电路板设计CAD

1、电路板设计CAD 课程总结报告2009年 11 月 11 日编辑版 word第一章电路板设计的基本内容一般而言，电路板设计的基本内容主要包括三个部分，即电路原理图的设计、印制电路板PCB的生成以及各种报表的生成。 原理图的设计主要是利用protel 99的原理图设计系统(Advanced Schematic)绘制一张电路原理图。设计者应充分利用protel 99所提供的强大而完善的原理图绘图工具、测试工具、模拟仿真工具和各种编辑功能，来实现其目的，最终获得一张正确、精美的电路原 理图，以便为接下来的工作做好准备。其具体步骤如下： 启动Protel99SE,建立名为 MYPRO的文件夹：单击桌面

2、上的Protel99SE快捷图标，进入Protel99SE设计环境。若环境中已经有设计数据库文件，就执行菜单File/Close Design将其关闭。若环境中没有设计数据库文件，就执行菜单File/New ,在弹出的窗口中，单击Browse按钮，在弹出的文件名输入窗口中建立MYPRO的文件夹，并在文件夹中建立MYFIRST的设计文件。 原理图文件的建立：在上一步的基础上执行File/New 菜单，在弹出的窗口中选择Schematic Document图标。建立原理图文件，文件名自定义。 原理图界面的编辑调整：双击打开原理图文件，进入sch原理图编辑界面，点击主工具栏中的放大图标(zoom i

3、n),使得栅格大小适中。 执行View/Toolbars菜单中的 WiringTools 和DrawingTools ,编辑界面出现画图工具栏和画电路图工具栏，选择其他菜单亦出现相 对应的工具栏。效果如图1所示：设计管理器L>|hkMCf fckuws* SchIn "uii *i n- Fl wCv tin i.£h "|ru II Si a.Lv eU hcped 4.1 fsmdt II»I|r隹酒634户1户虐I，./、；二i F4妙用 V /序ti *r，？£j IPcjifil IUiivIbi r?Etr”口 口鬲，iXir

4、r*rirn, iliflt状态栏_4X：61U v：«i砺高嬴赢个 画 电路图工具栏画图工具栏编辑版wordDesign/Options ,在弹出的图1原理图界面 页面设置和元件库的添加：在原理图设计环境中，执行菜单窗口中选择 Sheet Options页面，在页面右上角的Standard Styles下拉框中选择 A0。现在的原理图文件没有可视栅格，图幅为A0。接着，在设计管理器中选择Browse SCH页面,在Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击 Add/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel99SE子目录，在该子目录中选择 Library/Sch

5、路径，在元件库列表中选择 Miscellaneous Devices.ddb后单击 Add按钮，然后再选择 TI Databook库后单击 Add按钮。 从而完成对sch文件元件库的添加，添加完成后就可以在原理图中添加元件和连线了。 原理图元件、元件库及元件库的使用：执行菜单命令" View Design Manager”或点击主工具栏里的设计管理器图标。点击“Browse Scb "标签，切换元件管理器，2图示。ExplorerBrowse Sch |LibrariesMiscellaneous Devices.libTI Advanced CMOS Logic (Com

6、mercial).hbTI Advanced CMOS Logic (Military).bbTI ALSZAS Logic Data Book 1986 fCommercicTI ALSZAS Logic Dat总 Book 1986 (Military libTI F Logic Dat Book Commercial J JibTI High-Speed CMOS Logic 1989 (Co<nm«cia . TI High-Speed CMOS Logic 1989 (Military)Jib Add/Remove.BrowseFilte *图2切换元件管理器 元件管

7、理器界面：元件管理器有两个区域，如图 3所示，即对象浏览区域和对象详细属性区域，其中上半部分为对象浏览框，下半部分为对象详细属性框。元件管理器可以管理元件库和原理图中的图元。点击对象浏览框右侧的下拉式按钮，会弹出两个选项，即a Libraries "和"Primitive如图 4'所示。其中"Libraries "是管理元件庠primitives 是管理原理图中的图元。ercvoo Sch |对象浏览框Exp I ore ri- UrowseF nterp对象详细属性图3元件管理器Explorer Browse Sch图4对象浏览器 元件管理库：

