電路原理圖及電路板設計實驗報告

-.z.電路原理圖與電路板設計實驗報告學院：班級：專業(yè)：**：**：指導老師：**工業(yè)大學實驗報告專業(yè)班級****同組者**完成日期成績評定實驗題目：(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。實驗內(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1練習8實驗儀器：PROTEL99se軟件實驗步驟：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90度。TAB鍵：當元件浮動時，單擊TAB鍵就可以顯示屬性編輯窗口。*鍵：元件水平鏡像。Y鍵：元件垂直鏡像。（2）連接導線。使用劃線工具連接導線。（3）放置電源，地線和網(wǎng)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，對畫好的原理圖進行電氣規(guī)則檢查，檢查完畢后，出現(xiàn)報表信息，就可以進行下一步。（7）原件圖元件列表。使用Edit/E*porttoSpread菜單，按照向?qū)崾具M行操作。（8）建立網(wǎng)絡表。使用菜單Design/Netlist。實驗截圖：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；PAGEDOWNPAGEUO縮放。**工業(yè)大學實驗報告專業(yè)自動化班級1302***鵬濤**9同組者**完成日期成績評定實驗題目：（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(nèi)容：教材：2.4,4層電路圖菜單使用參考33頁（5）（6）實驗儀器：PROTEL99se軟件實驗步驟：從圖紙符號建立子原理圖。菜單Design/CreateSheetFromSymbol用于生成頂層圖紙符號對應的分原理圖。（1）首先在頂層原理圖中生成圖紙符號，如圖一。（2）生成圖紙符號對應的分原理圖“整流”，“穩(wěn)壓”。啟動菜單Design/CreateSheetFromSymbol。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：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。I、O端口和網(wǎng)絡標號的有效*圍。從分原理圖建立圖紙符號。菜單Design/CreateSymbolfromSheet用于從分電路圖形成圖紙符號。Tool/Up/DownHierarchy,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。圖一：圖二：圖三：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(wǎng)絡標記，端口的使用*圍，這一點在形成網(wǎng)表時特別需要注意。注意事項：1.在頂層電路圖中，圖紙符號（Sheetsymbol）代表一*子圖紙，子圖是通過圖紙符號入口（Sheetsymbolentry）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（Sheetsymbolentry）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*圖紙，需要修改圖紙編號（number）,修改方法：Design-Options-Organizations…。**工業(yè)大學實驗報告專業(yè)自動化班級1302***鵬濤**9同組者**完成日期成績評定實驗題目：(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(diào)用方法。4.理解元件庫的作用，庫的創(chuàng)建與修改。實驗內(nèi)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(diào)用。實驗儀器：PROTEL99se軟件實驗步驟：1.啟動Protel

99SE,建立設計數(shù)據(jù)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”，進入原理圖設計器，設置畫圖環(huán)境；2.裝入常用元件庫（Miscellaneous

Device.ddb、Protel

DOS

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)，再單擊一次鼠標右鍵。可以通過屬性對話框設置線形。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欄目就是電源端口連接的網(wǎng)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Style欄目的下拉箭頭。6．放置網(wǎng)絡標號，網(wǎng)絡標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)絡標號。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)絡名稱的電源端口，則，這些相同網(wǎng)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(wǎng)絡標號，則，這些相同的網(wǎng)絡標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/Net

Label網(wǎng)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--Newponent。2.多原件芯片的子件的添加：Tools—NewPart。**工業(yè)大學實驗報告專業(yè)自動化班級1302***鵬濤**9同組者**完成日期成績評定實驗題目：(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(wǎng)絡表生成及其作用，網(wǎng)絡表所包含的內(nèi)容。3.掌握由原理圖（網(wǎng)絡表）生成電路版圖的步驟方法，錯誤原因及其修改。實驗內(nèi)容：熟悉電路板設計環(huán)境6.1300頁12.2練習1實驗儀器：PROTEL99se軟件實驗步驟：1.啟動Protel

99SE,調(diào)入設計數(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稱ponent_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；(5)設置管腳長度，在屬性對話框中Pin

