電子線路cad課程設計報告

電子線路CAD課程設計一.實訓目的：1.熟悉原理圖編輯器的功能與使用方法；掌握原理圖元件及元件庫的使用，元件的放置與編輯、電路原理圖的設計以及報表、原理圖輸出等技巧與方法。2.熟悉印制電路板的設計流程，掌握元件封裝庫的使用和元件封裝的放置方法。3.掌握PCB繪圖工具的操作使用方法和PCB設計規(guī)則。4.掌握布局和布線等印制電路板的設計知識。5.掌握PCB報表的生成和PCB圖打印輸出方法。6.掌握印刷電路板的設計流程。實訓內(nèi)容本次設計選擇單片機控制系統(tǒng)，主要是熟練運用DXP作出最小單片機系統(tǒng)的電路圖，以下通過介紹最小系統(tǒng)的各部分電路的電路圖及原理，通過在DXP上繪制原理圖，檢查并修改錯誤，最后生成完整PCB板。設計原理和思路1.最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)單片機即單片微控制器，是在一塊芯片中集成了CPU〔中央處理器〕、RAM〔數(shù)據(jù)存儲器〕、ROM〔程序存儲器〕、定時器/計數(shù)器和多種功能的I/O(輸入和輸出)接口等一臺電腦所需要的基本功能部件，從而可以完成復雜的運算、邏輯控制、通信等功能。單片機最小系統(tǒng)電路主要集合了串口電路、USB接口電路、蜂鳴器與繼電器電路、AD&DA轉(zhuǎn)換電路、數(shù)碼管電路、復位電路、晶振電路和4*4矩陣鍵盤等電路。如下介紹幾種簡單的電路設計。下列圖是本次設計的的幾個有關電路圖總體框圖：單單片機F80C51待擴展數(shù)碼管電路串口電路待擴展數(shù)碼管電路串口電路(MAX232) AD&DA轉(zhuǎn)換 Max232AD&DA轉(zhuǎn)換 蜂鳴器蜂鳴器(Bell)4*4矩陣鍵盤(SW_BP16)4*4矩陣鍵盤(SW_BP16) 圖1總體設計框圖2各電路的原理分析〔1〕串口電路設計51系列單片機片內(nèi)有一個串行I／O端口，通過引腳RXD(P3．0)和TXD(P3．1)可與外設電路進行全雙工的串行異步通信。串行端口的基本特點

8051單片機的串行端口有4種基本工作方式，通過編程設置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同應用場合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以擴展單片機的I／O電路；方式1多用于雙機之間或與外設電路的通信；方式2，3除有方式l的功能外，還可用作多機通信，以構(gòu)成分布式多微機系統(tǒng)。串行端口有兩個控制寄存器，用來設置工作方式、發(fā)送或接收的狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率(每秒傳送的位數(shù))以及作為中斷標志等。在一定條件下，向陽UF寫入數(shù)據(jù)就啟動了發(fā)送過程；讀SBUf就啟動了接收過程。串行通信的波特率可以程控設定。在不同工作方式中，由時鐘振蕩頻率的分頻值或由定時器Tl的定時溢出時間確定，使用十分方便靈活。

串口電路設計主要是采用RS232與上位機PC相連，驅(qū)動串口電路則使用MAX232芯片進行設計，九孔串針用Dconnector代替處理。電路設計如圖1所示。圖1串口電路設計〔2〕蜂鳴器設計蜂鳴器一般作為報警功能使用，結(jié)構(gòu)比較簡單，使用起來很方便。蜂鳴器設計電路如圖2所示。圖2Bell設計電路(3).AD&DA轉(zhuǎn)換器設計AD轉(zhuǎn)換器也就是模數(shù)(AnalogtoDigital)轉(zhuǎn)換器，即將模擬量(如電壓、電流等)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量顯示。