電路原理圖與電路板設計實驗報告

1、電路原理圖與電路JI 9 5 DT V Z學院： 班級：_ 專業(yè)：_ 姓名：_ 學號：_ 指導老師:實驗報告專業(yè)班級姓名完成日期學號 同組者姓名 成績評定_實驗題目：（一）原理圖設計環(huán)境畫原理圖實驗 實驗目的:1. 熟練PROTEL99Se勺原理圖編輯環(huán)境。2. 掌握常用管理器，菜單的使用，電氣規(guī)則檢查。3. 掌握元器件的調用，屬性含義。實驗內容:教材：1.1,121.3,1.4 環(huán)境熟悉2.122工具條對象，器件調用2.324菜單使用，元件屬性修改4.2練習1-練習8實驗儀器：P ROTEL99S軟件實驗步驟:(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按鈕將元件放在

2、原理圖中次空格鍵使元件逆時針旋轉 90放置元件時需要使用如下所示快捷鍵: 空格鍵：每單擊 度。TAB鍵：當元件浮動時，單擊 屬性編輯窗口。TAB鍵就可以顯示(7)X鍵：元件水平鏡像。丫鍵：元件垂直鏡像。連接導線。使用劃線工具連接導線。放置電源，地線和網絡標記。放置電源和地線標 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。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。 電氣規(guī)則檢查。使用 Tool/ERC菜單，對畫好的 原理圖進行電氣規(guī)則檢查，檢查完畢后，出現報 表信息，就可以進行下一步。原件圖元件列表。

3、使用 Edit/Ex port to Spread菜單，按照向導提示進行操作。（8）建立實驗截圖:網絡表。使用菜單 Desig n/Netlist。vecC2Vicc4l r3vto1LC0N4 TGNDlOlLfR3 30KL4KAR?20KClHHlOuhR4 20KR3IK|Rfi15KC3T12(hiF|R：JKta4 口F hd.Hidt Fi 料對ret (pCft_Hi ajTL.tljPhPCB- PCtt l/ijy OwtasJS* fxOEDKQwrn- GJipaNafTW 如p巧rV U笫 CiBTlMrtWXj CtfUWJffiJjrttltlqt Emawlgl

4、lU阿 口BTporwi Li riZ a s Gavp*ncLrUUR吐jftWSWfSjf曰I 曲cimrtiBtJis* rjitjI忑Ju劉丄4i迥削a曲:甜| 3 -401注意事項:連線：從器件的端點開始到端點結束，不要多余的線，按空格旋轉原件；P AGEDOWN P AGEUO放。實驗報告專業(yè)自動化班級1302 姓名張鵬濤學號 201323020219完成日期同組者姓名成績評定 實驗題目：（二）原理圖練習實驗 實驗目的:1. 掌握層次電路圖設計方法。2. 了解層次電路原理圖各圖之間的關系。3. 熟悉頂層圖，子圖的生成方法。實驗內容:教材：2.4,4層電路圖菜單使用參考33頁（5）（

5、 6）實驗儀器：P ROTEL99S軟件實驗步驟:1. 從圖紙符號建立子原理圖。菜單 Design/Create Sheet From Symbol 用于生成 頂層圖紙符號對應的分原理圖。號，如圖(1) 首先在頂層原理圖中生成圖紙符(2) 生成圖紙符號對應的分原理圖“整流”，“穩(wěn)壓”。 啟動菜單 Design/Create Sheet From Symbol 光標變成 十字，用這個十字光標，用這個十字光標單擊圖紙整 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。實驗截圖：2. 在穩(wěn)壓和整流的分原理圖中畫出

6、整流和穩(wěn)壓電路如 圖二，三所示。3.1、O端口和網絡標號的有效范圍。4. 從分原理圖建立圖紙符號。菜單Desig n/Create Symbol from Sheet用于從分電路圖形成圖紙符號。筲號,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 十字的光標單擊總圖中的圖紙符號，就進入了分電 路圖，若用變成十字光標單擊分圖的端口就進入了 總圖。FileNsiiie：FikNaitftfVI|dcNgOUT屮OUT.M780SCT(3)I GNDtGND說明：用總圖和分圖的設計方法設計電路是一個很好 的設計方法，它可以使整個

7、設計思路清楚，尤其對于 復雜的電路圖，這個特點就更明顯，但是一定要注意 網絡標記，端口的使用范圍，這一點在形成網表時特 別需要注意。注意事項：1. 在頂層電路圖中，圖紙符號(Sheet symbo)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. 層次電路圖出現多張圖紙，需要修改圖紙編號(number)，修改方法：Design-0ptions-Organizations o實驗報告專業(yè)自動化

