電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報告

1、電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報告學(xué)院： 班級： 專業(yè)： 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告專業(yè) 班級 姓名 學(xué)號 同組者姓名 完成日期 成績評定 實(shí)驗(yàn)題目：(一)原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境畫原理圖實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.熟練PROTEL99se的原理圖編輯環(huán)境。2.掌握常用管理器，菜單的使用，電氣規(guī)則檢查。3.掌握元器件的調(diào)用，屬性含義。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教材：1.1,1.2,1.3,1.4環(huán)境熟悉2.1,2.2工具條對象，器件調(diào)用2.3,2.4菜單使用，元件屬性修改4.2練習(xí)1-練習(xí)8實(shí)驗(yàn)儀器：PROTEL99se軟件實(shí)驗(yàn)步驟：(1) 放置元件：就是在元件庫中找元件，然后用元件管理器的Place按鈕將元

2、件放在原理圖中。放置元件時需要使用如下所示快捷鍵：空格鍵：每單擊一次空格鍵使元件逆時針旋轉(zhuǎn)90度。TAB鍵：當(dāng)元件浮動時，單擊TAB鍵就可以顯示屬性編輯窗口。X鍵：元件水平鏡像。Y鍵：元件垂直鏡像。（2）連接導(dǎo)線。使用劃線工具連接導(dǎo)線。（3）放置電源，地線和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記。放置電源和地線標(biāo)記前要顯示電源地線工具箱。（4）自動元件編號：使用菜單Tool/Annotate對元件自動編號。（5）編輯元件屬性。單擊元件，在彈出的屬性窗口中輸入元件的屬性，注意一定要輸入元件封裝。（6）電氣規(guī)則檢查。使用Tool/ERC菜單，對畫好的原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，檢查完畢后，出現(xiàn)報表信息，就可以進(jìn)行下一步。（7）原件

3、圖元件列表。使用Edit/Export to Spread菜單，按照向?qū)崾具M(jìn)行操作。（8）建立網(wǎng)絡(luò)表。使用菜單Design/Netlist。實(shí)驗(yàn)截圖：注意事項(xiàng)：連線：從器件的端點(diǎn)開始到端點(diǎn)結(jié)束，不要多余的線，按空格旋轉(zhuǎn)原件；PAGEDOWN PAGEUO縮放。河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告專業(yè) 自動化 班級 1302 姓名 張鵬濤 學(xué)號 201323020219 同組者姓名 完成日期 成績評定 實(shí)驗(yàn)題目：（二）原理圖練習(xí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握層次電路圖設(shè)計(jì)方法。2.了解層次電路原理圖各圖之間的關(guān)系。3.熟悉頂層圖，子圖的生成方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教材：2.4,4層電路圖菜單使用參考33頁（5）（6）實(shí)驗(yàn)儀

4、器：PROTEL99se軟件實(shí)驗(yàn)步驟：1. 從圖紙符號建立子原理圖。菜單Design/Create Sheet From Symbol用于生成頂層圖紙符號對應(yīng)的分原理圖。（1）首先在頂層原理圖中生成圖紙符號，如圖一。（2）生成圖紙符號對應(yīng)的分原理圖“整流”，“穩(wěn)壓”。啟動菜單Design/Create Sheet From Symbol。光標(biāo)變成十字，用這個十字光標(biāo)，用這個十字光標(biāo)單擊圖紙整流為名的分原理圖，由于圖紙符號與分原理圖的端口方向一致，所以選擇No。隨后就生成整流為名的分原理圖。用同樣的方法建立穩(wěn)壓的分原理圖。實(shí)驗(yàn)截圖：2. 在穩(wěn)壓和整流的分原理圖中畫出整流和穩(wěn)壓電路如 圖二，三所示

5、。3. I、O端口和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的有效范圍。4. 從分原理圖建立圖紙符號。菜單Design/Create Symbol from Sheet用于從分電路圖形成圖紙符號。5. Tool/Up/Down Hierarchy,該菜單用于頂層電路和底層電路之間的切換。方法是啟動該菜單后，用變成十字的光標(biāo)單擊總圖中的圖紙符號，就進(jìn)入了分電路圖，若用變成十字光標(biāo)單擊分圖的端口就進(jìn)入了總圖。圖一：圖二：圖三：說明：用總圖和分圖的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)電路是一個很好的設(shè)計(jì)方法，它可以使整個設(shè)計(jì)思路清楚，尤其對于復(fù)雜的電路圖，這個特點(diǎn)就更明顯，但是一定要注意網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記，端口的使用范圍，這一點(diǎn)在形成網(wǎng)表時特別需要注意。注意事項(xiàng)：

