電子自動化課程設計U盤電路設計講解

1、蚌埠學院計算機工程學院課程設計成績評定表課程名稱 題目名稱 專業(yè)班級 學生姓名學號指導教師好洋學彷課程設計電子設計自動化課程設計U盤電路設計2015 級*趙*森*二。一七年一月三日項目權重分值具體要求得分文獻閱讀與 調查論證0.20100能獨立查閱文獻和從事其它調研活動；有收集、 加工各種信息的能力設計質量0.30100設計合理、功能齊備，實驗數(shù)據(jù)準確可靠；有較強的實際動手能力論文撰寫質量0.20100設計說明書完全符合規(guī)范化要求，用A4復印紙打印成文學習態(tài)度0.20100學習態(tài)度認真，科學作風嚴謹，嚴格按要求開展 各項工作，按期完成任務學術水平與創(chuàng)新0.10100設計有創(chuàng)意，有一定的學術水平

2、或實用價值總分1.0評語：存在問題:等級：指導教師：年 月日設 計 報 告 要 求.蚌埠學院計算機工程學院課程設計任務書課程電子設計自動化課程 設計班級*班指導教師*題目U盤電路設計完成時間2016年12月5日至2016年12月29日制作兀件：K9F080U0B Flash存儲器、IC1114 USB橋接芯片、AT1201電源芯片繪制原理圖：U盤接口電路模塊、 濾波電容電路模塊、Flash電路模塊、供電模 塊、連接器及開關設計PCB編輯元件封裝、繪制 PCB1 .封面：（格式附后）2 .課程設計任務書3.課程設計報告：系統(tǒng)總體方案設計思路和主要步驟各功能模塊和流程圖（4）心得體會

3、和參考資料說明：學生完成課程設計后， 提交課程設計報告， 要求文字通暢、字跡工整（也 可用以打?。淖植簧儆?5000字，并裝訂成冊。題目用黑體三號，段后距 18磅（或1行），居中對齊;標題用黑體四號，段前、段后距 6磅（或0.3行）；正文用小四號宋體，行距為固定值,22磅；標題按“一”、“”、“1”、“”順序編號。指導時 問地點1 1三、設計步驟（一）制作元件2（二）繪制原理圖7（三）設計PCB11（四）繪制PCBK1415一、緒論Altium Designer系統(tǒng)是Altium公司于2006年年初推出的一種電子設計自 動化(Electronic Design Automation , E

4、DA)S計軟件。該軟件綜合電子產品一 體化開發(fā)所需的所有必須技術和功能。Altium Designer在單一設計環(huán)境中集成 板級和FPGA8統(tǒng)設計、基于FPGAF口分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)以及 PCBK圖 設計、編輯和制造，并集成了現(xiàn)代設計數(shù)據(jù)管理功能，使得 Altium Designer 成為電子產品開發(fā)的完整解決方案。U盤是應用廣泛的便攜式存儲器件，具原理簡單，所用芯片數(shù)量少，價格便 宜，使用方便，可以直接插入計算機的USBS 口。本實例針對網(wǎng)上公布的一種 U盤電路，介紹其電路原理圖和PCB圖的繪制過 程。首先制作原件 K9F080U0B IC1114和電源芯片AT1201,給出原件編輯

5、制作 和添加封裝的詳細過程，然后利用制作的元件，設計制作一個U盤電路，繪制U盤的電路原理圖。二、電路工作原理說明U盤電路的原理圖如圖所示，其中包括兩個主要的芯片，即 Flash存儲器K9F080U0Bf口 US晰接芯片 IC1114。f"r£.r£-I ! F -1二;XThL守軍卬騙"-X-E H IETH.二 r-J . ”一 r - -:-一 二 M ws- JalT -*£TTT .:51 E三、設計步驟(一)制作原件1.制作 K9F080U0B Flash 存儲器(1)單擊菜單欄中【文件】/【新建】/【工程】/【PCBCL程】命令，新

6、建 一個項目文件。然后單擊菜單欄中的【文件】 /【保存工程為】命令，將新建的 項目文件保存在Example文件夾中，并命名為“ USB.PrjPCB'。(2)單擊菜單欄中的【文 件】/【新建】/【原理圖】命 令，新建一個原理圖文件。然 后單擊菜單欄中的【文件】/【保 存為】命令，將新建的原理圖 文件保存在“ example”文件夾 中，并命名為“ USB.SchDoC。(3)單擊菜單欄中的【文件】/元件庫文件，名稱為“ Schlib1.SchLib【新建】/【庫】/【原理圖庫】命令，新建”?！綪rojects 面板如圖所示。-13 -(4)切換到SCHLibrary 面板，單擊菜單欄中

