在線路相對比較復(fù)雜時，可能會出現(xiàn)遺漏或錯誤，所以電路里能較好實現(xiàn)。在線路相對比較復(fù)雜時，可能會出

2、現(xiàn)遺漏或錯誤，所以常常采用自動與手動結(jié)合的辦法。常常采用自動與手動結(jié)合的辦法。任務(wù)任務(wù)2-3 CPU 控制電路控制電路PCB板設(shè)計板設(shè)計一、任務(wù)目標(biāo)一、任務(wù)目標(biāo)1能力目標(biāo)：能熟練導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，解決網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入時的各種錯誤，在預(yù)拉線的引導(dǎo)下，實施手動布局、手布線，完成較復(fù)雜的雙面印制板設(shè)計，同時能根據(jù)裝配要求放置固定孔。2知識目標(biāo)：能熟練說出網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入時封裝出錯的原因及解決方法，熟練說出焊盤、線寬等參數(shù)的設(shè)置。3素質(zhì)目標(biāo)：能培養(yǎng)仔細(xì)做事的習(xí)慣；培養(yǎng)與設(shè)計人員協(xié)作意識。應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、工作任務(wù)二、工作任務(wù) 在任務(wù)2-1中我們主

3、要利用軟件的智能化功能實施自動設(shè)計，在實際工作中，要設(shè)計出一塊合格的印制板全部依賴于自動設(shè)計是不現(xiàn)實的，一般還需要較大的調(diào)整；任務(wù)2-2中我們是利用全手動方法來實施印制板設(shè)計，對于簡單的電路來說這一方法應(yīng)用較多，而且對提高設(shè)計能力也有很大幫助，熟練以后也是一種很好的做法。但在電路稍復(fù)雜以后，這一方法由于過多依賴設(shè)計人員，可能會造成某些線路漏布，甚至布錯線了自己也不知道，所以在較復(fù)雜的電路設(shè)計時往往我們采用折中的辦法，既利用軟件的智能化功能，又充分發(fā)揮設(shè)計人員的主觀判斷，所謂利用軟件的智能化功能，就是通過網(wǎng)絡(luò)表把元件信息和元件之間的電氣關(guān)系由軟件來把關(guān)，只要原理圖正確，這一關(guān)是不會出錯的，所謂發(fā)

4、揮設(shè)計人員的主觀判斷，主要是布局、布線上，通過一定的訓(xùn)練，人工布局、布線會超過電腦的布局、布線質(zhì)量。好的印制板幾乎都采用這種方法。任務(wù)任務(wù)2-3 CPU 控制電路控制電路PCB板設(shè)計板設(shè)計應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:23-Jul-2008Sheet of File:F:電子3062CPU控制電路.DdbDrawn By:C430pC130pA111.0592MHZWRR17R18R19R20L2L1+5VL39014BG1R1R2R3R4R5R

5、6R7R8D5D6D7D8D9D10D11D12R21BG29012R22123456789101112CZ2123456789101112CZ3MRWDOVCC RESETGNDNCPFIPFOIC3IMP813LD3+5VC1+1V+2C1-3C2+4C2-5V-6T2OUT7RIIN13R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R2IN8GND15VCC16T1OUT14IC2235RS232C13C12C11C14C10+5VP27P26P25P24P23P22P20P21P27P26P25P24P23P22P20P21R9R12R11R13R14R15R10R16P27P26

6、P25P24P23P22P20P21123456789CZ5B1B2B3B4B5B6B7B8B1B2B3B4B5B6B7B8D14D15D16D17D18D19D20D21R24B1B2B3B4B5B6B7B8+5V+5VB1B2B3B4B5B6B7B8+12V+12V123AC IND1D2C1C2+12VVin1GND2+5V3IC0C3C4+5V+12V123CZ6D4PLC6WR+5VS0RXT+5VTXT+5VRS232接口電路RSTRSTRDRD看門狗電路話筒觸發(fā)R23P0P1P2P3P4P5P6P7P8P0P1P2P3P4P5P6P7P8PL12VGNDB0B0R25繼電器輸出控

7、制電路K1K2K3K4K5K6K7K8K1K2K3K4K5K6K7K812345678CZ4K1K2K3K4K5K6K7K8S0+5V+5V+5V工作狀態(tài)指示電路L3L2L1L0L3L2L1L0K1K2K3K4K5K6K7K8信號通道控制電路，一路連接信號分配板，一路連接面板。CPU控制電路11V1.0陳工EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425

