電子自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)U盤(pán)電路設(shè)計(jì)講解

1、蚌埠學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表課程名稱 題目名稱 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師好洋學(xué)彷課程設(shè)計(jì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)U盤(pán)電路設(shè)計(jì)2015 級(jí)*趙*森*二。一七年一月三日項(xiàng)目權(quán)重分值具體要求得分文獻(xiàn)閱讀與 調(diào)查論證0.20100能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和從事其它調(diào)研活動(dòng)；有收集、 加工各種信息的能力設(shè)計(jì)質(zhì)量0.30100設(shè)計(jì)合理、功能齊備，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠；有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力論文撰寫(xiě)質(zhì)量0.20100設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)完全符合規(guī)范化要求，用A4復(fù)印紙打印成文學(xué)習(xí)態(tài)度0.20100學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，科學(xué)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格按要求開(kāi)展 各項(xiàng)工作，按期完成任務(wù)學(xué)術(shù)水平與創(chuàng)新0.10100設(shè)計(jì)有創(chuàng)意，有一定的學(xué)術(shù)水平

2、或?qū)嵱脙r(jià)值總分1.0評(píng)語(yǔ)：存在問(wèn)題:等級(jí)：指導(dǎo)教師：年 月日設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 要 求.蚌埠學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程 設(shè)計(jì)班級(jí)*班指導(dǎo)教師*題目U盤(pán)電路設(shè)計(jì)完成時(shí)間2016年12月5日至2016年12月29日制作兀件：K9F080U0B Flash存儲(chǔ)器、IC1114 USB橋接芯片、AT1201電源芯片繪制原理圖：U盤(pán)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(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)PCB編輯元件封裝、繪制 PCB1 .封面：（格式附后）2 .課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告：系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)思路和主要步驟各功能模塊和流程圖（4）心得體會(huì)

3、和參考資料說(shuō)明：學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后， 提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告， 要求文字通暢、字跡工整（也 可用以打?。?，文字不少于 5000字，并裝訂成冊(cè)。題目用黑體三號(hào)，段后距 18磅（或1行），居中對(duì)齊;標(biāo)題用黑體四號(hào)，段前、段后距 6磅（或0.3行）；正文用小四號(hào)宋體，行距為固定值,22磅；標(biāo)題按“一”、“”、“1”、“”順序編號(hào)。指導(dǎo)時(shí) 問(wèn)地點(diǎn)1 1三、設(shè)計(jì)步驟（一）制作元件2（二）繪制原理圖7（三）設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)自 動(dòng)化(Electronic Design Automation , E

4、DA)S計(jì)軟件。該軟件綜合電子產(chǎn)品一 體化開(kāi)發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。Altium Designer在單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成 板級(jí)和FPGA8統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于FPGAF口分立處理器的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)以及 PCBK圖 設(shè)計(jì)、編輯和制造，并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功能，使得 Altium Designer 成為電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的完整解決方案。U盤(pán)是應(yīng)用廣泛的便攜式存儲(chǔ)器件，具原理簡(jiǎn)單，所用芯片數(shù)量少，價(jià)格便 宜，使用方便，可以直接插入計(jì)算機(jī)的USBS 口。本實(shí)例針對(duì)網(wǎng)上公布的一種 U盤(pán)電路，介紹其電路原理圖和PCB圖的繪制過(guò) 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(xì)過(guò)程，然后利用制作的元件，設(shè)計(jì)制作一個(gè)U盤(pán)電路，繪制U盤(pán)的電路原理圖。二、電路工作原理說(shuō)明U盤(pán)電路的原理圖如圖所示，其中包括兩個(gè)主要的芯片，即 Flash存儲(chǔ)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(shè)計(jì)步驟(一)制作原件1.制作 K9F080U0B Flash 存儲(chǔ)器(1)單擊菜單欄中【文件】/【新建】/【工程】/【PCBCL程】命令，新

6、建 一個(gè)項(xiàng)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(xiàng)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(gè)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(kù)文件，名稱為“ Schlib1.SchLib【新建】/【庫(kù)】/【原理圖庫(kù)】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(jìn)入庫(kù)元件 編輯器界面(5)單擊原理圖符號(hào)繪制工具欄中的放置矩形圖標(biāo)，放完矩形，隨后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)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(biāo)，放置引腳。K9F080U0B-共有48個(gè)引腳，在【SCHLibrary 面板的Pins選項(xiàng)欄中，單擊“添加”按鈕，添加引腳。在放置引腳的過(guò)程中，按下Tab鍵會(huì) 彈出如圖所示的【Pin特性】 對(duì)話框。在該對(duì)話框中可以 設(shè)置引腳標(biāo)識(shí)符的起始編號(hào) 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(tuán)區(qū)【 Library Component Properties 對(duì)話框。單擊 其中的按鈕，彈出【元件管 腳編輯器】對(duì)話框。在該對(duì) 話框中，可以同時(shí)修改元件 引腳的各種屬性，包括標(biāo)識(shí)、名、類型等。修改后的【元件管腳編輯器】對(duì)話框 如圖所示(8)單擊【SCHLibrary 面板【模型】選項(xiàng)欄中的按鈕， 系統(tǒng)將彈出如圖所示的【添加 新模型】對(duì)話框，選擇 “Footprint ”為 Flash 添加封 裝。打開(kāi)【PCB模型】對(duì)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(kù)】對(duì)話框(