6、1.在頂層電路圖中，圖紙符號（Sheet symbol）代表一張子圖紙，子圖是通過圖紙符號入口（Sheet symbol entry）與外界連接的。2.子圖中的端口（Port）與頂層圖中的圖紙符號入口（Sheet symbol entry）的不同。端口（Port）是在生成子圖的時候自動生成的。3.層次電路圖出現(xiàn)多張圖紙，需要修改圖紙編號（number）,修改方法：Design-Options-Organizations。河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告專業(yè) 自動化 班級 1302 姓名 張鵬濤 學(xué)號 201323020219 同組者姓名 完成日期 成績評定 實(shí)驗(yàn)題目：(三)原件圖繪制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌

7、握原件圖繪制基本步驟方法。2.了解多原件芯片含義。3.多元原件芯片原件圖的繪制及其在原理圖中的調(diào)用方法。4.理解元件庫的作用，庫的創(chuàng)建與修改。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教材：1.教材：3.4畫原件圖示例2.教材：87頁，練習(xí)9畫多原件芯片U9及其在原理圖中的調(diào)用。實(shí)驗(yàn)儀器：PROTEL99se軟件實(shí)驗(yàn)步驟：1.啟動Protel 99SE,建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件“MyDesign2.ddb”，存入實(shí)驗(yàn)一在D盤建立的文件夾，新建原理圖文件“放大器”，進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)器，設(shè)置畫圖環(huán)境； 2.裝入常用元件庫（Miscellaneous Device.ddb、Protel DOS

8、60;Schematic  Libraries.ddb）。 3放置線，菜單命令Place 放置/Wire線，是具有電氣連接意義的線。原理圖里兩個工具欄的第一項(xiàng)都是放置線，一個有電氣連接意義，一個沒有電氣連接意義。單擊放置工具命令，在起始點(diǎn)單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)，在拐彎處單擊左鍵，結(jié)束處單擊左鍵，然后單擊右鍵，此時仍處于畫線命令狀態(tài)，要結(jié)束畫線命令狀態(tài)，再單擊一次鼠標(biāo)右鍵。可以通過屬性對話框設(shè)置線形。 5.放置電源地線，執(zhí)行菜單命令Place放置/Power Port電源端口，按空格鍵旋轉(zhuǎn)電源端口；更改電源屬性，雙擊電源端口，彈出電源屬

9、性對話框，Net欄目就是電源端口連接的網(wǎng)絡(luò)名稱，這里改為+5V，接地的NET設(shè)為GND；更改電源端口類型，電源端口類型實(shí)際指的是電源種類，用鼠標(biāo)點(diǎn)Style欄目的下拉箭頭。 6放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的作用和電源地線的作用是相同的，電源地線可以理解成一種圖形化的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。上面已經(jīng)介紹過電源端口的作用：如果一個原理圖里有多個相同網(wǎng)絡(luò)名稱的電源端口，那么，這些相同網(wǎng)絡(luò)名稱的電源端口在電氣連接意義上是相連的。同樣道理，如果一個原理圖里有多個相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，那么，這些相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號在電氣連接意義上也是是相連的。 用Place Wire延長引腳，執(zhí)行菜單命令Place放置/N

10、et Label網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。7.放置元件，注意元件名稱（類型，part type），元件編號(part designator)，管腳名稱，管腳編號。8.連線，保存。實(shí)驗(yàn)截圖：注意事項(xiàng)：1.庫原件（*LIB）的建立，庫中可以存放多個元件。元件的添加：Tools-New Component。2.多原件芯片的子件的添加：ToolsNew Part。河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告專業(yè) 自動化 班級 1302 姓名 張鵬濤 學(xué)號 201323020219 同組者姓名 完成日期 成績評定 實(shí)驗(yàn)題目：(四)電路板圖環(huán)境試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.理解電路板圖和原理圖之間的關(guān)系。2.理解網(wǎng)絡(luò)表生成及