設計采用了TI公司的AD芯片AD-TLC5649，這是一種低價位、高性能的8位AD轉(zhuǎn)換器，是以8位開關電容逐次逼近的方法實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。DA轉(zhuǎn)換器就是數(shù)模(DigitaltoAnalog)轉(zhuǎn)換器，即將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，選用TLC5620，自己制作元件庫。AD&DA轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。圖3AD&DA轉(zhuǎn)換電路(4).待擴展四位8段數(shù)碼管的設計數(shù)碼管電路設計如圖4所示。圖4數(shù)碼管的電路設計(5).4*4矩陣鍵盤的設計在按鍵數(shù)量較多的場合，矩陣鍵盤與獨立按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多的I/O口。矩陣鍵盤的按鍵設置在行、列線的交點上，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端。列線通過上拉電阻接到+5V。平時無按鍵動作時，列線處于高電平狀態(tài)，而當由按鍵按下時，列線電平狀態(tài)將由與此列線相連的行線電平?jīng)Q定。行線電平如果為低，則列線電平為低；行線電平如果為高，則列線電平亦為高。這一點是識別矩陣鍵盤按鍵是否被按下的關鍵所在。該電路中還有一個與門，這個與門用來產(chǎn)生中斷信號，當鍵盤中沒有鍵按下時，所有行線的輸出都應為低電平，以區(qū)別于列線狀態(tài)，當矩陣鍵盤中任何一只鍵按下時，與門輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，向CPU申請中斷，由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。因此各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號配合起來并作適當?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。矩陣鍵盤的電路設計如圖5所示。圖5矩陣鍵盤總電路設計原理圖如圖6圖6電路原理圖和PCB設計圖繪制1.元器件的繪制準備工作原理圖的繪制之前都需要裝載元器件庫，選擇“元器件“，在如下窗口中找到自己需要的元器件安裝。由于元器件庫里大部分的元器件都沒有，所以大部分都需要繪制，建立自己的組件庫。繪制元器件的過程如下：打開DXP軟件，在文件菜單欄里面創(chuàng)建原理圖元件庫，就會產(chǎn)生一個以Schlib為后綴的文件，在編輯區(qū)的中心有一個十字坐標軸將元件編輯區(qū)分成4個象限，但是我們一般在第四象限繪制。根據(jù)原理圖上面器件的形狀，在放置一欄中放置元件的外形，再依次放置引腳，引腳的標注根據(jù)需要而修改，并且設置管腳屬性，最后設置元件的屬性，其中包括元件的封裝和仿真參數(shù)。圖7創(chuàng)建器件庫這里還要介紹一下元件的封裝。也是在文件菜單欄中創(chuàng)建PCB庫，在工具一欄中選擇新元件，在元件封裝向?qū)У闹敢乱?guī)定封裝的形式和引腳規(guī)格，這包括封裝的類型和各引腳之間的距離，引腳的大小等等，最后保存。同時要在之前畫的元件的圖中找到此封裝，將兩者關聯(lián)起來。這才算完成一個元器件的繪制。