8、点击对象浏览框中的“ Libraries ”选项，元件管理器就可以用来管理元件 库，可以通过它来选择已加载的元件库，增加或减少元件库，放置、编辑和查找元件， 如图5所示。点击装入的元件库中的某个元件库，该元件库中的元件名将出现在元件显 示区域，如图5所示。曰rcrw才曰Sch装入的元件库图5元件管理器管理元件库元件显示区 元件的布置和连线：在图5元件管理器管理元件库的Filte栏输入元件名称后在显示区选中该元件点击 Place按钮，将鼠标放入编辑区域光标变为十字状，此时按 Tap键会出现 该元件的属性对话框，可以对相应元件的属性进行设置，如元件名、元件大小、元件摆 放角度以及元件封装名等等。左

9、击鼠标即将选中元件添加成功。若找不到要布置的原件， 可点击Find按钮进入元件搜索菜单搜索元件。完成元件布置后对元件进行连线，使用画电路图工具栏中的画电路图工具。如图6所示。完整的电路图如图 7所示。画导桀C Wire)国总线t Bus)IE1总线进出点(Bus Entry 放置网络标号(NewLatiel)放置电源(PowerPart)放置元件(Part -J放置电路方框图t Sheet Syrnbol J放置电路方框进出点(AM Sheel Entry)输入桶出点(Pori.)放置节点( Jimction)放置恐略ERC测试点(DirectivesXNo ERC) 放置 PCB 布姓指示

10、C DirectivesVPCB Layout)图6各个图标对应的工具图7电路原理图编辑版word第二章原理图中所涉及主要元件以及其功能2. 1原理图中所涉及主要元件：输入输出端：CON2,CON3,HEADER4电阻：RES2光电耦合器：4N25TTL施密特触发器：74LS14四二输入施密特触发器：4093三极管：2N222 电源，地2. 2主要元件功能及总电路功能2. 2.1主要元件功能：光电耦合器：光控开关，常用在自动控制和计数电路中，原理当光线照射到 PN结上时，产生自由移动的电子，达到一定量时，PN结导通。TTL施密特触发器：能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。四二输

11、入施密特触发器：波形和脉冲整形，单稳态多频振荡器，高环境噪声系统，非稳态多谐振荡器。2.2.2 总电路功能：将信号转换为矩形脉冲及正弦波形输出，既光控脉冲输出电路图。第三章原理图及PCB图具体操作在电路原理图（图 7）的基础上进行如下操作：3.1 印制电路板PCB的生成在印制电路板 PCB生成之前需要产生网络表，因为网络表是电路原理图设计（sch）与印制电路板设计（PCB）之间的桥梁和纽带，它是印制电路板设计中自动布线的基础和灵魂。网络表可以由电路原理图生成，也可以从已有的钱制电路板文件中提取。生成方法为：Design/Create Netlist,生成的网络表如图 7所示：用同步器新建PCB

12、文件。在电路图Sheetl.sch里执行菜单命令 Design设计/Update PCB更新PCB。出现如图8所示对话框，点击 Cancel按钮即生成PCB文件。图8 PCB对话框 定义相对坐标圆点：Protel的PCB图作图区图纸非常大，具体尺寸是99999milx 99999mil,相当于公制的 2.5米X 2.5米左右，这么大的图纸，PCB图放在哪个位置绘制比较好呢？从方便移动图纸的角度考虑，如果绘制的PCB不大于10英寸X 10英寸时，那么，PCB图的左下角应该在绝对坐标（X： 5000mil, Y： 5000mil）时比较合适，Protel的作图区在第一象限，整个作图区的左下角是绝对