8、班級1302 姓名張鵬濤學號 201323020219完成日期同組者姓名成績評定 實驗題目：（三）原件圖繪制實驗 實驗目的:1. 掌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用 方法。4. 理解元件庫的作用，庫的創(chuàng)建與修改。實驗內容: 教材:1. 教材：3.4畫原件圖示例2. 教材：87頁，練習9畫多原件芯片U9及其在原理 圖中的調用。實驗儀器：P ROTEL99S軟件實驗步驟:1. 啟動 P rotel 99SE,建立設計數據庫文件“ MyDesign2.ddb”，存入實驗一在D盤建立的文件夾， 新建原理圖文件“放大器”，進入原理圖設

9、計器，設置 畫圖環(huán)境；2. 裝入常用元件庫(Miscellaneous Device.ddb、 Protel DOS Schematic Libraries.dc)個有電氣連接意義，一個沒有電氣連接意擊一次鼠標右鍵。可以通過屬性對話框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都是 放置線 義。單擊放置工具命令，在起始點單擊鼠標左鍵，拖 動鼠標，在拐彎處單擊左鍵，結束處單擊左鍵，然后 單擊右鍵，此時仍處于畫線命令狀態(tài)，要結束畫線命 令狀態(tài)，再單 設置線形。欄目就是5. 放置電源地線，執(zhí)行菜單命令Place放置/Power Port 電

10、源端口，按空格鍵旋轉電源端口；更改電源屬性， 雙擊電源端口，彈出電源屬性對話框，Net欄目的下拉箭頭。網絡標號的作用和電源地線的作用電源端口連接的網絡名稱，這里改為+5V接地的NET 設為GND;更改電源端口類型，電源端口類型實際指 的是電源種類，用鼠標點Style6放置網絡標號，口， 號。是相同的，電源地線可以理解成一種圖形化的網絡標上面已經介紹過電源端口的作用：如果一個原理圖里有多個相同網絡名稱的電源端口，那么，這些相 司網絡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絡標號， 那么，這些相同的網絡標號在電氣連接意義上也是是 相連的。用Place Wi

11、re延長引腳，執(zhí)行菜單命令 Place放置 /Net Label網絡標號。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。實驗截圖：注意事項: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。實驗報告專業(yè)自動化班級1302 姓名張鵬濤學號 201323020219完成日期同組者姓名成績評定 實驗題目：（四）電路板圖環(huán)境試驗 實驗目的:1. 理解電路板圖和原理圖之間的關系。2. 理解網絡表生

12、成及其作用，網絡表所包含的內容。3. 掌握由原理圖（網絡表）生成電路版圖的步驟方法, 錯誤原因及其修改。實驗內容:1. 熟悉電路板設計環(huán)境6.1 2.300 頁 12.2 練習 1實驗儀器：P ROTEL99S軟件實驗步驟:1. 啟動 P rotel 99SE,調入設計數據庫文件“ O219.ddb”;MyDesign2.ddb” 建立工程文件2. 新建畫元件圖文件(Schematic Library Documen)， 名稱改為“元件”；擊“元件”文件，進入元件編輯器，觀察元件管理器Browse Schlib和元件作圖區(qū)；4畫出一個555定時器原件圖；(1) 在元件管理器窗口有一個默認元件名

13、稱 Component,先米用該名稱為新建兀件名稱，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 應與坐標原點重合，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置 方法；Pin Len gth中輸入Global，進入全局編輯狀態(tài)，在設置(5) 設置管腳長度，在屬性對話框中管腳長度，單擊Change Scope為 Change Mathchi ng Item In Current Docume nt,單 擊OK,也可設置管腳名稱、序號到元件的距離

14、；(6) 隱藏電源地線管腳，電源地線管腳一般不顯示，應 將電源地線的Hidden選項選中；(7) 改名，Tool/Rename將名稱改為“ 555”；(8) 設置元件默認屬性，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)生成網絡表，并建立 PCB圖，導入，并人工布線 如圖二所示，附銅之后的圖如圖三，圖四所示。實驗截圖:圖一：&NDTBIGUERR： fCvcc1X.SGDISCKGIFOUT THOLDu5 CVOEIf

