protelse實(shí)用教程學(xué)習(xí)課程

1、目目 錄錄11.1 電路板電氣功能與機(jī)械性能分析 11.2 芯片選型 11.3 發(fā)射電路的電路板設(shè)計 11.4 輸出元器件明細(xì)表 11.5 接收電路的電路板設(shè)計 小結(jié) 第1頁/共75頁第一頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 通過前面的學(xué)習(xí)，讀者已經(jīng)熟悉了電路板設(shè)計的全過程，能夠比較輕松地完成電路板設(shè)計了。 為了鞏固學(xué)習(xí)成果，讓讀者在實(shí)踐中提高設(shè)計電路板的能力，本章將介紹兩個典型的電路板設(shè)計實(shí)例，這兩個電路板將共同構(gòu)成一套基于PT2262和PT2272收發(fā)編、解碼電路的無線電收發(fā)系統(tǒng)。第2頁/共75頁第二頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 11.1 11.1 電路板電氣功能與機(jī)械性能分析電路板電氣功

2、能與機(jī)械性能分析 在電路板設(shè)計之前，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對電路板的電氣功能作深入了解，盡量做到萬無一失，保證電路板電氣功能正確無誤。圖11-1 11-1 無線收發(fā)電路示意圖 第3頁/共75頁第三頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 發(fā)射電路包括以下功能模塊： （1）鍵盤輸入接口； （2）鍵盤編碼電路； （3）無線發(fā)送編碼電路； （4）無線發(fā)送模塊； （5）電源接口。 第4頁/共75頁第四頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 發(fā)射電路機(jī)械性能要求如下： （1）電路板的尺寸盡量??； （2）安裝方式采用指定位置的單個安裝孔安裝。 第5頁/共75頁第五頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 接收電路包括以下功能模塊： （1

3、）無線接收模塊； （2）無線接收解碼電路； （3）單片機(jī)電路； （4）交流220V輸入接口； （5）電源電路； （6）執(zhí)行電路； （7）輸出接口。第6頁/共75頁第六頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 接收電路機(jī)械性能要求如下： （1）考慮高壓絕緣性能； （2）電路板尺寸和安裝方式是根據(jù)指定機(jī)盒而定的。 第7頁/共75頁第七頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 11.2 11.2 芯芯 片片 選選 型型 設(shè)計者在確定了電路板的電氣功能和機(jī)械性能之后，接下來就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行芯片選型的工作了。 芯片選型的原則如下： （1）滿足電氣功能的要求； （2）考慮芯片的封裝形式； （3）考慮芯片的成本； （4）調(diào)研芯片

4、的市場供貨情況； 第8頁/共75頁第八頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 （5）硬件的選擇應(yīng)當(dāng)方便后續(xù)的軟件設(shè)計、電路板的調(diào)試及安裝等； （6）綜合考慮芯片的性價比和安裝調(diào)試。第9頁/共75頁第九頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-2 11-2 設(shè)計好的發(fā)射電路原理圖 第10頁/共75頁第十頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-3 設(shè)計好的接收電路原理圖 第11頁/共75頁第十一頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 發(fā)射電路發(fā)射電路 1編碼電路 圖11-4 11-4 編碼電路第12頁/共75頁第十二頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。2 2鍵盤編碼電路鍵盤編碼電路 圖11-5 11-5 鍵盤編碼電

5、路 第13頁/共75頁第十三頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。3 3信號發(fā)射模塊信號發(fā)射模塊 圖11-6 11-6 發(fā)射模塊電路 的引腳分布圖 圖11-7 11-7 鍵盤和電源輸入接口 第14頁/共75頁第十四頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 接收電路接收電路 1 1CPUCPU電路電路 圖11-8 CPU11-8 CPU及其外圍電路 第15頁/共75頁第十五頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。2 2解碼電路解碼電路 圖11-9 11-9 解碼電路 第16頁/共75頁第十六頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。3 3信號接收模塊信號接收模塊 圖11-10 11-10 信號接收模塊的接口分布圖 第17頁/共

6、75頁第十七頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。4 4電源電路電源電路圖11-11 11-11 電源電路 第18頁/共75頁第十八頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。5 5接口電路接口電路 圖11-12 11-12 輸入、輸出接口電路 第19頁/共75頁第十九頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。6 6驅(qū)動執(zhí)行電路驅(qū)動執(zhí)行電路 圖11-13 11-13 驅(qū)動執(zhí)行電路 第20頁/共75頁第二十頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 11.3 11.3 發(fā)射電路的電路板設(shè)計發(fā)射電路的電路板設(shè)計 本例中需要繪制的原理圖符號包括編碼電路PT2262的原理圖符號和信號發(fā)射模塊的原理圖符號，為此需首先創(chuàng)建“發(fā)射電路.lib”