8、P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11GND20VDD40IXD10IC1STC89C52IN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77GND8COM9OUT710OUT611OUT512OUT413OUT314OUT215OUT116IC4IN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77GND8COM9OUT710OUT611OUT512OUT413OUT314OUT215OUT116IC5任務(wù)任務(wù)2-3 CPU 控制電路控制電路PCB板設(shè)計板設(shè)計應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)任務(wù)2-

9、3 CPU 控制電路控制電路PCB板設(shè)計板設(shè)計應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院原理圖原理圖填寫封裝、產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表填寫封裝、產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表檢查修改檢查修改手動布線手動布線 規(guī)劃規(guī)劃PCB PCB 邊框、導(dǎo)入封裝邊框、導(dǎo)入封裝 布布 局（固定孔）局（固定孔）任務(wù)實施流程任務(wù)實施流程 （層、線焊盤）參（層、線焊盤）參數(shù)設(shè)置數(shù)設(shè)置 自動布線自動布線封裝錯誤修改封裝錯誤修改補淚滴補淚滴應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院步驟步驟1 編輯電路原理圖編輯電路原理圖原理圖繪制這里不再敘述，這里編輯電路圖是指對

10、原理圖中的元件屬性（主要是封裝）進行填寫，使得所有信息齊全。以下表6-1是原理圖中元件的信息表及有關(guān)說明。CPU 控制板設(shè)計控制板設(shè)計封裝填寫小結(jié)： 1）雙擊某元件，打開屬性框進行填寫。2）對同類器件采用批量處理。3）生成電子表格后填寫再導(dǎo)入應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院元件標(biāo)號元件標(biāo)號封裝封裝元件標(biāo)號元件標(biāo)號封裝封裝元件標(biāo)號元件標(biāo)號封裝封裝R1-R24AXIAL0.3 系統(tǒng)有系統(tǒng)有R25PR_9 自制自制C1DR_10C2C3104 自制自制C5C6104 自制自制C7C830P 自制自制C9C10DR_5 自制自制C11C12DR_

11、5 自制自制IC07805自制自制D1-D20DIODE0.4系統(tǒng)有系統(tǒng)有L1-L3LED_3自制自制IC3DIP8 系統(tǒng)有系統(tǒng)有IC1DIP40 系統(tǒng)有系統(tǒng)有AC INAC_3 自制自制IC4IC5DIP14系統(tǒng)有系統(tǒng)有IC2DIP16 系統(tǒng)有系統(tǒng)有BG19013自制自制CZ1CZ6SIP3系統(tǒng)有系統(tǒng)有CZ2CZ3SIP12 系統(tǒng)有系統(tǒng)有BG29012自制自制CZ4SIP8系統(tǒng)有系統(tǒng)有CZ5SIP9系統(tǒng)有系統(tǒng)有YXT自制自制元件以及封裝元件以及封裝應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院生成網(wǎng)絡(luò)表、建印制板文件生成網(wǎng)絡(luò)表、建印制板文件步驟步驟2

12、 生成網(wǎng)絡(luò)表文件生成網(wǎng)絡(luò)表文件在原理圖環(huán)境下，執(zhí)行D-N命令即可生成網(wǎng)絡(luò)表文件，具體參考任務(wù)2-1步驟2所述。步驟步驟 3 建立印制板文件建立印制板文件參照任務(wù)1-1文件創(chuàng)建的過程，我們在F盤下面“CPU控制電路.DDB”的Documents中建立“CPU控制電路.PCB”文件，如圖6-1所示。雙擊此文件，我們進入PCB 的編輯環(huán)境，如圖6-2所示。圖6-1圖6-2庫加載已加載的庫應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院規(guī)劃板子、導(dǎo)入封裝規(guī)劃板子、導(dǎo)入封裝步驟步驟4 規(guī)劃印刷板邊框（尺寸）規(guī)劃印刷板邊框（尺寸）規(guī)劃印刷板邊框（尺寸）的過程和方法具

13、體見任務(wù)2-1相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)產(chǎn)品安裝要求，規(guī)劃好的形狀如圖6-3所示，尺寸為95.5mm x 110mm。圖圖6-3圖6-3步驟步驟5 從網(wǎng)絡(luò)表文件導(dǎo)入封裝、封裝錯誤修從網(wǎng)絡(luò)表文件導(dǎo)入封裝、封裝錯誤修改改 人工核實封裝：為避免不必要的錯誤發(fā)生，根據(jù)前面的設(shè)計經(jīng)驗，我們事先檢查一下可能會引起錯誤的器件封裝。比如二極管等。另外對三極管必須進行與實物的核對。應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖6-133）將封裝調(diào)入設(shè)計區(qū)：執(zhí)行圖6-10中的 ，封裝被調(diào)入到PCB設(shè)計工作區(qū)，由于圖紙相對復(fù)雜，信息量大，需要花費幾秒鐘時間，如圖6-13所示。 規(guī)劃板