13、坐标园点，相对坐标园点定义在绝对坐标（X ： 5000mil,Y: 5000mil）处，就相当于绘制的PCB的左下角是相对坐标园点，这样定义，移动图纸方便，计算PCB尺寸也很方便。用鼠标点主工具栏倒数第四项图标，就是像“井”字的图标，（snap grid单元格）。出现如图9所示对话框，图9移动网格对话框把其中的栏目值改为1000,如图，注意：没有必要改为1000mil,这时候是英制，1000,Protel默认为1000mil,也就是1英寸，ProtelPCB图其它方面的设置，也是如此。用鼠标点放置工具栏第七项图标，鼠标光标上出现一个十字，这就是放置相对坐标园点状态，移动鼠标，观察作图区左边最下

14、面的状态栏的绝对坐标值，移动到（ X： 5000mil, Y：5000mil）处，点一下鼠标左键，定义相对坐标园点就完成了，如图 10:二Mi。LWry - 1,飞却J磔ted更始噌足也门 3= J Mt Hln*东口整 期再冏加 d%;二尢子 / xe ： cc甘1 3 2附“ t»ML 2 nl >i*编辑版word图10坐标寻找执行鼠标右键/Place Track放置线，如图11所示，鼠标光标上出现一个十字，这就是放置线的状态。图11放置线在PCB图里放置线的方法和在原理图里放置线的方法几乎一样，不好找到相对坐标园 点，可以执行 Ctri+End ,鼠标光标就移动到相对坐

15、标园点上了，放置一个 3000milx 3000mil的方框，如图12所示:图 12 3000milx 3000mil 方框用鼠标点主工具栏第七项图标，把定义的PCB放大适合整个作图区。设置网格：网格的作用是元件布局、放置线、移动元件编号等操作的参考，合理使用网格，是绘制出精美的 PCB图的重要保证，执行鼠标右键/Options选项/Layers。弹出层选 项对话框，选中Layers区块System区块的 Visible Gridl （可视网格1），并把 Visible Gridl 的值设置为100 。添加PCB图库文件：用鼠标点主工具栏第一项图标，打开设计管理器， 选中Browse PCB页

16、面，再用鼠标点 Browse区块的下拉箭头，选择第三项Libraries （库），如图13 :图13 PCB库文件添加这些操作，和原理图里添加库文件的操作是一样的，也已经讲到，Protel99SE添加库文件，实际上就是添加数据库文件，一个数据库文件里同时存在原理图、PCB图文件和原理图、PCB图库文件，在原理图里添加数据库文件只会添加原理图库文件，在PCB图里添加数据库文件也只会添加 PCB图库文件，绝对不会错位。用同步器更新PCB图：在图8的基础上进行如下操作：执行鼠标右键 /Options选项/Display显示，如下图弹出参数选择对话框，可设置 PCB绘图区页面显示风格，用鼠标 选中Co

17、lors页面，Default Colors按钮是默认颜色，如图 13所示，Classic Colors按钮是古典 颜色，如图8所示。用鼠标点Preview Changes按钮，预览变化，也就是预览更新结果，如图 14,这个对话 框显示的内容是没有错误。MyUeeign.ddb 优uf| backup ot ）白tl.Hcb图14预览更新结果点击图14中的Execute按钮，原理图元件对应的 PCB图封装就放置到 PCB图里了, 用鼠标点作图区上面的文件标签，选中电路图BackupSheet1.pS再用鼠标点主工具栏第七项图标，所有的元件和 PCB边框适合整个作图区，如图 15:cup of S

18、heetl _Schrbu tiacicup at ne el I .Mcb图15可以看到，PCB元件已经放置到 PCB图里了，第一次使用同步器更新PCB图时,PCB图元件会被一个正方形的绿网罩住，用鼠标拖动这个网，元件也随之移动，删除这个网，用鼠标单击这个网无元件的任何部位，按键盘上的Delete键，就删除了这个绿网，以后再更新 PCB图时就不会出现了。再把所有的元件和PCB边框适合整个作图区，将元件拖放进去，按照原理图调整布局后如图16所示：4-WiU/Debiyn.ddb Uaukup ul Sheetl.ScJi Rarkup nf 8ln?el1 Pch图16调整布局后3. 2布线 修改线宽：DESIGN】/【RULES】调出修改规则对话框点击Width Constraint（最后一个）,点击p