7、原理圖庫。 第21頁/共75頁第二十一頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 原理圖符號的設(shè)計原理圖符號的設(shè)計 本例中需要繪制的原理圖符號包括編碼電路PT2262的原理圖符號和信號發(fā)射模塊的原理圖符號，為此需首先創(chuàng)建“發(fā)射電路.lib”原理圖庫。 具體的原理圖符號繪制請參考本書相關(guān)章節(jié)關(guān)于原理圖符號制作的內(nèi)容，這里就不再敘述了。 有一點(diǎn)需要提醒讀者，繪制原理圖符號時元器件的引腳可以不按順序放置，但是必須使原理圖符號的引腳序號和元器件封裝的焊盤序號一一對應(yīng)。 第22頁/共75頁第二十二頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 繪制原理圖繪制原理圖 原理圖繪制與電路板設(shè)計相比，原理圖繪制相對比較簡單，在保證電氣

8、連接的基礎(chǔ)上，盡量使原理圖美觀，易于查看即可。 繪制原理圖主要有兩種方法：第一種方法是一邊放置元器件一邊進(jìn)行連線，第二種方法是放置完元器件后再進(jìn)行連線。第23頁/共75頁第二十三頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 第一種方法，即一邊放置元器件一邊進(jìn)行連線的方法可以使電路圖局部連線比較整齊，但是需要多次放置同一類元器件，操作相對煩瑣一些。 采用第二種方法繪制原理圖往往難于估計連線的空間，需要頻繁地移動元器件和調(diào)整圖紙布局。 因此，在電路板設(shè)計中經(jīng)常采用第一種方法繪制原理圖。第24頁/共75頁第二十四頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 1 1繪制原理圖的技巧繪制原理圖的技巧 在介紹繪制原理圖之前，首先

9、介紹幾點(diǎn)繪制原理圖的實(shí)用技巧。 （1）采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號代替導(dǎo)線。當(dāng)導(dǎo)線跨度的圖紙空間較大，或與其他導(dǎo)線交錯較多時，采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號代替直接的導(dǎo)線連接，可以簡化連線的工作和美化圖紙。 （2）旋轉(zhuǎn)原理圖符號的方向，找一個最合適的方位有助于連線和圖紙美觀。第25頁/共75頁第二十五頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 （3）繪制原理圖時，一般先將電路圖按電氣功能分成功能塊，然后再按照電氣功能的主次順序繪制功能單元塊。 如果設(shè)計者對電路圖的結(jié)構(gòu)不是特別了解，也可以按照草圖的順序進(jìn)行繪制，比如按照從左至右、從上至下的順序繪制。 一般來講，原理圖中電路板的引出線與接插件的連線較長，往往采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號連接。 第26頁/共

10、75頁第二十六頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 2 2繪制原理圖繪制原理圖 根據(jù)電氣功能的主次關(guān)系或者信號流程來確定繪制原理圖的順序。 本例中先繪制編碼電路，然后繪制二極管陣列，最后繪制接口電路。圖11-14 11-14 放置CPUCPU原理圖符號對話框 第27頁/共75頁第二十七頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-15 11-15 放置編碼電路的結(jié)果 第28頁/共75頁第二十八頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 圖11-16 11-16 放置好外圍元器件的結(jié)果 圖11-17 11-17 連好導(dǎo)線的結(jié)果 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號第29頁/共75頁第二十九頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-18

11、11-18 放置電源和接地符號后的原理圖第30頁/共75頁第三十頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-20 11-20 設(shè)置圖紙參數(shù)對話框 圖紙大小參數(shù)第31頁/共75頁第三十一頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-21 11-21 編譯原理圖 第32頁/共75頁第三十二頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-22 11-22 生成網(wǎng)絡(luò)表文件 第33頁/共75頁第三十三頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 制作元器件封裝制作元器件封裝 在進(jìn)行PCB電路板設(shè)計之前，設(shè)計者需要準(zhǔn)備元器件封裝，對于系統(tǒng)中沒有的元器件封裝需要進(jìn)行創(chuàng)建。 第34頁/共75頁第三十四頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 電路

12、板設(shè)計電路板設(shè)計 元器件封裝創(chuàng)建完成后，接下來就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行電路板的設(shè)計了。 圖11-23 11-23 設(shè)置PCBPCB編輯器的環(huán)境參數(shù)第35頁/共75頁第三十五頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-24 11-24 繪制電路板的電氣邊界 第36頁/共75頁第三十六頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-25 11-25 放置安裝孔后的電路板 第37頁/共75頁第三十七頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-26 11-26 載入元器件封裝和網(wǎng)絡(luò)表的結(jié)果 第38頁/共75頁第三十八頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-27 11-27 設(shè)置好的安全間距限制設(shè)計規(guī)則 第39頁/共75頁第三十九頁