7、的【工具】/ 【新器件】命令，彈出【NewComponent Name 窗口。輸入新 元件名稱為“Flash”，如圖所示。單擊“確定”按鈕，進入庫元件 編輯器界面(5)單擊原理圖符號繪制工具欄中的放置矩形圖標，放完矩形，隨后會出現(xiàn)一個新的矩形虛框，可以連續(xù)放置。右擊或者按Esc鍵退出該操作。(6)單擊放置引腳圖標，放置引腳。K9F080U0B-共有48個引腳，在【SCHLibrary 面板的Pins選項欄中，單擊“添加”按鈕，添加引腳。在放置引腳的過程中，按下Tab鍵會 彈出如圖所示的【Pin特性】 對話框。在該對話框中可以 設置引腳標識符的起始編號 及顯示文字等。放置的引腳。(7)在【SCH

8、 Library 面板中，選定剛剛創(chuàng)建的 Flash元件，然后單擊右下角 的按鈕，彈出如圖所示的Pin特性團區(qū)【 Library Component Properties 對話框。單擊 其中的按鈕，彈出【元件管 腳編輯器】對話框。在該對 話框中，可以同時修改元件 引腳的各種屬性，包括標識、名、類型等。修改后的【元件管腳編輯器】對話框 如圖所示(8)單擊【SCHLibrary 面板【模型】選項欄中的按鈕， 系統(tǒng)將彈出如圖所示的【添加 新模型】對話框，選擇 “Footprint ”為 Flash 添加封 裝。打開【PCB模型】對話框 如圖所示。(9)單擊按鈕，系統(tǒng)將彈出如圖所示的【瀏覽庫】對話框(

9、10)單擊按鈕，在彈出的【搜索庫】對話框中輸入“ F-QFP7X7-G48/N或 者查詢字符串，然后單擊左下角的按鈕開始查找。在搜索出來的封裝類型中選擇 “F-QFP7X7-G48/N。(11)單擊“是"按鈕，把選定的封裝庫裝入以后，會在【PCB真型】對話 框中看到被選定的封裝的示意圖。(12)單擊“確定”按鈕，關閉該對話框。然后單擊保存按鈕，保存庫元件 在【SCH Library 面板中，單擊【元件】選項欄中的“放置”按鈕，將其放置 到原理圖中。rcp««切岡2.制作IC1114元件(1)打開庫元件設計文檔“ Schlibl.SchLib ”，單擊【實用】工具欄

10、中的新 建元件圖標，或在【SCH Library 面板中，單擊【元件】選項欄中的“添加” 按鈕，系統(tǒng)將彈出【NewComponentsName對話框，輸入“ IC1114”，如圖所示,(2)單擊菜單欄中的【放置】/【矩形】命令，繪制元件邊框，元件邊框為 正方形。(3)單擊菜單欄中的【放置】/【引腳】命令，或者在【SCH Library 面 板中，單擊【Pins選項欄中的按鈕，添加引腳。在放置引腳的過程中，按下 Tab鍵會彈出引腳屬性對話框，在該對話框中可以設置引腳的起始編號以及顯示 文字等。IC1114共有48個引腳，引腳放置完畢后的元件圖。3.制作AT1201元件(1)在SCHLibrary

11、 面板中， 單擊【模型】選項組中的“添加”按 鈕，彈出添加模型窗口，選擇 “Footprint ” 為 AT1201 添加封裝。此處，選擇的封裝為“ SO-G5/P.95”, 【PCB真型】對話框設置如圖所示。(2)單擊“ OK'按鈕，保存庫 元件。單擊“ Place ”按鈕將其放置 到原理圖中。(二)繪制原理圖1 .U盤接口電路模塊設計(1)打開“USB.SchDoC文件，選擇【庫】面板，在自建庫中選擇IC1114 元件，將其放置在原理圖中；再找出 電容元件、電阻元 件并放置好；在“Miscellaneous Devices.IntLib”(常用分立元件庫)中選擇晶體振蕩器、發(fā)光二極

12、管LED連接器Header4等放入原理圖中。接著對元件進行屬性設置，然后進行布局。電路組成元件的布局二 21Td;二_:工一:士宦z 一".二.r,二-1二 -KL(2)單擊【布線】工具欄中的放置線圖標，將元件連接起來。單擊【布線】 工具欄中的放置網(wǎng)絡標號圖標，在信號線上標注電氣網(wǎng)絡標號。,TKfi1 yu ra.ru. ,in千. gL cm第一 7TU. 一3j XEIW *，=Ki叫山赳;mH鬟 HTK 4 5,Q IE2 .濾波電容電路模塊設計(1)在 “MiscellaneousDevices.IntLib(常用分立元件庫)中選擇一個電容，修改為1uF,放置到原理圖中(2)

