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文档简介
1、计算机辅助电路设计实验教案实验一:熟悉 PROTEL99原理图设计环境(一)实验目的及要求:1. 掌握建立设计数据库、进入原理图设计窗口的方法;2. 熟悉设置原理图设计环境的方法;3. 熟悉原理图管理器、元件库管理器的功能。(二)实验内容:1. 启动 Protel 99, 在 D 盘新建一个文件夹 , 用自己的班级和学号命名 , 并在文件夹中 建立一个名为 MyDesign1.ddb 设计数据库。2. 在内容 1 的基础上 , 再建立一个名为 MyDesign2.ddb 设计数据库 , 并保存到 D 盘建立的文件夹中。3. 关闭设计数据库 MyDesign1.ddb 、MyDesign2.dd
2、b ,再从 D盘的文件夹中重新调入设计数据库 MyDesign1.ddb 。4. 在设计数据库 MyDesign1.ddb 中建立一个“ 文件夹、PCB、 PCBLIB、TXT” 文件,并分别命名为“ 我的电路设计文件、我的印刷电路板、我的元件封装、电路说明书”。5. 分别双击这些图标,进入对应窗口,窗口切换,关闭上述打开的所有窗口。6. 在设计数据库MyDesign1.ddb 中建立一个原理图文件, 命名为“ 原理图设计环境练习”,并进入原理图设计窗口。7. 进入元件库管理器,调入Miscellaneous Devices.ddb、 Ti Databooks.ddb、 Ti Logic.dd
3、b元件库,然后删除Ti Logic.ddb元件库。8. 放置元件 Res1、Cap、JEFT-N、NPN、NOR、 LED。9. 调入安装目录 Examples 下的 Z80 Microprocessor.ddb, 选择 CPU Section.sch, 打开对应原理图,进入原理图管理器,分别选择对象类 parts 、junctions、 Net lables ,然后选择对象类中对应对象, 用 txt 、jump、edit 按钮,观察其作用; 关闭 Z80 Microprocessor.ddb。10. 设置设计环境: 切换到 MyDesign1.ddb 文件的原理图 “ 原理图设计环境练习”设
4、计窗口,图纸大小定义为 800*500mil ;对话框字体为 11;标题栏使用标准标题栏,并将下图内容显示在标题栏上;设置可视栅格 20mil 、捕捉栅格 20mil 、电气栅格 10mil, 其他设置使用默认值。11. 设置图形编辑环境:管脚名称、编号到元件边沿的距离为0.01inch (注意转换为mil );正交拖动、自动放置节点;对象电气热点自动对齐;图纸模板不复制到剪切板;设置滚屏速度、光标。实验二 画原理图工具练习(一)实验目的及要求:1.掌握原理图画图工具的使用;2.了解原理图绘图工具;3.掌握原理图编辑工具的使用。(二)实验内容:1. 启动 Protel 99,调入设计数据库 练
5、习 1” ,进入原理图设计窗口。MyDesign1.ddb ,建立原理图文件“ 原理图工具2. 装入元件库 Miscellaneous Device.ddb 、Protel DOS Schematic Libraries.ddb。3. 设置可视栅格 10mil 、捕捉栅格 10mil 、电气栅格 8mil 。4. 放置如下图元件,连线,设置元件属性。J212R1R3power30k3kC210uJ1C1Q1J3210u12N2222Input12R2R4output15k5k提示: 元件可拖动、复制、粘贴、删除、对齐;元件拖动时,Space 键可旋转, X 和 Y 键水平和垂直镜像;暂时设置属
6、性 Designator、Part type;Hidden Pins 显示隐藏的管脚名称与编号;元件编号可采用 Tools/Annotate 自动进行;设置自动放置节点;导线连引脚时、拐弯处、相交处要点左键。练习。5. 建立原理图文件“ 原理图工具练习22” ,进入原理图设计窗口,按下图完成画总线.U1U21CLR1QD11OC1Q21111CLKCLK55D131D2Q31D2Q663Q3QD249D2492D4Q2D4QD3712D37123D5Q3D5QD4815D48154D6Q4D6QD51316D513165D7Q5D7QD61419D614196D8Q6D8QD717D7177D
7、7DD818D8188D8DSN74LS273SN74LS374.提示: 总线包括三个部分:总线、分支线、网络标号,先延长引脚,再放分支线、总线、网络 标 号 ; 总 线 两 端 对 应 的 分 支 线 上 网 络 标 号 相 同 ; TI DatabookTI TTL Logic 1988(Commercial.lib) 元件库中取出 74LS273 和 74LS373。6. 将上述两图复制到 WORD文档(不复制模板背景)。7. 取消原理图文件“ 原理图工具练习 2” 的标题栏,在原位置用 Drawing Tools 上的线画如图所示标题栏,并显示自定内容。8原理图编辑命令练习 选取:选取
8、是用鼠标框选某个或某组对象;点取 : 点取是指用鼠标单击点取某个对象;删除: Edit/Delete命令,十字光标指向被删除对象;或,点取,按delete键;复制:选取复制对象,Edit/copy;剪切:选取对象,Edit/cut;粘贴:选取对象,Edit/copy,然后 Edit/paste;阵列粘贴:选取对象,Edit/copy,然后作图工具栏上的阵列粘贴工具;对齐:选取排列对象,Edit/Align 拖动 : 用鼠标光标指向元件中心部位,按住鼠标左键不放,移动鼠标至合适位置,松开鼠标左键;实验三旋转:拖动时,按“space” 键。画原理图元件(一)实验目的及要求:1. 学习用 Schli