9、10)單擊按鈕，在彈出的【搜索庫(kù)】對(duì)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(kāi)始查找。在搜索出來(lái)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(kù)裝入以后，會(huì)在【PCB真型】對(duì)話 框中看到被選定的封裝的示意圖。(12)單擊“確定”按鈕，關(guān)閉該對(duì)話框。然后單擊保存按鈕，保存庫(kù)元件 在【SCH Library 面板中，單擊【元件】選項(xiàng)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(kāi)庫(kù)元件設(shè)計(jì)文檔“ Schlibl.SchLib ”，單擊【實(shí)用】工具欄

10、中的新 建元件圖標(biāo)，或在【SCH Library 面板中，單擊【元件】選項(xiàng)欄中的“添加” 按鈕，系統(tǒng)將彈出【NewComponentsName對(duì)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?yàn)?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(xiàng)欄中的按鈕，添加引腳。在放置引腳的過(guò)程中，按下 Tab鍵會(huì)彈出引腳屬性對(duì)話框，在該對(duì)話框中可以設(shè)置引腳的起始編號(hào)以及顯示 文字等。IC1114共有48個(gè)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(xiàng)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(duì)話框設(shè)置如圖所示。(2)單擊“ OK'按鈕，保存庫(kù) 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(pán)接口電路模塊設(shè)計(jì)(1)打開(kāi)“USB.SchDoC文件，選擇【庫(kù)】面板，在自建庫(kù)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(kù))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(duì)元件進(jìn)行屬性設(shè)置，然后進(jìn)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(biāo)，將元件連接起來(lái)。單擊【布線】 工具欄中的放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)圖標(biāo)，在信號(hào)線上標(biāo)注電氣網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。,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(shè)計(jì)(1)在 “MiscellaneousDevices.IntLib(常用分立元件庫(kù))中選擇一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)】工具欄上的拷貝圖標(biāo)，選好放置元 件的位置，然后單擊來(lái)單欄中的【編輯】/【靈巧粘貼】命令，彈出【智能粘貼】 對(duì)話框。勾選右側(cè)的【使能粘貼陣列】復(fù)選框，然后在下面的文本框中設(shè)置粘貼 個(gè)數(shù)為5、水平間距為30、垂直間距為0,單擊“確定”按鈕關(guān)閉對(duì)話框。(3)選擇粘貼的起點(diǎn)為第一個(gè)電容右側(cè) 30的地方，單擊完成5個(gè)電容的放 置。(4)單擊【布線】工具欄中的放置線圖標(biāo)，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(duì)元件進(jìn)行屬性設(shè)置，然后進(jìn)行布局。(2)單擊【布線】工具欄 中的放置線圖 標(biāo)

14、，進(jìn)行連線。 單擊【布線】工 具欄中的放置網(wǎng) 絡(luò)標(biāo)號(hào)圖標(biāo)，標(biāo) 注電氣網(wǎng)絡(luò)標(biāo) 號(hào)。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L(fēng)RE 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(shè)計(jì)完成4 .供電模塊設(shè)計(jì)（1）選擇【SCH Library 面

15、板，在自建庫(kù)中選擇電源芯片AT1201,在“Miscellaneous Devices.IntLib ”（常用分立元件庫(kù)）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(biāo)，進(jìn)行連線。5 .連接器及開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)(1) 在 “Miscellaneous Connectors.IntLib（常用接插件庫(kù)）中選擇連接器Header6,并完成其電路連接JUN1PER6-1.27MM(三)設(shè)計(jì)PCB1.創(chuàng)建PCBC件(1)啟動(dòng)Altium Designer Summer 09 ,在集成設(shè)計(jì)環(huán)境中執(zhí)行【文件】/ 【新建】/【PCB命令。(2)系統(tǒng)在當(dāng)前工程中新建了一個(gè)默認(rèn)名為“ PCB1.Pc

16、bDoC的PCBi件， 同時(shí)啟動(dòng)了【PCB Editor ,進(jìn)入了 PCB®計(jì)環(huán)境中。(3)單擊菜單欄中的【設(shè)計(jì)】/【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(kù)】/【PCE®文件】命令，建 立一個(gè)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?qū)А棵?，系統(tǒng)將彈出【Component Wizard】對(duì)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(lái)的幾步均采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。Co&ponent Viza：rd(4)在系統(tǒng)彈出如圖所示的對(duì)話框中設(shè)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(shè)計(jì)。結(jié)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(shè)計(jì)】/【添加/移除庫(kù)】命令,在彈出的對(duì)話框中單擊“添加庫(kù)”按鈕，將設(shè)計(jì)的庫(kù)文件添加到項(xiàng)目庫(kù)中。單擊 “關(guān)閉”按鈕，關(guān)閉該對(duì)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(duì) 話框。在該對(duì)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(dǎo)入。其步驟與連接系統(tǒng)自帶的封裝形式的導(dǎo)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(duì) 話框中會(huì)顯示查找結(jié)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(jié)構(gòu)，手動(dòng)調(diào)整元件 封裝的放置位置。刮寬宙切區(qū)PEB21.PcbLti名/ | De££iiptiart 庫(kù) 40EO3 lAL-fl.3 DS0-C22 3 HDR1X2 HDR1X3 HDR1M PAD SOPB_M SOP-14_M S0F-2CLM S0T95F