CAD课程设计--电子CAD实习与职业技能考核.doc

淮 海 工 学 院实 习 报 告 书 题 目：电子CAD实习与职业技能考核 学 院： 东港学院 专 业： D通信工程 班 级： D通信111 姓 名： 谭浩 学 号： 2011130595 年 月 日1 引言Protel 99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，仍然是大中专院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。Protel 99SE 由两大部分组成：电路原理图设计（Advanced Schematic）和多层印刷电路板设计（Advanced PCB）。其中电路原理图由两部分组成：电路图编辑器（Schematic）和元件库编辑器（Schematic Library）。2 实习任务通过本课程的实习来掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。主要任务如下：原理图（SCH）设计系统；原理图元件库编辑；印制电路板（PCB）设计系统；印制电路板元件库编辑。3 实习内容3.1 原理图模板制作31.1 原理图模板制作步骤（1）点击Protel 99 SE后执行“File”下面的“New”命令，在弹出的对话框上以“TH.ddb”来命名，然后点击【OK】按钮进入主界面。（2）进入主界面后执行“File”下面的“New”命令，从弹出的对话框中双击原理图设计服务器图标，进入设计界面进行设计。（3）当进入原理图设计服务器的界面后，执行菜单命令“Design”下面的“Options”，此时会弹出设置图纸属性的对话框。（4）按照设计要求将“Orientation”所对应的框改为水平放置(landscape),取消“Title Block”前面框中的勾，再将“Standard style”改为A4。同时将左下角“Border Color”,“Sheet Color”按要求改为3和18号的颜色，当完成后点击【OK】即可。（5）完成上述步骤后会发现设计界面的右下角的框图消失了，此时利用绘图工具来绘制边框。边框绘制好后点击绘图工具栏里面的“T”来添加文字，放好“T”后双击它在弹出的对话框中输入要求的内容即可。如果需要执行“Design”下面的“Options”中的“Organization”就按照题目要求在“Organization”相应位置输入相应的内容，此时双击“T”在下拉栏里面点击对应的位置即可。（6）按照上面的步骤所得框图应该如下面的框图（a）所示：图（a）3.2 原理图库操作3.2.1 原理图元件编辑步骤（1）点击菜单“File”下面的“New”命令，从服务器选择框中选中原理图元件库编辑器服务器，然后双击库文件图标，默认名为“Schlib1.lib”,就会进入原理图元件库编辑工作界面。（2）使用菜单命令“View”下面的“Zoom In”或按键将元件绘制页拉近到自己满意的程度。（3）使用菜单命令“Place”下面的“Rectangle”或单击一般的绘图工具栏上的绘图按钮来绘制一个直角矩形，将编辑状态切换到画直角矩形模式。此时鼠标指针旁边会多出一个大十字符号，将大十字符号移动到坐标轴原点处单击鼠标左键，把它定为直角矩形的左上角，移动指针到矩形的右下角，再单击鼠标左键，这样就结束了这个矩形的绘制。（4）双击已经会好的矩形，可以在弹出的对话框中设置矩形的颜色，而在这个实习中，我用的是默认的黄色填充色。（5）当矩形绘制好以后，用绘制直线命令在矩形上绘制一个“日”字，此时默认的线宽为“Small”等级，此线条十分的细，这时候只要双击线条，在弹出的对话框中改变线条的宽度即可。（6）当绘制好“日”字以后，执行菜单命令“Place”下的“Pins”可将编辑模式切换到放置引脚模式，此时鼠标指针旁边会多出一个大十字符号以及一条短线，然后按键会打开一个对话框，将里面的名称进行改动即可，如“Name”这一项是改变引脚的名称，而“Number”这一项则是改变引脚的编号。