13、選中該電容，單擊【原理圖標準】工具欄上的拷貝圖標，選好放置元 件的位置，然后單擊來單欄中的【編輯】/【靈巧粘貼】命令，彈出【智能粘貼】 對話框。勾選右側的【使能粘貼陣列】復選框，然后在下面的文本框中設置粘貼 個數(shù)為5、水平間距為30、垂直間距為0,單擊“確定”按鈕關閉對話框。(3)選擇粘貼的起點為第一個電容右側 30的地方，單擊完成5個電容的放 置。(4)單擊【布線】工具欄中的放置線圖標，執(zhí)行連線操作，接上電源和地， 完成濾波電容電路模塊的繪制。VCCGND3 .Flash電路模塊制作(1)放置好電容元件、電阻元件，并對元件進行屬性設置，然后進行布局。(2)單擊【布線】工具欄 中的放置線圖 標

14、，進行連線。 單擊【布線】工 具欄中的放置網(wǎng) 絡標號圖標，標 注電氣網(wǎng)絡標 號。至此，F(xiàn)lashSM ALE弘口VPVCCK9F080llDB-LfiMBGNDK9F0SU LvcvcKaxrSEB在任vpwvcvc隧8 3 31、i/i 耳胃 kJ |、| Z ,>|>| c a 1 1 Xi、一%.1-RD¥ 里LRE SNEW/LC!NC NC NC NC £07 iOd 105 INNC NCNCVCC 、噂Sxc NC NC 。3 102 IO1 IMNC NC NCNCSXLDS電路模塊設計完成4 .供電模塊設計（1）選擇【SCH Library 面

15、板，在自建庫中選擇電源芯片AT1201,在“Miscellaneous Devices.IntLib ”（常用分立元件庫）中選擇電容，放置到原 理圖中，然后單擊【布線】工具欄中的放置線圖標，進行連線。5 .連接器及開關設計(1) 在 “Miscellaneous Connectors.IntLib（常用接插件庫）中選擇連接器Header6,并完成其電路連接JUN1PER6-1.27MM(三)設計PCB1.創(chuàng)建PCBC件(1)啟動Altium Designer Summer 09 ,在集成設計環(huán)境中執(zhí)行【文件】/ 【新建】/【PCB命令。(2)系統(tǒng)在當前工程中新建了一個默認名為“ PCB1.Pc

16、bDoC的PCBi件， 同時啟動了【PCB Editor ,進入了 PCB®計環(huán)境中。(3)單擊菜單欄中的【設計】/【板子形狀】/【重新定義板子外形】命令， 重新定義PCBfe的尺寸。2.編輯元件封裝(1)單擊菜單欄中的【文件】/【新建】/【庫】/【PCE®文件】命令，建 立一個新的封裝文件，命名為“ IC1113.PcbLib ”。(2)單擊菜單欄中的【工具】/【元器件向導】命令，系統(tǒng)將彈出【Component Wizard】對話框。(3)單擊“下一步”按鈕，在彈出的選擇封裝類型界面中選擇用戶需要的 封裝類型，如DIP或BGA寸裝。在本例中，采用QuadPacks封裝，然

17、后單擊“下 一步”按鈕。接下來的幾步均采用系統(tǒng)默認設置。Co&ponent Viza：rd(4)在系統(tǒng)彈出如圖所示的對話框中設置，每條邊的引腳數(shù)為12。單擊“下 步”按鈕，在系統(tǒng)彈出的命名封裝界面中為器件命名。 最后單擊“完成”按鈕，完成IC1114封裝形式的設計。結果顯示在布局區(qū)域在:，惠仿向碘充比用於力(5)返回PCBS輯環(huán)境，單擊菜單欄中的【設計】/【添加/移除庫】命令,在彈出的對話框中單擊“添加庫”按鈕，將設計的庫文件添加到項目庫中。單擊 “關閉”按鈕，關閉該對話框。(6)返回原理圖編輯環(huán)境，雙擊IC1114元件，系統(tǒng)將彈出【元件屬性】對 話框。在該對話框的右下編輯區(qū)域，選擇屬

18、性Footprint，按步驟把繪制的IC1114 封裝形式導入。其步驟與連接系統(tǒng)自帶的封裝形式的導入步驟相同。(四)繪制PC琳繪制PCBK(2)查找到所需元 件封裝后，單擊“確定” 按鈕，在【放置元件】對 話框中會顯示查找結果。 單擊“確定”按鈕，把元 件封裝放入到PCB®中。 放置元件封裝后根據(jù)PCB 板的結構，手動調整元件 封裝的放置位置。刮寬宙切區(qū)PEB21.PcbLti名/ | De££iiptiart 庫 40EO3 lAL-fl.3 DS0-C22 3 HDR1X2 HDR1X3 HDR1M PAD SOPB_M SOP-14_M S0F-2CLM S0T95F