電路板設(shè)計(jì)CAD

1、電路板設(shè)計(jì)CAD 課程總結(jié)報(bào)告2009年 11 月 11 日編輯版 word第一章電路板設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一般而言，電路板設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容主要包括三個(gè)部分，即電路原理圖的設(shè)計(jì)、印制電路板PCB的生成以及各種報(bào)表的生成。 原理圖的設(shè)計(jì)主要是利用protel 99的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)(Advanced Schematic)繪制一張電路原理圖。設(shè)計(jì)者應(yīng)充分利用protel 99所提供的強(qiáng)大而完善的原理圖繪圖工具、測(cè)試工具、模擬仿真工具和各種編輯功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)其目的，最終獲得一張正確、精美的電路原 理圖，以便為接下來(lái)的工作做好準(zhǔn)備。其具體步驟如下： 啟動(dòng)Protel99SE,建立名為 MYPRO的文件夾：?jiǎn)螕糇烂?/p>

2、上的Protel99SE快捷圖標(biāo)，進(jìn)入Protel99SE設(shè)計(jì)環(huán)境。若環(huán)境中已經(jīng)有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，就執(zhí)行菜單File/Close Design將其關(guān)閉。若環(huán)境中沒(méi)有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，就執(zhí)行菜單File/New ,在彈出的窗口中，單擊Browse按鈕，在彈出的文件名輸入窗口中建立MYPRO的文件夾，并在文件夾中建立MYFIRST的設(shè)計(jì)文件。 原理圖文件的建立：在上一步的基礎(chǔ)上執(zhí)行File/New 菜單，在彈出的窗口中選擇Schematic Document圖標(biāo)。建立原理圖文件，文件名自定義。 原理圖界面的編輯調(diào)整：雙擊打開(kāi)原理圖文件，進(jìn)入sch原理圖編輯界面，點(diǎn)擊主工具欄中的放大圖標(biāo)(zoom i

3、n),使得柵格大小適中。 執(zhí)行View/Toolbars菜單中的 WiringTools 和DrawingTools ,編輯界面出現(xiàn)畫(huà)圖工具欄和畫(huà)電路圖工具欄，選擇其他菜單亦出現(xiàn)相 對(duì)應(yīng)的工具欄。效果如圖1所示：設(shè)計(jì)管理器L>|hkMCf fckuws* SchIn "uii *i n- Fl wCv tin i.£h "|ru II Si a.Lv eU hcped 4.1 fsmdt II»I|r隹酒634戶(hù)1戶(hù)虐I，./、；二i F4妙用 V /序ti *r，？£j IPcjifil IUiivIbi r?Etr”口 口鬲，iXir

4、r*rirn, iliflt狀態(tài)欄_4X：61U v：«i礪高嬴贏個(gè) 畫(huà) 電路圖工具欄畫(huà)圖工具欄編輯版wordDesign/Options ,在彈出的圖1原理圖界面 頁(yè)面設(shè)置和元件庫(kù)的添加：在原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境中，執(zhí)行菜單窗口中選擇 Sheet Options頁(yè)面，在頁(yè)面右上角的Standard Styles下拉框中選擇 A0。現(xiàn)在的原理圖文件沒(méi)有可視柵格，圖幅為A0。接著，在設(shè)計(jì)管理器中選擇Browse SCH頁(yè)面,在Browse區(qū)域中的下拉框中選擇Library,然后單擊 Add/Remove按鈕，在彈出的窗口中尋找Protel99SE子目錄，在該子目錄中選擇 Library/Sch

5、路徑，在元件庫(kù)列表中選擇 Miscellaneous Devices.ddb后單擊 Add按鈕，然后再選擇 TI Databook庫(kù)后單擊 Add按鈕。 從而完成對(duì)sch文件元件庫(kù)的添加，添加完成后就可以在原理圖中添加元件和連線(xiàn)了。 原理圖元件、元件庫(kù)及元件庫(kù)的使用：執(zhí)行菜單命令" View Design Manager”或點(diǎn)擊主工具欄里的設(shè)計(jì)管理器圖標(biāo)。點(diǎn)擊“Browse Scb "標(biāo)簽，切換元件管理器，2圖示。ExplorerBrowse Sch |LibrariesMiscellaneous Devices.libTI Advanced CMOS Logic (Com