（7）当完成上述操作保存绘制好的元件，执行菜单命令“Tools”下的“Rename Component”在弹出的对话框中修改元件的名称为TIMER，如下面的图形（a）。图（a）（8）然后只要再次执行菜单命令“Tools”下的“New Component”修改弹出的对话框的名称点击【OK】即可绘制另一个元件，这里命名为LED8，如下面的图形（b）。图（b）(9)完成上述操作绘制元件就完成了，下面只要把这些元件添加到原理图编辑器中就可使用。3.2 PCB库操作3.2.1 PCB元件封装步骤（1）执行菜单命令“File”下的“New”,显示新建文件对话框，从对话框中选择元件封装编辑器图标。（2）双击PCB Library Document图标，就可以建立元件封装编辑文档，这里使用默认文档名。（3）进入到元件封装编辑工作界面，执行菜单“Place”下的“Pad”命令可以将焊盘拖到界面上去，或者点击右侧工具栏里面的第二个焊盘图形也可以实现。在放置焊盘的状态下按键或在已放置的焊盘上双击鼠标，都可以弹出焊盘属性对话框，在上面可以设置焊盘的尺寸，形状，以及设定焊盘通孔直径，焊盘的序号和设定焊盘所在的层，通常设焊盘所在层为“Multi Layer”,在这里所绘制的封装焊盘所在层都是为“Multi Layer”。（4）当焊盘全部放好后，如果需要对焊盘之间的距离进行设定，可以通过焊盘属性之中的坐标来设定，也可以通过“Reports”下的“Measure Distance”来实现。（5）焊盘之间的距离设定好后就可以绘制外边框了，利用绘制直线工具画出边框，双击直线可以设置线的大小，坐标位置等。（6）结束上述操作后，右击左边一栏中“Mask”下面的“PCBCOMPONENT_1”进行重新命名，这里命名为LCC22，图如下面的图（c）。图（c）（7）然后只要再次执行菜单命令“Tools”下的“New Component”,会弹出一个对话框，可以利用这个向导来创建元件封装，里面的封装有限，只要根据要求做即可，这里省略对使用向导的介绍，一般弹出此对话框点击取消键Cancel即可，然后左侧“Mask”下面会多出一个封装名，按照第一个绘制步骤制作第二个封装即可。也可以直接在“Mask”下面空白的地方单击右键点击“renew”来完成新建并完成绘制图形，如在绘制封装过程中需要绘制弧，只要执行“Tools”下的“Arc”来绘制就可以了。题目要求有显示焊盘之间的距离和封装的大小的时候，点击右侧“PCB:Place Dimension”可以实现标注，这样绘制的图形命名为LED8，如下面的图（d）所示。图（d）（8）完成上述操作也就完成了元件的封装制作，把它更新进入PCB中就能够使用了。3.3 电路原理图的绘制以及PCB板的操作3.3.1 电路原理图绘制步骤（1）调用上面已做好的原理图模板，然后打开元件库管理浏览器。（2）改变当前库设置，装入原理图所需要的元件库。点击元件库管理器中的【Add/Remove】按钮，就会弹出一个对话框，选中我们所要的元件库，点击【Add/Remove】按钮后点击【OK】键就完成了添加，而这里需要添加的库是在上面完成的制作原理图元件的那个库。（3）放置电路图中所需要的元件，只要选定元件用鼠标左键单击【Place】按钮，即可移动光标到工作平面上，元件随光标移动而移动，到合适位置单击左键就可以将其定位到工作平面上，利用上述方法将所有元件放到工作平面上。（4）如果有些元件难以找到，可以利用元件库管理浏览器上面的【Find】来查找，只需要点击【Find】在弹出的对话框中输入所要查找的元件，有需要的话需要修改查找路径，不需要的话之间点击下面的【Find Now】进行元件的搜索，当找到后点击【Place】便可将其放置在工作平面上。（5）当所有元件放在工作平面上放置好后，只需要用绘制直线工具将其连接起来便可以，这样简单的电路框图便绘制结束了。