电路CAD课程设计

1、课 程 设 计 课程名称 电子线路CAD课程设计题目名称 调音台电路的 Protel DXP设计 学生学院 材料与能源学院 专业班级 11微电子 1 班 学 号 3111007251 学生姓名 陈钟炼 指导教师 贺春华 2014年 6 月 20 日 广东工业大学课程设计任务书题目名称 调音台电路的Protel DXP设计学生学院材料与能源学院专业班级11微电子 1 班姓 名陈钟炼学 号3111007251一、课程设计的内容1用Protel DXP建立一PCB工程项目。2层次原理图的总原理图设计。3各基本模块的原理图设计。4生成原理图报表（元器件清单、网络表）。5印刷电路板图绘制（设置PCB环境

2、参数，元器件布局规则设置，元器件布局手工调整；按设计任务书要求完成指定网络的布线宽度设置、其它布线规则、布线参数设置，自动布线，手工调整布线）。6按设计任务书要求对指定网络进行覆铜。7建立项目元件库。二、课程设计的要求与数据1按题目要求，每一位学生独立完成设计全过程。2采用自上而下的层次原理图设计方法。三、课程设计应完成的工作1层次原理图的总原理图设计。2各基本模块的原理图设计。3印刷电路板图绘制。4设计报告。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1讲授设计要求、布置设计题目；电路整体规划教1-3146.9上午2层次原理图的总原理图设计宿舍6.93各基本模块原理图设计，生成原理图报

3、表宿舍6.106.134完成元器件布置，印刷电路板绘制，项目元件库的建立宿舍6.166.175老师验收宿舍6.186.196撰写、完成、提交设计报告和电子版图宿舍6.186.20五、应收集的资料及主要参考文献1 王浩全、傅英明、洪华、龙怀冰.Protel DXP电路设计与制版实用教程M.北京：人民邮电出版社，2005.2 赵建领.Protel电路设计与制版宝典M.北京：电子工业出版社，2007.3 唐俊翟、冯军勤、张曜.Protel DXP应用实例教程M.北京：冶金工业出版社，2004.4 任富民.电子CAD-Protel DXP电路设计M.北京：电子工业出版社，2007.发出任务书日期： 2

4、014 年 6 月 9 日 指导教师签名：贺春华计划完成日期： 2014 年 6 月 20 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章： 摘要 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的 现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测

5、试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。Protel是PROTEL（现为Altium）公司在20世纪80年代末推出的CAD工具，是PCB设计者的首选软件。它较早在国内使用，普及率最高，在很多的大、中专院校的电路专业还专门开设Protel课程，几乎所在的电路公司都要用到它。早期的Protel主要作为印刷板自动布线工具使用，其最新版本为Altium Designer 10，现在普遍使用的是Protel99SE，它是个完整的全方位电路设计系统，包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路

6、混合信号仿真、多层印刷电路板设计（包含印刷电路板自动布局布线），可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务体系结构）， 同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。使用多层印制线路板的自动布线，可实现高密度PCB的100%布通率。Protel软件功能强大（同时具有电路仿真功能和PLD开发功能）、界面友好、使用方便，但它最具代表性的是电路设计和PCB设计。关键字：EDA 计算机 电路图 protel 版图一课程设计内容基本要求11.1课程设计题目和方案11.2设计内容11.3设计要求2二、设计过程

7、22.1总原理图的设计22.1.1总原理图的组成及其设计过程22.2系统各个子图的设计72.2.1电源电路系统82.2.2多路拾音器信号输入处理系统92.2.3主信号输入通道处理系统92.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统102.2.5监听输出通道处理系统102.2.6辅助设备信号处理系统112.2.7效果通道输出系统112.3原理图报表122.3.1元器件报表122.3.2网络报表14三、印制电路板的设计143.1创建新的PCB143.2 PCB板的设计153.3 PCB Netlist Status报表213.4 PCB板参数设置213.5 生成项目元器件库22四、总结22五、参

8、考文献23一课程设计内容基本要求1.1课程设计题目和方案1.1.1 题目名称：多通道调音器电路的Protel DXP设计 （2）混频器原理简介混频是一种频率变换过程，是将信号从某一频率变换为另一频率，把已调制信号（调幅波或调频波）的载波频率从高频变换成固定的中频。设计的混频器电路，带有8个输入通道，2个输出通道。利用多通道设计方法，子图上建立一个输入通道，一个输出通道，就可以完成。 原理图设计有设计思路，将整个电路分成电源部分、接收器电路系统、信号输入信道系统(8条通道) 、信号输出信道与LED电平指示系统(2条通道)、监控器电路系统、混频器电路系统及带通滤波器电路系统等七个子原理图。 设计方