11、其作用，網(wǎng)絡(luò)表所包含的內(nèi)容。3.掌握由原理圖（網(wǎng)絡(luò)表）生成電路版圖的步驟方法，錯誤原因及其修改。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 熟悉電路板設(shè)計(jì)環(huán)境6.12. 300頁12.2練習(xí)1實(shí)驗(yàn)儀器：PROTEL99se軟件實(shí)驗(yàn)步驟：1.啟動Protel 99SE,調(diào)入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件“MyDesign2.ddb”，建立工程文件“0219.ddb”； 2.新建畫元件圖文件（Schematic Library Document），名稱改為“元件”； 3.雙擊“元件”文件，進(jìn)入元件編輯器，觀察元件管理器Browse Schlib和元件作圖區(qū)； 4.畫出一個

12、555定時器原件圖；(1)在元件管理器窗口有一個默認(rèn)元件名稱Component_1,先采用該名稱為新建元件名稱，用Page Up將作圖區(qū)放大，直到可清晰看見可視柵格；  (2)在第四象限用矩形繪圖工具繪制矩形（矩形左上角應(yīng)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合，矩形大小合適）；  (3)放置管腳；  (4)編輯管腳，雙擊要編輯的管腳，進(jìn)入屬性對話框，輸入名稱、電氣類型，注意低電平和時鐘信號的設(shè)置方法；  (5)設(shè)置管腳長度，在屬性對話框中Pin Length中輸入管腳長度，單擊Global，進(jìn)入全局編輯狀態(tài)，在Chan

13、ge Scope中設(shè)置為 Change Mathching Item In Current Document,單擊OK，也可設(shè)置管腳名稱、序號到元件的距離；  (6)隱藏電源地線管腳，電源地線管腳一般不顯示，應(yīng)將電源地線的Hidden選項(xiàng)選中；  (7)改名，Tool/Rename,將名稱改為“555”；  (8)設(shè)置元件默認(rèn)屬性，單擊元件管理器中Description,輸入封裝、序號“U？”；  (9)存盤； (10)在元件管理器的元

14、件區(qū)選中“555”元件，單擊Place，將元件放到原理圖，并切換到元件編輯器。畫好的原理圖如圖一所示。(11)生成網(wǎng)絡(luò)表，并建立PCB圖，導(dǎo)入，并人工布線如圖二所示，附銅之后的圖如圖三，圖四所示。實(shí)驗(yàn)截圖：圖一：圖二：圖三：圖四：注意事項(xiàng)：1. 網(wǎng)絡(luò)表的生成：原理圖界面：DesignCreate Netlist。2. PCB的生成：先建立PCB文件，然后在PCB界面：DesignNetlist(網(wǎng)絡(luò)表)。3. 封裝庫的添加：Add/Remove添加Miscellaneous.ddb,General IC.ddb等。封裝庫的位置路徑如下：安裝目錄/LIBRARY/PCB/GENERIC FOOT

15、PRINTS/*.ddb。河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告專業(yè) 自動化 班級 1302 姓名 張鵬濤 學(xué)號 201323020219 同組者姓名 完成日期 成績評定 實(shí)驗(yàn)題目：（五）人工畫電路板實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握人工畫電路板的方法，了解電路板設(shè)計(jì)流程。2.掌握由原理圖（網(wǎng)絡(luò)表）生成電路板圖的步驟方法，錯誤原因及修改方法。3.掌握手工布局，布線方法，熟悉工具條對象與使用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教材：301頁 練習(xí)2實(shí)驗(yàn)儀器：PROTEL99se軟件實(shí)驗(yàn)步驟：按照畫原理圖的方法畫出如圖的原理圖，并添加相對應(yīng)的封裝名稱，確保庫中存在的封裝。畫好的原理圖如圖所示：然后生成網(wǎng)絡(luò)表，在PCB頁面導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行排元器件和設(shè)定

16、板子形狀之后就可以進(jìn)行人工布線了。一般的布線規(guī)則如下：1.得到正確的原理圖和網(wǎng)絡(luò)表手工更改網(wǎng)絡(luò)表將一些元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上沒任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等。2.畫出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫。3.畫上禁止布線層含中間的鏤空等在需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤對于3mm的螺絲可用6.58mm的外徑和3.23.5mm 內(nèi)徑的焊盤對于標(biāo)準(zhǔn)板可從其它板或PCB Wizard 中調(diào)入。4.打開所有要用到的PCB 庫文件后調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件。5.根據(jù)情況再作適當(dāng)調(diào)整然后將全部器件鎖定假如板上空間允許則可在板上放上一些類似于實(shí)驗(yàn)板的布線區(qū)對于大板子應(yīng)在中間多加固定