6、mercial).hbTI Advanced CMOS Logic (Military).bbTI ALSZAS Logic Data Book 1986 fCommercicTI ALSZAS Logic Dat總 Book 1986 (Military libTI F Logic Dat Book Commercial J JibTI High-Speed CMOS Logic 1989 (Co<nm«cia . TI High-Speed CMOS Logic 1989 (Military)Jib Add/Remove.BrowseFilte *圖2切換元件管理器 元件管

7、理器界面：元件管理器有兩個(gè)區(qū)域，如圖 3所示，即對(duì)象瀏覽區(qū)域和對(duì)象詳細(xì)屬性區(qū)域，其中上半部分為對(duì)象瀏覽框，下半部分為對(duì)象詳細(xì)屬性框。元件管理器可以管理元件庫(kù)和原理圖中的圖元。點(diǎn)擊對(duì)象瀏覽框右側(cè)的下拉式按鈕，會(huì)彈出兩個(gè)選項(xiàng)，即a Libraries "和"Primitive如圖 4'所示。其中"Libraries "是管理元件庠primitives 是管理原理圖中的圖元。ercvoo Sch |對(duì)象瀏覽框Exp I ore ri- UrowseF nterp對(duì)象詳細(xì)屬性圖3元件管理器Explorer Browse Sch圖4對(duì)象瀏覽器 元件管理庫(kù)：

8、點(diǎn)擊對(duì)象瀏覽框中的“ Libraries ”選項(xiàng)，元件管理器就可以用來(lái)管理元件 庫(kù)，可以通過(guò)它來(lái)選擇已加載的元件庫(kù)，增加或減少元件庫(kù)，放置、編輯和查找元件， 如圖5所示。點(diǎn)擊裝入的元件庫(kù)中的某個(gè)元件庫(kù)，該元件庫(kù)中的元件名將出現(xiàn)在元件顯 示區(qū)域，如圖5所示。曰rcrw才曰Sch裝入的元件庫(kù)圖5元件管理器管理元件庫(kù)元件顯示區(qū) 元件的布置和連線(xiàn)：在圖5元件管理器管理元件庫(kù)的Filte欄輸入元件名稱(chēng)后在顯示區(qū)選中該元件點(diǎn)擊 Place按鈕，將鼠標(biāo)放入編輯區(qū)域光標(biāo)變?yōu)槭譅?，此時(shí)按 Tap鍵會(huì)出現(xiàn) 該元件的屬性對(duì)話(huà)框，可以對(duì)相應(yīng)元件的屬性進(jìn)行設(shè)置，如元件名、元件大小、元件擺 放角度以及元件封裝名等等。左

9、擊鼠標(biāo)即將選中元件添加成功。若找不到要布置的原件， 可點(diǎn)擊Find按鈕進(jìn)入元件搜索菜單搜索元件。完成元件布置后對(duì)元件進(jìn)行連線(xiàn)，使用畫(huà)電路圖工具欄中的畫(huà)電路圖工具。如圖6所示。完整的電路圖如圖 7所示。畫(huà)導(dǎo)桀C Wire)國(guó)總線(xiàn)t Bus)IE1總線(xiàn)進(jìn)出點(diǎn)(Bus Entry 放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(NewLatiel)放置電源(PowerPart)放置元件(Part -J放置電路方框圖t Sheet Syrnbol J放置電路方框進(jìn)出點(diǎn)(AM Sheel Entry)輸入桶出點(diǎn)(Pori.)放置節(jié)點(diǎn)( Jimction)放置恐略ERC測(cè)試點(diǎn)(DirectivesXNo ERC) 放置 PCB 布姓指示

10、C DirectivesVPCB Layout)圖6各個(gè)圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的工具圖7電路原理圖編輯版word第二章原理圖中所涉及主要元件以及其功能2. 1原理圖中所涉及主要元件：輸入輸出端：CON2,CON3,HEADER4電阻：RES2光電耦合器：4N25TTL施密特觸發(fā)器：74LS14四二輸入施密特觸發(fā)器：4093三極管：2N222 電源，地2. 2主要元件功能及總電路功能2. 2.1主要元件功能：光電耦合器：光控開(kāi)關(guān)，常用在自動(dòng)控制和計(jì)數(shù)電路中，原理當(dāng)光線(xiàn)照射到 PN結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生自由移動(dòng)的電子，達(dá)到一定量時(shí)，PN結(jié)導(dǎo)通。TTL施密特觸發(fā)器：能將邊沿變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。四二輸