9、案简介：本系统采用自顶而下的层次原理图设计方法，首先绘制构成各个子原理图之间关系的总原理图，通过输入输出端口或网络标号建立起电气连接，然后再绘制各个子原理图，形成设计系统的层次原理图。采用这样的设计方法，具有原理图层次清晰，功能结构分明，便于布局和绘制，也便于检测、修改等特点。整个系统应由电源电路系统、多路拾音器信号输入处理系统、主信号输入通道处理系统、主信号输出通道处理与LED电平指示系统、监听输出通道处理系统、辅助设备信号出处理系统及效果通道信号输出系统等部分组成。1.2设计内容 1用Protel DXP建立一PCB工程项目。2层次原理图的总原理图设计。3各基本模块的原理图设计。4生成原理

10、图报表（元器件清单、网络表）。5印刷电路板图绘制（设置PCB环境参数，元器件布局规则设置，元器0件布局手工调整；按设计任务书要求完成指定网络的布线宽度设置、其它布线规则、布线参数设置，自动布线，手工调整布线）。6按设计任务书要求对指定网络进行覆铜。7建立项目元件库。1.3设计要求1按题目要求，每一位学生独立完成设计全过程。2采用自上而下的层次原理图设计方法，如下图所示 ：图1自顶向下的设计流程图二、设计过程2.1总原理图的设计2.1.1总原理图的组成及其设计过程总原理图由电源电路系统、多路拾音器信号输入处理系统、主信号输入通道处理系统、主信号输出通道处理与LED电平指示系统、监听输出通道处理系

11、统、辅助设备信号出处理系统及效果通道信号输出系统等系统模块组成。总原理图如图2-1-1所示：2-1-1总图的设计过程（1）绘制电路方框图1、首先单击放置电路方块图工具按钮，此时光标变成带十字形的方块图，如图2-1-2所示：图2-1-2 放置电路方块图时的光标形式2、选择合适的地方，单击鼠标左键，拖动鼠标至合适的地方，再单击鼠标左键完成该电路方块图的放置，放置效果如图2-1-3所示：图2-1-3 放置电路方框图后的效果3、方框图的属性设置，在方框图上进行双击，进入属性设置，可以对方框图标志，文件名，方框图的填充颜色及边框颜色，电路方框图的长宽尺寸，边框宽度进行设置。如图2-1-4所示：图2-1-

12、4电路方框图属性设置对话框（2）绘制电路方块图进出端口1、首先点击放置电路方块图进出端口工具按钮，这时光标变成十字形状，将光标移动到电路方块图的边缘，单击鼠标左键，将出现如图2-1-5所示的带进出端口的十字光标：图2-1-5 放置电路方块图进出端口时的十字光标1、 再单击鼠标左键即可完成该电路方块图进出端口的放置。放置效果图入图2-1-6所示： 图2-1-6 放置电路方块图进出端口后的效果图2、 电路方块图进出端口的属性设置，在方框图上进行双击，进入属性设置，可以对端口名，端口的填充颜色及边框颜色，端口外形，以及对端口的放置位置，端口类型等进行设置。对话框如图2-1-7所示：图2-1-7电路方

13、块图进出端口属性设置对话框（3）多通道的设计1、画出需要重复的子图。2、在顶层原理图里放置这个子图生成的Symbol，如图2-1-8所示：图2-1-8需要重复的子图3、修改这个Symbol的属性，标志符为： Repeat(原理图元件标志符，第一个通道，最后一个通道)，原理图元件标志符应尽量简单，因为当项目被编译时，原理图元件标志符会自动加到各元件名字后面，如图2-1-10为修改后的Symbol的属性: 图2-1-10多通道属性的设置4.设置多通道后的效果图入图2-1-11所示：图2-1-11多通道的效果图2.2系统各个子图的设计在绘制系统各个子图前，先根据绘图时需要的元器件，除了两个基本的元器

14、件库，还需要装载他的元器件库，如Motorola Power Mgt Voltage Regulator.IntLib，NSC Interface Display Driver.IntLib等。（1）采用查找元器件后自动加载元器件库的方式，点击Libraries选项卡中的Search按钮，弹出如下图2-2-1所示的元器件查找窗口：图2-2-1查找元器件对话框在空白窗口上填写需要查找的元器件名称，选择“Libraries on path”,最后点击“Search”,即可自动搜索电脑上的库和元器件，如下图2-2-2所示：图2-2-2 查找出来的元器件双击元器件，将会出现“该元器件所在库文件没添加到