17、螺絲孔板上有重的器件或 較大的接插件等受力器件邊上也應(yīng)加固定螺絲孔有需要的話可在適當(dāng)位置放上一些測試用焊盤最好在原理圖中就加上將過小的焊盤過孔改大將所有固定螺絲孔焊盤的網(wǎng)絡(luò)定義到地或保護(hù)地等。6.制訂詳細(xì)的布線規(guī)則象使用層面各組線寬過孔間距布線的拓樸結(jié)構(gòu)等在不希望有走線的區(qū)域內(nèi)放置 FILL 填充層如散熱器和臥放的兩腳晶振下方所在布線層要上錫的在Top 或Bottom Solder 相應(yīng)處放FILL。7.對部分重要線路進(jìn)行手工預(yù)布線如晶振PLL 小信號模擬電路等預(yù)布線完成后存盤。8.對自動布線功能進(jìn)行設(shè)置請選中其中的Lock All Pre-Route 功能然后開始自動布線。9.假如不能完全布

18、通則可手工繼續(xù)完成或UNDO 一次千萬不要用撤消全部布線功能它會刪除所有的預(yù)布線和自由焊盤過孔后調(diào)整一下布局或布線規(guī)則再重新布線完成后做一次DRC 有錯則改正布局和布線過程中若發(fā)現(xiàn)原理圖有錯則應(yīng)及時更新原理圖和網(wǎng)絡(luò)表手工更改網(wǎng)絡(luò)表同第一步并重裝網(wǎng)絡(luò)表后再布。10.對布線進(jìn)行手工初步調(diào)整需加粗的地線電源線功率輸出線等加粗某幾根繞得太多的線重布一下消除部分不必要的過孔再次用VIEW3D 功能察看實(shí)際效果。11.切換到單層顯示模式下將每個布線層的線拉整齊和美觀手工調(diào)整時應(yīng)經(jīng)常做DRC 因?yàn)橛袝r候有些線會斷開快完成時可將每個布線層單獨(dú)打印出來以方便改線存盤。12.全部調(diào)完并DRC 通過后拖放所有絲印層

19、的字符到合適位置注意盡量不要放在元件下面或過孔焊盤上面對于過大的字符可適當(dāng)縮小最后再放上印板名稱設(shè)計(jì)版本號公司名稱文件首次加工日期印板文件名文件加工編號等信息并可用第三方提供的程序加上中文注釋。13.對所有過孔和焊盤補(bǔ)淚滴對于貼片和單面板一定要加。14.將安全間距暫時改為0.51mm 在各布線層放置地線網(wǎng)絡(luò)的覆銅盡量用八角形而不是用圓弧來包裹焊盤最終要轉(zhuǎn)成DOS 格式文件的話一定要選擇用八角形。15.最后再做一次DRC 有錯則改正全部正確后存盤。實(shí)驗(yàn)截圖：布線之后的圖形顯示：正面附銅之后圖形顯示：反面附銅之后圖形顯示：注意事項(xiàng)：1. 不同的層所畫的線表示不同的含義。2. 布線之前先應(yīng)該在Kee

20、pout層定義板子邊界（尺寸），封閉的邊界。3. 封裝庫的添加：Add/Remove需添加Advpcb.ddb等，位置：安裝目錄LIBRARYPCBGENERIC FOOTPRINTS。河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告專業(yè) 自動化 班級 1302 姓名 張鵬濤 學(xué)號 201323020219 同組者姓名 完成日期 成績評定 實(shí)驗(yàn)題目：(六)元件封裝繪制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.理解元件封裝的含義作用，封裝與電路板的關(guān)系。2.掌握向?qū)ЮL制元件封裝和手工繪制元件封裝的方法步驟。3.熟悉封裝庫的建立，添加和封裝的調(diào)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教材：7.2,7.3實(shí)驗(yàn)儀器：PROTEL99se軟件實(shí)驗(yàn)步驟：元件封裝圖向?qū)В哼x擇菜單T

21、ool/New Component就進(jìn)入了元件封裝制作向?qū)У牡谝徊?；單擊Next按鈕，就進(jìn)入了向?qū)У诙?，在第二部顯示的元件中選擇PGA封裝，單擊Next就進(jìn)入圖一顯示的設(shè)置窗口，將焊盤鉆孔的直徑改為1mm，焊盤外直徑改為1.5mm。然后單擊Next，如圖二設(shè)置窗口，將焊盤之間的間距設(shè)置成8mm，然后單擊Next進(jìn)入設(shè)置元件圖形線寬，設(shè)置為默認(rèn)值即可，單擊Next選擇自然數(shù)值編號（Numeric）如圖三顯示，然后單擊Next，選擇設(shè)定焊盤排列方式和數(shù)量，如圖四設(shè)置數(shù)值。單擊Next輸入元件名稱，單擊Finish,元件如圖五所示。實(shí)驗(yàn)截圖：圖一：圖二：圖三：圖四：圖五： 直接畫元件封裝庫：（1）