Length中輸入管腳長度，單擊Global，進入全局編輯狀態(tài)，在Change

Scope中設置為Change

Mathching

Item

In

Current

Document,單擊OK，也可設置管腳名稱、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(wǎng)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：圖二：圖三：圖四：注意事項：網(wǎng)絡表的生成：原理圖界面：Design—CreateNetlist。PCB的生成：先建立PCB文件，然后在PCB界面：Design—Netlist(網(wǎng)絡表)。封裝庫的添加：Add/Remove添加Miscellaneous.ddb,GeneralIC.ddb等。封裝庫的位置路徑如下：安裝目錄/LIBRARY/PCB/GENERICFOOTPRINTS/*.ddb。**工業(yè)大學實驗報告專業(yè)自動化班級1302***鵬濤**9同組者**完成日期成績評定實驗題目：（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(wǎng)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(nèi)容：教材：301頁練習2實驗儀器：PROTEL99se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：然后生成網(wǎng)絡表，在PCB頁面導入網(wǎng)絡表進行排元器件和設定板子形狀之后就可以進行人工布線了。一般的布線規(guī)則如下：1.得到正確的原理圖和網(wǎng)絡表手工更改網(wǎng)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(wǎng)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6.5~8mm的外徑和3.2~3.5mm內(nèi)徑的焊盤對于標準板可從其它板或PCBWizard中調(diào)入。4.打開所有要用到的PCB庫文件后調(diào)入網(wǎng)絡表文件。5.根據(jù)情況再作適當調(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驗板的布線區(qū)對于大板子應在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(wǎng)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(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BottomSolder相應處放FILL。7.對部分重要線路進行手工預布線如晶振PLL小信號模擬電路等預布線完成后存盤。8.對自動布線功能進行設置請選中其中的LockAllPre-Route功能然后開始自動布線。9.假如不能完全布通則可手工繼續(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)原理圖有錯則應及時更新原理圖和網(wǎng)絡表手工更改網(wǎng)絡表同第一步并重裝網(wǎng)絡表后再布。10.對布線進行手工初步調(diào)整需加粗的地線電源線功率輸出線等加粗*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)整時應經(jīng)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.全部調(diào)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0.5~1mm在各布線層放置地線網(wǎng)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：正面附銅之后圖形顯示：反面附銅之后圖形顯示：注意事項：不同的層所畫的線表示不同的含義。布線之前先應該在Keepout層定義板子邊界（尺寸），封閉的邊界。封裝庫的添加：Add/Remove需添加Advpcb.ddb等，位置：安裝目錄—LIBRARY—PCB—GENERICFOOTPRINTS。**工業(yè)大學實驗報告專業(yè)自動化班級1302***鵬濤**9同組者**完成日期成績評定實驗題目：(六)元件封裝繪制實驗實驗目的：1.理解元件封裝的含義作用，封裝與電路板的關系。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。實驗內(nèi)容：教材：7.2,7.3實驗儀器：PROTEL99se軟件實驗步驟：元件封裝圖向?qū)В哼x擇菜單Tool/Newponent就進入了元件封裝制作向?qū)У牡谝徊?；單擊Ne*t按鈕，就進入了向?qū)У诙?，在第二部顯示的元件中選擇PGA封裝，單擊Ne*t就進入圖一顯示的設置窗口，將焊盤鉆孔的直徑改為1mm，焊盤外直徑改為1.5mm。然后單擊Ne*t，如圖二設置窗口，將焊盤之間的間距設置成8mm，然后單擊Ne*t進入設置元件圖形線寬，設置為默認值即可，單擊Ne*t選擇自然數(shù)值編號（Numeric）如圖三顯示，然后單擊Ne*t，選擇設定焊盤排列方式和數(shù)量，如圖四設置數(shù)值。單擊Ne*t輸入元件名稱，單擊Finish,元件如圖五所示。實驗截圖：圖一：圖二：圖三：圖四：圖五：直接畫元件封裝庫：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?qū)У谝徊綍r，單擊Cancel按鈕。使用View/ToggleUnit菜單將單位改為毫米單位。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*-Size和Y-Size等于3mm，設置焊盤孔HoleSize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。在TopOverlay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*-Size和Y-Size分別等于24mil和100mil，設置焊盤孔HoleSize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：注意事項：1.Pad屬性的修改2.Specialpast的使用3.Global菜單的使用**工業(yè)大學實驗報告專業(yè)自動化班級1302***鵬濤**9同組者**完成日期成績評定實驗題目：(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(nèi)容：教材：教材189頁練習1練習5實驗儀器：PROTEL99se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(wǎng)絡表。(2)在一的基礎上建立電路板圖文件，將網(wǎng)絡表將網(wǎng)絡表調(diào)入電路板圖中。(3)在二的基礎上，對調(diào)入的元件進行人工布局。畫板圖：首先在禁止層（KeepoutLayer）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AutoPlacement/SetShoveDepth在彈出的窗口中設置推開次數(shù)為2次，然后選擇AutoPlacement/Shove后，用鼠標隨意單擊一個元件，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AutoRoute/All菜單命令，在彈出的菜單中選擇RouteAll,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)在三的基礎上直接修改網(wǎng)絡表，將RP1的10角與J1的16角相連接。選擇Design/NetlistManager菜單，在彈出的3個網(wǎng)絡管理窗口中進行操作，如圖三。實驗截圖：畫好的電路板圖：圖二：圖三：注意事項：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。電路板電路的補充。二極管封裝的修改