14、子、導(dǎo)入封裝規(guī)劃板子、導(dǎo)入封裝應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院布局布局步驟步驟6 布局（元件、固定孔）布局（元件、固定孔）1）推擠封裝：封裝導(dǎo)入后都堆疊在一起，接下去要將他們分開并布局，分開的方法具體參加任務(wù)2-1的介紹，我們利用軟件帶的推擠功能：先設(shè)置推擠深度（Set Shove Depth）：執(zhí)行菜單ToolsAuto PlacementSet Shove Depth，在彈出窗口中設(shè)置為5。再推擠元件封裝（Shove）：執(zhí)行菜單ToolsAuto PlacementShove。推擠后元件被打散，如圖6-14所示。圖6-14應(yīng)應(yīng)用用電電

15、子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院放置固定孔 2）放置固定孔：CPU控制板安裝在機箱底板上，所以布局除了考慮接口裝配要求外，還要放置固定孔位置。常用的固定螺絲是3mm，所以固定孔要大于3mm，通常我們做成3.23.4mm的孔。在印制板中的固定孔可以采用放置焊盤來實現(xiàn)，只要將將焊盤的尺寸（直徑）修改成3.3mm，焊盤的孔徑也設(shè)置成3.3mm，這樣出現(xiàn)的固定孔效果如圖6-15所示。圖6-16圖6-15應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院布局 同樣的方法放置其它三個固定孔，它們的位置由板子實際固定需要來設(shè)置

16、。圖6-18調(diào)整其它封裝，實施整體布局，完成布局后如圖6-18所示。圖6-18應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院 導(dǎo)入的封裝有些是系統(tǒng)自帶的，有些是自制的，這些封裝的焊盤尺寸會多種多樣，現(xiàn)在進行統(tǒng)一設(shè)置。 集成電路、信號插座的焊盤設(shè)置成1.8mm x 2.0mm（橢圓既可以保證焊點有足夠的牢度，又可以使焊盤間有足夠的絕緣距離）；整流二極管（1N4007）、交流電源輸入插座的焊盤設(shè)置成2.5mm x 2.5mm，其余電阻電容都設(shè)置成1.8 mm x 1.8mm，采用“批量”處理方法，具體參照任務(wù)1-2介紹，對焊盤的孔徑根據(jù)實際元件管腳進行適當(dāng)

17、調(diào)整，這一步務(wù)請注意，孔徑設(shè)置不當(dāng)造成無法生產(chǎn)或者影響產(chǎn)品質(zhì)量，本設(shè)計中交流電輸入插座的管腳比較粗，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置得大些，焊盤設(shè)置完成后如圖6-19所示。圖6-19焊盤設(shè)定 應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院布線參數(shù)設(shè)置 參照任務(wù)2-1所述，執(zhí)行Design Rules.命令，進行以下幾個布線參數(shù)設(shè)置：設(shè)置走線間距約束（Cleareance Constraint）：設(shè)置成30mil 。如圖6-20所示。 圖6-20布線拐角模式（Routing Corners）：設(shè)置成45度。如圖6-21所示。布線寬度（Width Constraint）：電源1

18、2V，5V、地線設(shè)置成1.5mm寬，其余0.8mm。如圖 6-22 所示。應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院手動布線圖6-22 這里與任務(wù)2-1的區(qū)別是采用手動布線，而不是自動布線，這樣由設(shè)計人員更好地把握布線方向和位置，對于雙面板來說，布通率100%一般很容易做到。布線時用到的主要操作與任務(wù)2-1布線部分相同，這里不再重復(fù)。區(qū)別是這里的布線由電腦給你“引路”，即由預(yù)拉線為你指路，告訴你哪些元件之間要連接，這樣的好處是不會連錯也不會遺漏。如圖6-23所示為電源部分的連線。應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院庫內(nèi)添加封裝 (FootPrint Library Add)圖6-23圖6-24全部布線完成后如圖6-24所示。應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、庫內(nèi)添加封裝 (FootPrint Library Add)圖6-25(a)圖6-25(b)圖6-25(c)應(yīng)應(yīng)用用電電子子技技術(shù)術(shù)專專業(yè)業(yè)教教學(xué)學(xué)資資源源建建設(shè)設(shè)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院 對于密度相對高的板子，由于線設(shè)置得相對細(xì)（有些時候