這里列舉兩個元器件圖：1、AD轉(zhuǎn)換部分：TLC5649和5620都是AD轉(zhuǎn)換部分使用到的芯片，這里是自己繪制的，包括封裝。2.接著按照上面設計思路繪制原理圖。編譯結(jié)果如圖8圖83.PCB圖的繪制原理圖的“項目管理”菜單欄中選擇“追加新文件到項目中”的“PCB文件”，就打開了PCB文件，首先要保存。最初要設置PCB板子的規(guī)則，包括導線的寬度、板子的層數(shù)、孔的大小等。然后，在機械層畫出板子的大小，并且以能放進所有元件切板子小而優(yōu)，導入網(wǎng)絡表和元器件封裝，這就要檢查其中是否有錯誤，我們發(fā)現(xiàn)有幾處的封裝做的不是很完整，所以進行了修改〔如果看不見原理圖，可縮小再看〕，將其移近所畫范圍中，我們可以看見其中的飛線，那是說明這其中的連接。然后手動布局，將所有器件移到最適合的位置，根據(jù)最初的設計規(guī)則，在一層或者兩層連線〔注意連線的過程中在轉(zhuǎn)折處不要形成直角，否則會尖端放電，并且連線之前要考慮全局，不要給自己造成無路可走的局面〕，也可自動布局。當所有的連線完成，調(diào)整布線的布局使其更加美觀?！矆?zhí)行變化情況〕布局完成后，進行布線規(guī)則設置，線寬設置10英寸，新建power設置15英寸，再進行其他設置布線規(guī)則設置好之后，進行自動布線操作，再進行加淚滴，手動布線修改，最終完成PCB板如下〔最終覆銅加淚滴〕最后進行DRC檢查。點擊菜單欄工具→設計規(guī)則檢查，會自動彈出設計規(guī)則檢查器，點擊運行設計規(guī)則檢查即可，出現(xiàn)如下列圖所示圖形，說明還有錯誤。假設有錯誤，根據(jù)錯誤提示查找并改正，直到?jīng)]有錯誤為止，本人新手暫時還不太會改正，希望以后多加練習。修改完成后圖11DRC檢查結(jié)果最后在查看里面看下3D效果思考題試述PCB圖的設計流程。一般PCB基本設計流程如下:前期準備〔包括元件封裝等〕->PCB結(jié)構(gòu)設計->PCB布局->布線->布線優(yōu)化和絲印->網(wǎng)絡和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查->制版.電路的元件自動布局要做那些準備工作？執(zhí)行自動布局的命令有那些？元件自動布局有那些局限性？準備主要是設定自動布局的設計規(guī)則，把原理圖布局做好，電源線自己畫最好。元件自動布局效果比較差。電路的自動布線要做那些準備工作？執(zhí)行自動布線的命令有哪些？自動布線有哪些局限性？假設需局部手動布線,應如何操作?準備：1〕設定自動布線的設計規(guī)則，使自動布線按照自己的要；2)鎖定已經(jīng)完成的布線和不需要改動的網(wǎng)絡。3)設置自動布線的參數(shù)。命令：首先Design/Option/Layers中選定信號層(SignalLayers),一般選底層和頂層；然后執(zhí)行菜單命令Design/Rules，出現(xiàn)DesignRules對話框可在其中設置布線規(guī)則，每一項參數(shù)包括布線范圍(Rulescope)和布線屬性(RuleAttributes)局限性：自動布線很強大，在布線規(guī)則設置很好的情況下，軟件可以嚴格按照規(guī)則布線，是可以到達預想要求的。但是Allegro的布線規(guī)則太多了，要自動布線，在布線之前得進行繁瑣的規(guī)則設置，有時候元件位置安排不合理，導致無法完成布線。設置板層、線寬等參數(shù)就可以布線了。也可以直接在PCB圖紙中直接放入元件，手工布線，但是器件間沒有預拉線---常說的飛線〔也就是沒有網(wǎng)絡關系〕很容易出錯，布線一定要小心錯漏。有預拉線可以防止出錯。4.簡述敷銅的意義，在PCB圖中如何放置敷銅？