13、，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-28 11-28 設(shè)置好的布線寬度限制設(shè)計規(guī)則 第40頁/共75頁第四十頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-29 11-29 對關(guān)鍵元器件及其外圍電路進(jìn)行布局 第41頁/共75頁第四十一頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-30 11-30 元器件自動布局的結(jié)果 第42頁/共75頁第四十二頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-31 11-31 布局其他電路后的結(jié)果 第43頁/共75頁第四十三頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-32 11-32 調(diào)整電路板的電氣邊界 第44頁/共75頁第四十四頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-33 3D11

14、-33 3D效果圖 第45頁/共75頁第四十五頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-34 11-34 電路板布線的結(jié)果 第46頁/共75頁第四十六頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 設(shè)計校驗(yàn)設(shè)計校驗(yàn) 電路板設(shè)計完成后，為了保證電路板設(shè)計正確無誤，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行DRC設(shè)計校驗(yàn)。圖11-35 11-35 地線網(wǎng)絡(luò)“GND”GND”的覆銅結(jié)果 第47頁/共75頁第四十七頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-36 11-36 設(shè)置DRCDRC設(shè)計校驗(yàn)規(guī)則 第48頁/共75頁第四十八頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 11.4 11.4 輸出元器件明細(xì)表輸出元器件明細(xì)表 在電路板設(shè)計完成，并且設(shè)計校驗(yàn)確認(rèn)正確

15、無誤后，為了方便電路板元器件的采購和裝配工作，還應(yīng)當(dāng)輸出元器件明細(xì)表。 第49頁/共75頁第四十九頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-37 11-37 輸出的元器件明細(xì)表第50頁/共75頁第五十頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 11.5 11.5 接收電路的電路板設(shè)計接收電路的電路板設(shè)計 前面對發(fā)射電路的電路板設(shè)計作了較為詳細(xì)地介紹，著重介紹了電路板的手動布線方法。 下面介紹接收電路的電路板設(shè)計，將重點(diǎn)介紹交互式的布線方法。第51頁/共75頁第五十一頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-38 11-38 新建的設(shè)計文件管理文件夾 第52頁/共75頁第五十二頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。

16、 設(shè)計原理圖符號設(shè)計原理圖符號 本例中需要繪制的原理圖符號包括單片機(jī)AT89C52、解碼電路PT2272、繼電器、變壓器、整流橋以及信號發(fā)射模塊的原理圖符號。第53頁/共75頁第五十三頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 繪制原理圖繪制原理圖 本例中先繪制接收解碼電路，然后繪制單片機(jī)電路和繼電器執(zhí)行電路，最后繪制電源電路。 圖11-39 11-39 放置接收解碼電路的結(jié)果 圖11-40 11-40 連好導(dǎo)線的接收解碼電路 第54頁/共75頁第五十四頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-41 11-41 放置好原理圖符號的結(jié)果 第55頁/共75頁第五十五頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-42

17、 11-42 調(diào)整元器件位置后的結(jié)果 第56頁/共75頁第五十六頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-43 11-43 布完線的CPUCPU及繼電器電路第57頁/共75頁第五十七頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 制作元器件封裝制作元器件封裝 在進(jìn)行PCB電路板設(shè)計之前，需要準(zhǔn)備元器件封裝，對于系統(tǒng)中沒有的元器件封裝需要進(jìn)行創(chuàng)建。第58頁/共75頁第五十八頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 電路板設(shè)計電路板設(shè)計 接下來進(jìn)行電路板的設(shè)計。圖11-44 11-44 繪制電路板的電氣邊界第59頁/共75頁第五十九頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-45 11-45 載入元器件封裝和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的結(jié)果第

18、60頁/共75頁第六十頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-46 11-46 放置并鎖定接插件的結(jié)果 第61頁/共75頁第六十一頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-47 11-47 布局CPUCPU元器件AT89C52AT89C52 的結(jié)果 圖11-48 11-48 布局完變壓器和繼電器 后的結(jié)果 第62頁/共75頁第六十二頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-49 11-49 元器件成組自動布局 的結(jié)果 圖11-50 11-50 基于統(tǒng)計的自動布局 的結(jié)果 第63頁/共75頁第六十三頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-51 11-51 關(guān)鍵元器件布局 圖11-52 11-52 布

19、局完部分電路后的結(jié)果 第64頁/共75頁第六十四頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-53 11-53 剩余元器件的布局結(jié)果第65頁/共75頁第六十五頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。 圖11-54 3D11-54 3D效果圖 圖11-55 11-55 對重要的布線區(qū)域進(jìn)行保護(hù) 第66頁/共75頁第六十六頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-56 11-56 預(yù)布線第67頁/共75頁第六十七頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-57 11-57 自動布線的結(jié)果 第68頁/共75頁第六十八頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-58 11-58 取消地線網(wǎng)絡(luò)后的布線第69頁/共75頁第六十九頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-59 11-59 手工調(diào)整的結(jié)果第70頁/共75頁第七十頁，編輯于星期六：十七點(diǎn) 八分。圖11-60 11-60 對地線網(wǎng)