11、入施密特觸發(fā)器：波形和脈沖整形，單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器，高環(huán)境噪聲系統(tǒng)，非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。2.2.2 總電路功能：將信號(hào)轉(zhuǎn)換為矩形脈沖及正弦波形輸出，既光控脈沖輸出電路圖。第三章原理圖及PCB圖具體操作在電路原理圖（圖 7）的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下操作：3.1 印制電路板PCB的生成在印制電路板 PCB生成之前需要產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)（sch）與印制電路板設(shè)計(jì)（PCB）之間的橋梁和紐帶，它是印制電路板設(shè)計(jì)中自動(dòng)布線(xiàn)的基礎(chǔ)和靈魂。網(wǎng)絡(luò)表可以由電路原理圖生成，也可以從已有的錢(qián)制電路板文件中提取。生成方法為：Design/Create Netlist,生成的網(wǎng)絡(luò)表如圖 7所示：用同步器新建PCB

12、文件。在電路圖Sheetl.sch里執(zhí)行菜單命令 Design設(shè)計(jì)/Update PCB更新PCB。出現(xiàn)如圖8所示對(duì)話(huà)框，點(diǎn)擊 Cancel按鈕即生成PCB文件。圖8 PCB對(duì)話(huà)框 定義相對(duì)坐標(biāo)圓點(diǎn)：Protel的PCB圖作圖區(qū)圖紙非常大，具體尺寸是99999milx 99999mil,相當(dāng)于公制的 2.5米X 2.5米左右，這么大的圖紙，PCB圖放在哪個(gè)位置繪制比較好呢？從方便移動(dòng)圖紙的角度考慮，如果繪制的PCB不大于10英寸X 10英寸時(shí)，那么，PCB圖的左下角應(yīng)該在絕對(duì)坐標(biāo)（X： 5000mil, Y： 5000mil）時(shí)比較合適，Protel的作圖區(qū)在第一象限，整個(gè)作圖區(qū)的左下角是絕對(duì)

13、坐標(biāo)園點(diǎn)，相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)定義在絕對(duì)坐標(biāo)（X ： 5000mil,Y: 5000mil）處，就相當(dāng)于繪制的PCB的左下角是相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)，這樣定義，移動(dòng)圖紙方便，計(jì)算PCB尺寸也很方便。用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄倒數(shù)第四項(xiàng)圖標(biāo)，就是像“井”字的圖標(biāo)，（snap grid單元格）。出現(xiàn)如圖9所示對(duì)話(huà)框，圖9移動(dòng)網(wǎng)格對(duì)話(huà)框把其中的欄目值改為1000,如圖，注意：沒(méi)有必要改為1000mil,這時(shí)候是英制，1000,Protel默認(rèn)為1000mil,也就是1英寸，ProtelPCB圖其它方面的設(shè)置，也是如此。用鼠標(biāo)點(diǎn)放置工具欄第七項(xiàng)圖標(biāo)，鼠標(biāo)光標(biāo)上出現(xiàn)一個(gè)十字，這就是放置相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)狀態(tài)，移動(dòng)鼠標(biāo)，觀察作圖區(qū)左邊最下

14、面的狀態(tài)欄的絕對(duì)坐標(biāo)值，移動(dòng)到（ X： 5000mil, Y：5000mil）處，點(diǎn)一下鼠標(biāo)左鍵，定義相對(duì)坐標(biāo)園點(diǎn)就完成了，如圖 10:二Mi。LWry - 1,飛卻J磔ted更始噌足也門(mén) 3= J Mt Hln*東口整 期再冏加 d%;二尢子 / xe ： cc甘1 3 2附“ t»ML 2 nl >i*編輯版word圖10坐標(biāo)尋找執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵/Place Track放置線(xiàn)，如圖11所示，鼠標(biāo)光標(biāo)上出現(xiàn)一個(gè)十字，這就是放置線(xiàn)的狀態(tài)。圖11放置線(xiàn)在PCB圖里放置線(xiàn)的方法和在原理圖里放置線(xiàn)的方法幾乎一樣，不好找到相對(duì)坐標(biāo)園 點(diǎn)，可以執(zhí)行 Ctri+End ,鼠標(biāo)光標(biāo)就移動(dòng)到相對(duì)坐

