电子线路CAD设计报告.doc

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1、目录1、课程设计目的.32、课程设计题目描述与要求.33、课程设计报告内容.64、 设计结论和心得体会.115、 参考书目.131、 课程设计目的 课程设计以电子线路CAD软件设计原理为基础，重点在硬件设计领域中实用的电子线路设计软件的应用。使学生掌握电子线路设计中使用CAD的方法。为后继课程和设计打下基础。 通过电路设计，掌握硬件设计中原件库的建立，原理图设计，器件布局，PCB设计等硬件设计的重要环节，掌握Altium designer 软件的使用。2、 课程设计题目描述与要求2.1基本要求： 绘制变压器的原理图库文件：根据原理图利用软件正确绘制能用于PCB设计的变压器原理图库文件； 绘制变

2、压器的印刷电路板库元件：根据变压器的俯视图，利用软件正确绘制印刷电路板变压器的库文件； 绘制原理图：根据所给的PDF格式原理图及原理图库文件等资料，利用软件绘制符合要求的原理图； 绘制PCB板：根据所绘制的原理图，元器件清单，封装信息，印刷电路板库文件等资料，利用软件将原理图导成PCB图，设置PCB的布线规则，绘制符合要求的PCB板。PCB板需要满足以下要求：l 要求PCB板尺寸不大于180mm*120mm,在满足要求的前提下尽可能小；l 元件排列整齐，接插件（与外部相连的接线）要放在板的边沿；l 线宽GND=40mil，VCC=40mil,属于强电部分的线宽也需设置为=40mil, 其他线宽

3、=13mil。2.2元件封装要求：CAP0.10.1uFCAPC1, C6, C7, C8, C9, C106CAP0.122PCAPC2, C32CAP0.11000pFCAPC4, C52D0.31N4148DIODED1, D2, D3, D4, D55TO92BDS18B20DS18B20DS1温度传感器1ELECTRO1.022uF/25VELECTRO2E1, E6Electrolytic Capacitor2ELECTRO1.64700uF/35VELECTRO2E2, E4Electrolytic Capacitor2ELECTRO1.44700uF/35VELECTRO2E3

4、, E5Electrolytic Capacitor2LED1-5LED_PWR+LEDL11LED1-5LED_PWR-LEDL21LED1-5L_VOLLEDL31LED1-5L_FRELEDL41LED1-5L_TEMLEDL51LED1-5L_MUSLEDL61LED8ALED8BLED8BLED1, LED2, LED3, LED44HPT304HPT304PTPT11TO92B2N2222NPN3Q11R080510kRES2R1, R2, R7, R11, R14, R16, R18, R26, R33, R4710R08051KRES2R3, R4, R5, R6, R9, R

5、10, R20, R21, R22, R23, R24, R25, R27, R28, R29, R30, R31, R32, R34, R35, R36, R37, R38, R39, R40, R41, R42, R43, R44, R46, R49, R50, R51, R52, R53, R54, R56, R5738R0805470RES2R8, R452R0805820RES2R121AXIAL0.6240K/1WRES2R13, R15, R17, R194R08053KRES2R48, R55, R58, R59, R605B3F40551SW-PBS11B3F40552SW-

6、PBS21B3F40553SW-PBS31B3F40554SW-PBS41B3F4055RESETSW-PBS51B3F40555SW-PBS61B3F40556SW-PBS71B3F40557SW-PBS81B3F4055SESW-PBS91TEST_PINVINTEST_PINTP11TEST_PINPOTEST_PINTP2, TP32TEST_PINVCCTEST_PINTP41TEST_PINVEETEST_PINTP61TEST_PINBUZTEST_PINTP71DIP40PIC16F887PIC16F887U11DIP8TL082MCP6002U2, U32DIP8LM393L

7、M393U41DIP1474HC16474HC164U5, U7, U8, U104TO220SR37805H7805HU61TO22079057905U91POT1100POT2VR1Potentiometer1XTAL34MHz4MHzXTAL1Crystal Oscillator1ZENZER0.34.7VZENER1ZEN1Zener Diode11283、课程设计报告内容3.1、变压器的原理图和PCB封装绘制 首先新建一个原理图库，保存并命名为My.Schlib。再新建一个PCB库，保存并命名为My.Pcblib。根据变压器原理和尺寸图绘得变压器的原理图及PCB图如图所示：Part

8、BPart A3.2、原理图设计 第一步：新建PCB工程，再新建原理图和PCB，将原理图和PCB都保存在PCB工程下。 第二步：打开原理图，设置原理图参数，在库面板中安装老师给的原理图库，PCB库和自己画的My.Schlib和My.Pcblib。第三步：根据所给原理图，在相应的原理图库中取得元件放在原理图中适合位置并设置好元件参数，接着就是连线，放置网络标号，总线等。画原理图的时候按模块来画的，并力求原理图紧凑、美观。第三步：画好之后，保存（谨记）并进行编译（即电气规则检查），在Messages面板中查看编译结果，针对结果，一一排除错误和警告，直至编译无误。 原理图设计最终结果3.4、PCB设