（6）然而在绘制电路图的时候一定会用到电源与接地符号，在利用电源与接地符号的时候只需要点击画图工具栏里的电源符号，或执行菜单命令“Place”下的“Power Port”此时光标会变成十字形状，在此状态下单击【Tab】键，会弹出一个对话框，只要改变“style”里面的属性，并在“Net”里面修改名称即可随意设置为电源或接地的符号，然后将其放在工作平面与电路连接便可。（7）在电路中会利用网络标号进行连接，此时点击画图工具栏里的【Net】图标或执行菜单命令“Place”下的“Net Label”,光标变成十字形状，并出现一虚线框，在此状态下单击【Tab】键，会弹出对话框，在对话框中可以进行设置网络标号定义以及改变字体和颜色，然后单击鼠标右键结束。（8）在连接两个电路的时候不仅可以用导线和网络标识，也可以用I/O端口。点击画图工具栏里的端口图标或执行菜单命令“Place”下的“Port”。然后光标变成十字形状，并带着一个I/O端口，在此命令状态下单击【Tab】键，会弹出一个对话框，在此对话框中可以进行I/O端口名称设定，端口外形设置，端口电气特性设置，端口的形式设置。设定好以后移动光标将端口放在适当位置即可，然后单击鼠标右键退出该命令。（9）当完成上述所有操作，一个完整的电路原理图就可以画成功了。而在这次实习中所画的电路原理图分为主控模块如图（e）,电源模块如图（f）,晶振模块如图（g），去耦模块如图（h），复位模块如图（i）（10）当所有子图全部绘制好以后，题目要求父图用层次原理图来表示，这时候再调用一个已做好的模板，将原理图编辑器重新命名为“时钟.Prj”然后双击打开，这时候执行菜单命令“Design”下的“Create Symbol From Sheet”,在弹出的对话框选择要产生的方块电路的文件然后点击【OK】,方块电路就会出现在光标上，移动光标移至适当位置放置就完成了，最后用绘制直线工具将方块内相同端口名称连接起来便完成了层次原理图的绘制，双击方块电路可以对其进行一些名称修改，本次实习所生成的层次原理图“时钟.Prj”如图（j）所示。图（e）图（f）图（g）图（h）图（i）图（j）3.3.2 PCB电路板的制作 （1）进入Protel 99 SE 系统，执行“File”下的“New”命令建立新的设计管理器。（2）进入设计管理器后，接着在设计管理器环境下执行“File”下的“New”命令，系统将会弹出“New Document”对话框，选取PCB Document图标，单击【OK】按钮。（3）新建的文件将包含在当前的设计库中，可以在设计管理器中更改文件的文件名。单击此文件，系统将进入印制电路板编辑器。（4）进入编辑器以后单击编辑器下方的标签Keep Out Layer,便可在当前的工作层绘制电路板边界。（5）执行命令“Place”下面的“Keepout”的“Track”，或单击工具栏中相应的连线按钮。（6）执行该命令后，光标会变成十字按【Tab】键在弹出的对话框中设置板边的线宽和层面，然后绘制矩形框，绘制好以后退出该命令。（7）也可以用向导生成电路板，执行“File”下的“New”,在弹出的对话框中选择Wizard，选择Printed Circuit Board Wizard图标，单击【OK】按钮，系统将会弹出对话框，然后单击【Next】根据自己的要求操作下面的步骤，设定电路板的参数，形状。（8）此时打开层次原理图，执行设置下面的创建网络表，回到PCB板上执行设置下的加载网络表，浏览创建的网络表，如果没错，点击执行便会在电路板框右侧看到所有的元件，然后执行“Tools”下的自动布局器便可完成布局，再执行自动布线便可以完成PCB板的制作。这次实习中，所制作的电路板如图（K）所示。图（K）4 错误与纠正4.1 制作PCB板过程中的错误（1）在每个模块连接好生成父图后，每个模块互不相连，没有关系。（2）加载网络表后，显示找不到对应的封装。4.2 对制作PCB板过程中错误的纠正（1）重新打开每个模块电路图，将每个模块共有的或在总图中相连的部分通过I/O端口进行表示，生成父图将相同名称的I/O端口进行连接。（2）重新打开每个模块修改封装名，并且在PCB编辑器中对封装的焊盘上面的编号修改的与相应电路编号