15、工程，是否添加其库文件到工程的提示”，点击“OK”,即可添加该库文件到工程。（3）将需要的元器件添加到工程中，如图2-2-3所示：图2-2-3将需要的元器件添加到工程中2.2.1电源电路系统根据指导书，从元器件库中调出所需要的元器件，然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。电路板工作电压为直流+15伏和-15伏得到电源电路系统的原理图如图2-2-4所示：图2-2-4电源电路系统原理图2.2.2多路拾音器信号输入处理系统根据课程设计指导书，得到多路拾音器信号输入处理系统的原理图如图2-2-5所示；多路拾音器信号输入处理系统由一级集成运算放大电路和一级功率放大电路组

16、成。可根据模拟电子技术进行设计和分析。图2-2-5多路拾音器信号输入处理系统原理图2.2.3主信号输入通道处理系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到主信号输入通道处理系统的原理图如图2-2-6所示；工作原理：主要由多级集成运算放大电路组成。图2-2-6主信号输入通道处理系统的原理图2.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到主信号输出通道处理与LED电平指示系统的原理图如图2-2-7所示；工作原理：由三级集成

17、运算放大电路和显示电路组成。图2-2-7主信号输出通道处理与LED电平指示系统原理图2.2.5监听输出通道处理系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到监听输出通道处理系统的原理图如图2-2-8所示；工作原理：由两级集成运算放大电路组成。图2-2-8监听输出通道处理系统原理图2.2.6辅助设备信号处理系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到辅助设备信号处理系统的原理图如图2-2-9所示；工作原理：由一级电压跟随器和一级

18、集成运算放大电路组成。图2-2-9辅助设备信号处理系统原理图2.2.7效果通道输出系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到效果通道输出系统的原理图如图2-2-10所示；工作原理：电路由两级集成运算放大电路组成。图2-2-10效果通道输出系统原理图2.3原理图报表2.3.1元器件报表选择“Reports”下的“Bill of Materials”,单击即可显示元器件清单，如图2-3-1所示：图2-3-1原理图报表点击“report”即可生成元器件清单。如图2-3-2所示：图2-3-2元器件清单点击“Exce

19、l”可以在文件夹中生成Excel文件，详细的罗列出各个元器件，如图2-3-3所示：图2-3-3 Excel格式的元器件清单2.3.2网络报表打开原理图文件，然后执行“design”下的“Netlist for project”下的“protel”即可生成网络报表，如图2-3-4所示：图2-3-4网络报表三、印制电路板的设计3.1创建新的PCB在工程中点击右键，选择Add New to Project,再选择pcb就可以在工程中创建新的pcb.图3-1-1 PCB欢迎界面3.2 PCB板的设计（1）加载SPICE netlist与元器件封装先保存PCB板，然后在PCB编辑器中执行“Design”

20、下的“Import Changes From PCB-Projects.PrjPCB”命令，弹出如图3-2-1所示的对话框：图3-2-1工程网络变化对话框单击“Validate Changes”按钮后，弹出如图3-2-2所示对话框，若有错误则进入原理图修改，无错误可进行下一步操作。图3-2-2元器件完全正确的工程网络对话框点击“Report Changes”可得到如图3-2-3所示的对话框，可查看完整的资料。图3-2-3报告预览对话框点击“Excute changes”即可将SPICE netlist与元器件封装加载到PCB文件中，如图3-2-4所示：图3-2-4加载网络表和元器件封装后的电路

21、板图（2）手工调整元器件布局调整各个模块中元器件的位置，使各个元器件处在PCB板上的合适位置，使整块电路板清晰、整洁，布局分明。其中多通道复制room空间格式，命令为：DesignRoomsCopy Rooms Formats，此时鼠标变成十字形，再点击源room，然后点击目标room，这样多通道模块只要调整一个模块就可复制到所有模块。图3-2-5手工调整后的电路板布局（3） 把电路板拉进PCB板中，并通过点击“DesignBoard Shape-Redefine Board Shape”，对PCB板大小进行改动，使适应电路板，如图3-2-6：图3-2-6电路PCB板（4）自动布线点击“Aut

22、o Route”下的“all”，弹出如图3-2-7所示的对话框。在该对话框中添加和设置自动布线规则。图3-2-7自动布线规则对话框点击“Route All”进行自动布线，布线后如图3-2-8所示：图3-2-8自动布线后的效果图（5）对PCB电路板敷铜对低层敷铜后的效果图如图3-2-9所示：图3-2-9底层敷铜后的效果图对顶层敷铜后的效果图如图3-2-9所示：图3-2-10顶层敷铜后的效果图执行“View”选项下的“Board in 3D”命令，系统将自动生成一个3D效果图，如下图所示：图3-2-11 PCB 3D效果图3.3 PCB Netlist Status报表执行“Reports”下的“Netlist Status”生成网络布线长度报表。如图3-3-1所示:图3-3-1 网络布线长度报表3.4 PCB板参数设置在PCB图