22、 啟動元件封裝編輯器，進(jìn)入元件封裝編輯環(huán)境。（2） 單擊Add按鈕，進(jìn)入向?qū)У谝徊綍r，單擊Cancel按鈕。（3） 使用View/Toggle Unit菜單將單位改為毫米單位。（4） 在Tool/Library菜單的環(huán)境設(shè)置窗口將Snap柵格設(shè)置為0.5mm可視柵格設(shè)置成5mm。（5） 按照扭字開關(guān)的尺寸，使用Place/Pad菜單或工具箱中的焊盤按鈕工具放三個焊盤到元件封裝編輯窗口中。（6） 編輯焊盤直徑X-Size和Y-Size等于3mm，設(shè)置焊盤孔Hole Size等于1.5mm。同時使用全局編輯功能使三個焊盤的尺寸都一致。（7） 在Top Overlay層畫元件形狀。使用Place/T

23、rack工具畫元件圖形。（8） 使用Tool/Rename菜單更改元件封裝名稱，畫好的元件如圖六所示。圖六：直接畫24引腳貼片封裝圖：要求：編輯焊盤直徑X-Size和Y-Size分別等于24mil和100mil，設(shè)置焊盤孔Hole Size等于0mm。順序?yàn)?，從上第三個開始為第一個，逆時針順序。畫好的封裝如圖七所示。圖七：注意事項(xiàng)：1.Pad屬性的修改2.Special past的使用3.Global菜單的使用河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告專業(yè) 自動化 班級 1302 姓名 張鵬濤 學(xué)號 201323020219 同組者姓名 完成日期 成績評定 實(shí)驗(yàn)題目：(七)自動布線畫電路板實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.熟悉電

24、路板繪制過程，元件封裝庫的添加，編輯。2.自動布線的過程，布線結(jié)果的檢查優(yōu)化。3.板子各個尺寸的定義，進(jìn)行元器件的合理布局練習(xí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教材：教材189頁練習(xí)1-練習(xí)5實(shí)驗(yàn)儀器：PROTEL99se軟件實(shí)驗(yàn)步驟：(1)原理圖設(shè)計(jì)如圖所示，畫元件是把封裝名稱寫在封裝框中，在進(jìn)行DRC檢查后，建立網(wǎng)絡(luò)表。(2)在一的基礎(chǔ)上建立電路板圖文件，將網(wǎng)絡(luò)表將網(wǎng)絡(luò)表調(diào)入電路板圖中。(3)在二的基礎(chǔ)上，對調(diào)入的元件進(jìn)行人工布局。畫板圖：首先在禁止層（Keep out Layer）用劃線工具畫出一個電路板框，尺寸1260mil*2240mil。推開元件：選擇菜單Auto Placement/Set Shove

25、 Depth在彈出的窗口中設(shè)置推開次數(shù)為2次，然后選擇Auto Placement/Shove后，用鼠標(biāo)隨意單擊一個元件，就可以看到所有的元件都被推開了。人工布置元件：使用鼠標(biāo)移動原價，原則是所有的連線最短，左邊信號進(jìn)，右邊信號出，連接器放在電路板邊緣。(4)在四的基礎(chǔ)上進(jìn)行人工布線：使用Auto Route/All菜單命令，在彈出的菜單中選擇Route All,就可以看到屏幕上自動布線，幾秒種后，自動布線完畢，如圖二。(5)在三的基礎(chǔ)上直接修改網(wǎng)絡(luò)表，將RP1的10角與J1的16角相連接。選擇Design/Netlist Manager菜單，在彈出的3個網(wǎng)絡(luò)管理窗口中進(jìn)行操作，如圖三。實(shí)驗(yàn)截圖：畫好的電路板圖：圖二：圖三：注意事項(xiàng)：1. 布線之前先應(yīng)該在keepout層按照規(guī)定尺寸畫出板子，禁止布線邊界，封閉的邊界。2. 電路板電路的補(bǔ)充。3. 二極管封裝的修改。河南工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告