敷銅的意義：1)減小地線阻抗，提高抗干擾能力；2)降低壓降，提高電源效率；3)與地線相連，還可以減小環(huán)路面積。4)也出于讓PCB焊接時盡可能不變形的目的，大部分PCB生產(chǎn)廠家也會要求PCB設計者在PCB的空曠區(qū)域填充銅皮或者網(wǎng)格狀的地線。方法：〔1〕首先就是調(diào)整PCB板〔比方修改物理層和禁止布線層〕，合理地分布元件，到達最正確利用效果?！?〕在PCB界面點“放置”“覆銅”，出現(xiàn)覆銅的對話框，根據(jù)你自己的要求，在里面選擇填充模式〔除特殊要求外，一般的電路都選擇實心填充，適用于高熱工作環(huán)境的電路板應選擇影像化填充〕。心得體會冰凍之尺，非一日之寒，真的需要很多的練習，才能熟練掌握這門課程。通過做這次電氣制圖與電子線路CAD的課程設計，發(fā)現(xiàn)自己對ProtelDXP軟件還不是很熟悉，導致制圖的時候不是那么得心應手。尤其是剛開始學這個軟件的時候，有時候有些原件需要找較長的時間，制圖出了問題也不知道該怎么解決。不過通過這段時間的學習，我對這個軟件的興趣越來越濃厚，主要是發(fā)現(xiàn)這個軟件比較好用，可以直接在軟件上看到仿真結(jié)果，這對我們在做實際的電路起一個指導作用。我希望在之后的學習中能多學和多用這個軟件，以此來填補自己在制圖方面的缺陷，并為以后的學習和工作打下堅實的基礎附件：元件清單截圖〔電子版已有〕網(wǎng)絡報表截圖〔網(wǎng)絡報表電子版已經(jīng)有生成〕名句賞析?。。。。〔幌拗黝}不限抒情四季山水天氣人物人生生活節(jié)日動物植物食物山有木兮木有枝，心悅君兮君不知。____佚名《越人歌》人生假設只如初見，何事秋風悲畫扇。____納蘭性德《木蘭詞·擬古決絕詞柬友》十年生死兩茫茫，不思量，自難忘。____蘇軾《江城子·乙卯正月二十日夜記夢》只愿君心似我心，定不負相思意。____李之儀《卜算子·我住長江頭》玲瓏骰子安紅豆，入骨相思知不知。____溫庭筠《南歌子詞二首/新添聲楊柳枝詞》曾經(jīng)滄海難為水，除卻巫山不是云。____元稹《離思五首·其四》愿得一心人，白頭不相離。____卓文君《白頭吟》去年今日此門中，人面桃花相映紅。____崔護《題都城南莊》平生不會相思，才會相思，便害相思。____徐再思《折桂令·春情》入我相思門，知我相思苦。____李白《三五七言/秋風詞》山無陵，江水為竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢與君絕。____佚名《上邪》人生自是有情癡，此恨不關風與月。____歐陽修《玉樓春·尊前擬把歸期說》一往情深深幾許？深山夕照深秋雨。____納蘭性德《蝶戀花·出塞》兩情假設是久長時，又豈在朝朝暮暮。____秦觀《鵲橋仙·纖云弄巧》執(zhí)子之手，與子偕老。____佚名《擊鼓》花自飄零水自流。一種相思，兩處閑愁。____李清照《一剪梅·紅藕香殘玉簟秋》問世間，情為何物，直教生死相許？____元好問《摸魚兒·雁丘詞/邁陂塘》一日不見兮，思之如狂。____司馬相如《鳳求凰/琴歌》人生如逆旅，我亦是行人。____蘇軾《臨江仙·送錢穆父》世間無限丹青手，一片傷心畫不成。____高蟾《金陵晚望》林花謝了春紅，太匆匆。無奈朝來寒雨，晚來風。____李煜《相見歡·林花謝了春紅》獨立寒秋，湘江北去，橘子洲頭。____毛澤東《沁園春·長沙》身無彩鳳雙飛翼，心有靈犀一點通。____李商隱《無題·昨夜星辰昨夜風》滾滾長江東逝水，浪花淘盡英雄。____楊慎《臨江仙·滾滾長江東逝水》怕相思，已相思，輪到相思沒處辭，眉間露一絲。____俞彥《長相思·折花枝》此情可待成追憶？只是當時已惘然。____李商隱《錦瑟》思悠悠，恨悠悠，恨到歸時方始休。