15、標(biāo)園點(diǎn)上了，放置一個(gè) 3000milx 3000mil的方框，如圖12所示:圖 12 3000milx 3000mil 方框用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄第七項(xiàng)圖標(biāo)，把定義的PCB放大適合整個(gè)作圖區(qū)。設(shè)置網(wǎng)格：網(wǎng)格的作用是元件布局、放置線(xiàn)、移動(dòng)元件編號(hào)等操作的參考，合理使用網(wǎng)格，是繪制出精美的 PCB圖的重要保證，執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵/Options選項(xiàng)/Layers。彈出層選 項(xiàng)對(duì)話(huà)框，選中Layers區(qū)塊System區(qū)塊的 Visible Gridl （可視網(wǎng)格1），并把 Visible Gridl 的值設(shè)置為100 。添加PCB圖庫(kù)文件：用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄第一項(xiàng)圖標(biāo)，打開(kāi)設(shè)計(jì)管理器， 選中Browse PCB頁(yè)

16、面，再用鼠標(biāo)點(diǎn) Browse區(qū)塊的下拉箭頭，選擇第三項(xiàng)Libraries （庫(kù)），如圖13 :圖13 PCB庫(kù)文件添加這些操作，和原理圖里添加庫(kù)文件的操作是一樣的，也已經(jīng)講到，Protel99SE添加庫(kù)文件，實(shí)際上就是添加數(shù)據(jù)庫(kù)文件，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件里同時(shí)存在原理圖、PCB圖文件和原理圖、PCB圖庫(kù)文件，在原理圖里添加數(shù)據(jù)庫(kù)文件只會(huì)添加原理圖庫(kù)文件，在PCB圖里添加數(shù)據(jù)庫(kù)文件也只會(huì)添加 PCB圖庫(kù)文件，絕對(duì)不會(huì)錯(cuò)位。用同步器更新PCB圖：在圖8的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下操作：執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵 /Options選項(xiàng)/Display顯示，如下圖彈出參數(shù)選擇對(duì)話(huà)框，可設(shè)置 PCB繪圖區(qū)頁(yè)面顯示風(fēng)格，用鼠標(biāo) 選中Co

17、lors頁(yè)面，Default Colors按鈕是默認(rèn)顏色，如圖 13所示，Classic Colors按鈕是古典 顏色，如圖8所示。用鼠標(biāo)點(diǎn)Preview Changes按鈕，預(yù)覽變化，也就是預(yù)覽更新結(jié)果，如圖 14,這個(gè)對(duì)話(huà) 框顯示的內(nèi)容是沒(méi)有錯(cuò)誤。MyUeeign.ddb 優(yōu)uf| backup ot ）白tl.Hcb圖14預(yù)覽更新結(jié)果點(diǎn)擊圖14中的Execute按鈕，原理圖元件對(duì)應(yīng)的 PCB圖封裝就放置到 PCB圖里了, 用鼠標(biāo)點(diǎn)作圖區(qū)上面的文件標(biāo)簽，選中電路圖BackupSheet1.pS再用鼠標(biāo)點(diǎn)主工具欄第七項(xiàng)圖標(biāo)，所有的元件和 PCB邊框適合整個(gè)作圖區(qū)，如圖 15:cup of S

18、heetl _Schrbu tiacicup at ne el I .Mcb圖15可以看到，PCB元件已經(jīng)放置到 PCB圖里了，第一次使用同步器更新PCB圖時(shí),PCB圖元件會(huì)被一個(gè)正方形的綠網(wǎng)罩住，用鼠標(biāo)拖動(dòng)這個(gè)網(wǎng)，元件也隨之移動(dòng)，刪除這個(gè)網(wǎng)，用鼠標(biāo)單擊這個(gè)網(wǎng)無(wú)元件的任何部位，按鍵盤(pán)上的Delete鍵，就刪除了這個(gè)綠網(wǎng)，以后再更新 PCB圖時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)了。再把所有的元件和PCB邊框適合整個(gè)作圖區(qū)，將元件拖放進(jìn)去，按照原理圖調(diào)整布局后如圖16所示：4-WiU/Debiyn.ddb Uaukup ul Sheetl.ScJi Rarkup nf 8ln?el1 Pch圖16調(diào)整布局后3. 2布線(xiàn) 修改線(xiàn)寬：DESIGN】/【RULES】調(diào)出修改規(guī)則對(duì)話(huà)框點(diǎn)擊Width Constraint（最后一個(gè)）,點(diǎn)擊p