9、计 第一步：在之前建好的PCB页面下，设置板的参数。在禁止布线层设置PCB板的长度和宽度（180mm*120mm）,并设置好板子的形状，并保存（谨记）；第二步：在原理图下，将原理图导入到PCB中（在导入过程记得将库文件都加载进去，如果有错误，要一一排查）；第三步：进行元件布局的工作，把接插件放在板的边沿，强弱电部分要隔开来，最好按照模块来对板子进行模块布局，元件要排列整齐（使用对齐的功能）；元件布局的总基本原则：先布局与机械尺寸有关的元件，然后是电路系统的核心元件和规模较大的元件，最后再布局电路板的外围元件； 第四步：设置布线规则的设置，如下所示：GND=40mil，VCC=40mil,属于强

10、电部分网络的线宽也需设置为=40mil, 其他网络线宽=13mil； 布线规则的设定第五步：布线。先自动布线，自动布线结束后，仔细修改自动布线中出错或者布得不好的地方，进行手动布线，手工调整的方法来对自动布线后的某些元件和布线走向等地方进行调整，从而优化PCB的设计效果；第六步：进行PCB板的DRC检查（即对PCB板进行设计规则检查）；第七步：文件存储及打印。对PCB设计过程中产生的各种文件和报表进行存储和输出打印，以便对设计项目进行存档。设计结果如图所示： 丝印层 顶层信号层 底层信号层 总体PCB图4.设计总结与心得体会最终板子PCB板尺寸：156mm*119mm，比事先在禁止布线层设置1

11、80mm*120mm尺寸来得小，布局较为紧凑，整个PCB板都是手工布线完成。整块板子布完仍存在的一些不足之处：板子的布局不是很好，两部分的强电模块没把它放在同个地方，而且强电模块最好其他无关的线不要经过，免得信号受到干扰；还有就是布局时按键模块布在中间不大合理，结合现实来讲，布在右下角会来得更佳。（因为之前布局已经定下去，布线也布结束后才发现之前没考虑好布局，布线结束后布局就不好再去大面积的改动了，所以最终板子这些不足之处有待改进）4.1设计感想还没上CAD课设之前，自己就有接触过Altium designer这软件，但只会原理图绘制，PCB板布局布线等还不会，通过这次的课设，我加深了原理图绘

12、制的底子，也学会了如何正确使用Altium designer软件进行绘制元件的原理图和PCB封装，同时也掌握了PCB板的布线布局等，第一次圆满的完成了CAD整个课程设计，从中学到了很多知识，很有成就感。整个课设课设做下来，自己也遇到挺多问题，但出现现问题不可怕，通过对问题的排除不仅使我们更加熟悉对Altium designer软件的应用，也使得我们对原理图和PCB的设计有了更深刻的认识，因此问题的出现对我们来说反而是一件幸运的事。虽然我完成了这次课程设计，但我深知我们的知识水平还不够，要想真正熟练掌握Altium designer软件还需要很长的路要走，特别是在PCB布线这方面设计到的还有很多

13、的知识，这需要一定时间和经验积累。总之，这次课程设计让我受益匪浅，让我对专业学习产生了较为浓厚的兴趣，为后续的专业课学习产生了积极的推动作用。4.2设计中遇到的问题及个人的一些小建议提醒遇到的问题： 1：画变压器的原理图库时，将变压器的引脚给放反了，导致最后由原理图生成的PCB板里的变压器网络出现错误，引脚悬空掉；2：画完原理图，对原理图进行电气规则检查，编译时，原理图库文件没有加载全，导致编译出现很多错误，主要原因是原理图里的元器件不在加载进来的原理图库文件里，将对应的原理图库安装进来即可解决；3：:将原理图导成PCB的时候，第一次是忘记将建好的PCB文件和原理图文件放在同个工程下，导致出现

14、很多错误，因此建好工程相当重要；第二次是因为没有把元器件的PCB库文件完全加载进去，导致原理图里面很多的元器件找不到对应的封装，将原理图中用到的对应PCB库库加载全即可解决；4：由于之前没认真看好封装信息，画完原理图发现电阻和电容有两种封装，自己在画的时候没注意，导致最后画完要电阻电容的封装要一个个检查过去，工作量较大；建议： 1：随时保存的习惯，很多时候出现问题的原因是自己忘记了保存这一步骤； 2：能熟悉各种快捷键的使用，这样可以加快自己进度，既方便又节约时间； 3：在PCB板可以让同个网络高亮显示，我们可以利用好这一功能，寻找布线的最佳路径； 4：懂得利用一些快捷操作，如元器件的查找功能，

15、还有要懂得如何将原理图和PCB联系在一起，点击原理图的某个元件，在PCB板中即可高亮显示该元件，这样有利于我们布局的方便； 5：自动布线存在很多的不足之处，最好能够手工布线； 6：晶振电路的布局要特别注意，要紧靠MCU; 7：在丝印层最好把元件标号移动到对应封装的适合位置，有利于日后的工作； 8：原理图的绘制过程，注意原理图有无虚接的情况以及网络标号的连接； 9：工程一定要建好； 10：经常我们会遇到各种问题，出现问题找同学老师帮忙是一种方法，同时要善于利用网络资源，比如百度等来解决问题。参考书目：1： 江思敏，胡烨，Altium Designer (Protel)原理图与PCB设计教程，高等院校EDA系列教材，机械工业出版社。2：零点工作室，张睿，Altisum Designer 6.0原理图与PCB设计，电子工业出版社。忽略此处. 12