____白居易《長相思·汴水流》取次花叢懶回憶，半緣修道半緣君。____元稹《離思五首·其四》假設是前生未有緣，待重結(jié)、來生愿。____樂婉《卜算子·答施》雨打梨花深閉門，忘了青春，誤了青春。____唐寅《一剪梅·雨打梨花深閉門》少年不識愁滋味，愛上層樓。愛上層樓。為賦新詞強說愁。____辛棄疾《丑奴兒·書博山道中壁》自在飛花輕似夢，無邊絲雨細如愁。____秦觀《浣溪沙·漠漠輕寒上小樓》近水樓臺先得月，向陽花木易為春。____蘇麟《斷句》一騎紅塵妃子笑，無人知是荔枝來。____杜牧《過華清宮絕句三首》抽刀斷水水更流，舉杯消愁愁更愁。____李白《宣州謝脁樓餞別校書叔云/陪侍御叔華登樓歌》疏影橫斜水清淺，暗香浮動月黃昏。____林逋《山園小梅·其一》人面不知何處去，桃花依舊笑春風。____崔護《題都城南莊》時光只解催人老，不信多情，長恨離亭，淚滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子·時光只解催人老》一生大笑能幾回，斗酒相逢須醉倒。____岑參《涼州館中與諸判官夜集》天涯地角有窮時，只有相思無盡處。____晏殊《玉樓春·春恨》問君能有幾多愁？恰似一江春水向東流。____李煜《虞美人·春花秋月何時了》似此星辰非昨夜，為誰風露立中宵。____黃景仁《綺懷》菩提本無樹，明鏡亦非臺。____惠能《菩提偈》溪云初起日沉閣，山雨欲來風滿樓。____許渾《咸陽城東樓/咸陽城西樓晚眺/西門》春風得意馬蹄疾，一日看盡長安花。____孟郊《登科后》枯藤老樹昏鴉，小橋流水人家，古道西風瘦馬。____馬致遠《天凈沙·秋思》空山新雨后，天氣晚來秋。____王維《山居秋暝》人到情多情轉(zhuǎn)薄，而今真?zhèn)€悔多情。____納蘭性德《山花子·風絮飄殘已化萍》同是天涯淪落人，相逢何必曾相識！____馬致遠《雜劇·江州司馬青衫淚》浮云一別后，流水十年間。____韋應物《淮上喜會梁川故人/淮上喜會梁州故人》名句賞析！?。。?！不限主題不限抒情四季山水天氣人物人生生活節(jié)日動物植物食物山有木兮木有枝，心悅君兮君不知。____佚名《越人歌》人生假設只如初見，何事秋風悲畫扇。____納蘭性德《木蘭詞·擬古決絕詞柬友》十年生死兩茫茫，不思量，自難忘。____蘇軾《江城子·乙卯正月二十日夜記夢》只愿君心似我心，定不負相思意。____李之儀《卜算子·我住長江頭》玲瓏骰子安紅豆，入骨相思知不知。____溫庭筠《南歌子詞二首/新添聲楊柳枝詞》曾經(jīng)滄海難為水，除卻巫山不是云。____元稹《離思五首·其四》愿得一心人，白頭不相離。____卓文君《白頭吟》去年今日此門中，人面桃花相映紅。____崔護《題都城南莊》平生不會相思，才會相思，便害相思。____徐再思《折桂令·春情》入我相思門，知我相思苦。____李白《三五七言/秋風詞》山無陵，江水為竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢與君絕。____佚名《上邪》人生自是有情癡，此恨不關風與月。____歐陽修《玉樓春·尊前擬把歸期說》一往情深深幾許？深山夕照深秋雨。____納蘭性德《蝶戀花·出塞》兩情假設是久長時，又豈在朝朝暮暮。____秦觀《鵲橋仙·纖云弄巧》執(zhí)子之手，與子偕老。____佚名《擊鼓》花自飄零水自流。一種相思，兩處閑愁。____李清照《一剪梅·紅藕香殘玉簟秋》問世間，情為何物，直教生死相許？____元好問《摸魚兒·雁丘詞/邁陂塘》一日不見兮，思之如狂。____司馬相如《鳳求凰/琴歌》人生如逆旅，我亦是行人。____蘇軾《臨江仙·送錢穆父》世間無限丹青手，一片傷心畫不成。____高蟾《金陵晚望》林花謝了春紅，太匆匆。無奈朝來寒雨，晚來風。____李煜《相見歡·林花謝了春紅》獨立寒秋，湘江北去，橘