15、lOVTJPgCON-IIFClO.OILT:CTO.IIT113o eUdQoo oo o oDoIdin茁o o o oT31309oo9OODinTfwaOla圖四:U1BeRLoR6oR1oL |0RBol 0CTo oClo o注意事項：DesignCreate Netlist。1. 網絡表的生成：原理圖界面：2. PCB的生成：先建立PCB文件，然后在PCB界 面：DesignNetlist（網絡表）。3. 封裝庫的添加：寸裝庫的位置路徑如下：安裝目錄Add/Remove 添力口 Miscellaneous.ddb,General IC.ddb 等。/LIBRAR Y/P CB/G

16、ENERIC FOOT PRINTS/*ddb實驗報告專業(yè)自動化班級1302 姓名張鵬濤學號 201323020219完成日期同組者姓名成績評定 實驗題目：（五）人工畫電路板實驗 實驗目的:1. 掌握人工畫電路板的方法，了解電路板設計流程。2. 掌握由原理圖（網絡表）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。實驗內容：教材：301頁練習2 實驗儀器：P ROTEL99S軟件實驗步驟：按照畫原理圖的方法畫出如圖的原理圖，并添加相對 應的封裝名稱，確保庫中存在的封裝。畫好的原理圖如圖所示:PCB頁面導入網絡表進行排元器。一般然后生成網絡表，件

17、和設定板子形狀之后就可以進行人工布線了的布線規(guī)則如下：1. 得到正確的原理圖和網絡表手工更改網絡表將一些 元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相 通的網絡上沒任何物理連接的可定義到地或保護地等。2. 畫出自己定義的非標準器件的封裝庫。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大小的焊盤對于3mm的螺絲可用 6.58mm的外徑和3.23.5mm內徑的焊盤對于標準 板可從其它板或PCB Wizard中調入。4. 打開所有要用到的PCB庫文件后調入網絡表文件。些類似于實驗板的布線5. 根據情況再作適當調整然后將全部器件鎖定假如板 上空間允許則可在板上放 區(qū)對于大板子應在

18、中間多加固定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加固定螺絲 孔有需要的話可在適當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 螺絲孔焊盤的網絡定義到地或保護地等。6. 制訂詳細的布線規(guī)則象使用層面各組線寬過孔間距布線的拓樸結構等在不希望有走線的區(qū)域內放置FILL填充層如散熱器和臥放的兩腳晶振下方所在布線層要FILL上錫的在Top或Bottom Solder相應處放PLL小信號7. 對部分重要線路進行手工預布線如晶振 模擬電路等預布線完成后存盤。Lock AllUNDO 一次8. 對自動布線功能進行設置請選中其中的P re-Route功能然后開始自

19、動布線。9. 假如不能完全布通則可手工繼續(xù)完成或 千萬不要用撤消全部布線功能它會刪除所有的預布線 和自由焊盤過孔后調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)現原理圖有錯則應及時更新原理圖和網絡表手工 更改網絡表同第一步并重裝網絡表后再布。率輸出線等加粗某幾根繞得太多的線重布分不必要的過孔再次用 VIEW3D功能察看實際效果。10. 對布線進行手工初步調整需加粗的地線電源線功 消除部11. 切換到單層顯示模式下將每個布線層的線拉整齊 和美觀手工調整時應經常做 DRC因為有時候有些線 會斷開快完成時可將每個布線層單獨打印出來以方便 改線存盤。12. 全部

20、調完并DRC通過后拖放所有絲印層的字符到 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縮小最后再放上印板名稱設計 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 線網絡的覆銅盡量用八角形而不是用圓弧來包裹焊盤 最終要轉成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。 實驗截圖：布線之后的圖形顯示:pMii *JS ：5FZ?!：SSSS3S： glflll曠SBp140l

21、liiI rIi rI:_il=rmisss H：|bii iwi|ii isnsEnnsnssSssi：!正面附銅之后圖形顯示:z-eio-1oIBS 000!7II1.11 11:R1T嚴叫,a :, A I-K ” r-#.-.-l.Sfnmif.- .4，I二，一-忑K寸-取消芋戎：圖元枠向專管即欄格排列(FGA走義焊盤版圖5悍盤如何相關位養(yǎng)。焊盤距離信類型取消 I 退回(B)下一步環(huán)Bfnm取消退回回下一步凹-1川冬三:元件向寫菅柵格排列(|選擇焊盤命名隔格怖希望焊盤如何特定?伙下表迭擇指定類型:O圖四:管腳柵格申馬Mpg曲定賈封裝版囹通過選擇特征值定文FPGA封裝的版圖.剪切塊0O

22、Qt-叫 j I 0；0-=*+- -行和列取消退回國T缶區(qū)冬五:直接畫元件封裝庫：Cancel啟動元件封裝編輯器，進入元件封裝編輯環(huán)境。 單擊Add按鈕，進入向導第一步時，單擊 按鈕。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)境設置窗口將 Snap柵 格設置為0.5mm可視柵格設置成5mm。按照扭字開關的尺寸，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。編輯焊盤直徑X-Size和Y-Size等于3mm，設置焊盤孔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

23、。(7)在Top Overlay層畫元件形狀。使用Place/Track 工具畫元件圖形。使用Tool/Rename菜單更改元件圭寸裝名稱，畫 好的元件如圖六所示。圖六:BSBBBHZBZB1b_.JrIr12jB333333：I IIIHMIIII IIIIIII 么直接畫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lOOmil，設置焊盤孔Hole Size等于0mm。順序為， 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。圖七:42051313717816注意事項:I. Pad屬性的修改2.Special past 的使用3.Glo

24、bal菜單的使用實驗報告專業(yè)自動化班級1302 姓名張鵬濤學號 201323020219完成日期同組者姓名成績評定實驗題目：(七)自動布線畫電路板實驗 實驗目的:1. 熟悉電路板繪制過程，元件封裝庫的添加，編輯。2. 自動布線的過程，布線結果的檢查優(yōu)化。3. 板子各個尺寸的定義，進行元器件的合理布局練習。實驗內容：教材：教材189頁練習1-練習5 實驗儀器：P ROTEL99S軟件實驗步驟:(1)原理圖設計如圖所示，畫元件是把封裝名稱寫 在封裝框中，在進行DRC檢查后，建立網絡表。(2)在 一的基礎上建立電路板圖文件，將網絡表將網絡表調入電路板圖中。(3)在二的基礎上，對調入的元件進行人工布局

25、。 畫板圖：首先在禁止層(Keepout Laye)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 Depth 在彈出的窗口中設置推開次數為 2次，然后選擇Auto 個元件，就可Placement/Shove后，用鼠標隨意單擊 以看到所有的元件都被推開了。人工布置元件：使用鼠標移動原價，原則是所有的連 線最短，左邊信號進，右邊信號出，連接器放在電路 板邊緣。(4) 在四的基礎上進行人工布線：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

26、秒種后，自動布線完畢，如圖(5) 在三的基礎上直接修改網絡表，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個網絡管理窗口中進行操作，如圖三。實驗截圖:畫好的電路板圖:an16 IS L-l kJ I】H UCZI2K(-1HIlofV：心JL101214151617ItWJIXIIKWcmRP1D IDR2 oI口 I ogapo o o ng261OOOOOQOOO 口o o o o e o o o o oc6TO OOOOOOOODI0 0000000000R2 DI o o o|2P0T2RPl9 inI 5O0OOOOODOO

27、OOOOOO注意事項:1. 布線之前先應該在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. 電路板電路的補充。3. 二極管圭寸裝的修改。實驗報告專業(yè)自動化班級1302 姓名張鵬濤學號 201323020219完成日期同組者姓名成績評定實驗題目：(八)電路板繪制綜合實驗 實驗目的:1. 熟悉由原理圖到電路板圖設計的整個流程。2. 了解基本的布局布線規(guī)則，進行規(guī)則的添加與修改。3. 掌握布線的調整，錯誤的修改，布局布線高級功能 的使用。實驗內容：教材：192練習5練習14 實驗儀器：P ROTEL99S軟件實驗步驟:(1)在實驗七的基礎上，將網絡表進行分類，現在要求將 Ne

28、tRP1_13, NetRP1_15, NetRP1_1 三個網絡合并成一類，并起名為New_Classes對已經畫好的電路板圖建立地線和電源線的 From-to網絡，就是使電源連線的源頭在 J1的一 腳，而地線的源頭在J1的20腳。這種連線方式 又稱為星型連接（如圖一），常用在低頻電路的抗 干擾布線設計中。對電路圖中的元件進行分類，把 C1，R1，R2歸 為一類，并賦予類名為NetClassl,如圖極管和石英晶體在實際中經常需要對某些焊盤進行同意編輯，這 就需要將這些焊盤分為一類，試對電路板圖的焊 盤進行分類，將電阻，電容 的焊盤分為一類。(5)(6)試畫4層電路板圖（信號層和內層如圖三），要求 電源和地線放在2個內層平面，板尺寸為1260mil*2240mil。中，將試將網絡表導入（5）生成的電路板 PCB 電源VCC網絡放置在內層平面1