9、b Drawing Tools 、IEEE 标准符号画元件图;2. 掌握用元件管理器Browse Schlib 管理元件;3. 掌握使用 Tools 菜单管理元件;4. 学习使用有关元件的报告文件。(二)实验内容:1. 调入设计数据库 MyDesign1.ddb ,建立画元件图文件(Schematic Library Document )“ 画原理图元件练习”,进入元件编辑器。2. 画出一个低电平清除端、下降沿触发的 D触发器 , 名称“D触发器” 。3. 按照右图,画出双共阳数码管的元件图,名称“ 数码管”。提示: 中间的显示段用 Schlib Drawing Tools 中的线;注意引脚的
10、输入输出;调整引脚名称、编号与元件边沿间的距离。.16ab142ab.136ab9DSP?.VccVcc*fgMAN67 10fgedcdpabedcdpdp fdpcdefcde1531127.4. 画如下元件,名称分别为“ 变压器、热继电器、热继电器动合触点”.变压器。热继电器动合触点.热继电器.提示: 引脚要用 Schlib Drawing Tools实验四 : 画原理图练习(一)实验目的及要求:中的引脚工具,均为双向。1.掌握利用画原理图的方法和步骤;2.掌握电气检测和网络表生成方法;3.掌握建立报表和打印原理图方法。(二)实验内容:1. 启动 Protel
11、99,调入设计数据库MyDesign1.ddb ,建立原理图文件“ 画原理图练习 1” ,进入原理图设计窗口。2. 装入元件库。3. 画如图原理图。. .J31 2R4 RES23 4CON4GND Q1 NPN D2R21N4148C2 +GNDJ2D14820 0u12CON2RES21N41Q2 PNPJ1GNDC1+R1Q3210 uNPN1CON2R3RES2RES2GND. .提示: 注意输入封装(见课本 4. 电气检查 tool/erc,p.81 );注意不同引脚连接对象不同。生成错误报表,检视错误报表,修改错误;5. 把原理图复制到工作区左下角,按图纸实际大小重新定义图纸;6.
12、 复制原理图到 WORD文档(不复制模板,用 Place/Txt+ 点定义四角);7. 建立网络表文件 design/creat netlist,对照原理图仔细阅读 网表,辨认一个网络( Net)所连接的部分,网络就是电气相连的电源地线或网络标号或元件引脚;8.生成元件表 report/bill of material ,阅读元件表。9. 画如图原理图,完成 4-8 步骤。.U1J1VCC1ND INGOUT3C12L79 08CT122.2uPower.实验五 熟悉电路板设计环境和电路板管理器功能(一)实验目的及要求:1. 掌握电路板设计管理器的操作;2. 熟悉电路板的各种构成对象;3.掌握
13、电路板设计环境设置操作;4. 掌握定义电路板的方法;5. 掌握 PCB绘图工具的使用;6. 掌握电路板编辑工具的使用。(二)实验内容及步骤:1. 建立 PCB文件,更名为“PCB基础练习。 Pcb” ,双击进入 PCB编辑器;2. 调 入 安 装 目 录 下 ExamplesZ80 microprocessor.ddb, 打 开 Z80 processor board.pcb ;3. 点击 PCB 管理器标签,分别选择 Nets 、Components、 Nets classes、Components classes 、violation、rules 、liabraries,体会这些概念,观察
14、下面框图宣示内容的变化,以及按钮的作用;4. 选中 Toolspreferencesdisplaysingle 作区底边),观察不容层面上的对象;layer mode(单层显示 ) ,切换不同层面 (工5. 用 design/layer stack manager 设置单层板、双层板、四层板、六层板;6.用 design/layer stack manager 的模板设置单层板、双层板、四层板、六层板;7. 用 design/mechanical layers 增加机械层;8.用 design/options/layers 选择设计层面;9. 用 design/optoins 设置栅格和单位;
15、10. 用 tool/preferences 设置电路板画图环境;11自定义一个 3000 2500mil 单层板,包括元件面、一个信号层、一个顶层丝印层、一个底层锡膏层、一个底层阻焊层、一个机械层、一个禁止布线层,布线范围为 25002000mil ;12自定义一个 5000 4000mil 双层板,包括两个信号层、一个顶层丝印层、一个底层 锡膏层、一个底层阻焊层、一个机械层、一个禁止布线层,布线范围为 5000 4000mil ;13.使用向导定义 130mm 60mmmil 双层板,穿透式过孔、沉铜;14. 装入元件封装库、放置与布局元件 元件封装的放置: (Space、X、Y 翻转),
16、属性设置:(TAB 、双击),注意元件所在层面设置 15. Placement Tools 与对象属性编辑铜膜线放置与属性设置:走线、变换线型(空格、shift+ 空格)、换层( +、)注意铜模线的宽度、所在信号层 过孔(铜膜线换层时加的即是):起止层、内外径 焊盘: 封装焊盘大小一般不用修改,若如实际元件大小不符时才需要修改,默认在多 层面 填充、元件屋 多边形平面 分割内层平面 圆弧、尺寸、坐标、文字、原点轮廓线包围对象tool/outline objects, 焊盘泪滴处理tool/teardrops 16.编辑电路板用编辑工具:剪切、拷贝、粘贴、阵列粘贴、删除 查询管理器 edit/q
17、uery manager 选择对象、取消选择 操作对象:删除、编辑对象属性、移动对象、对象的排列与对齐、跳转、旋转(空格)重新排列元件编号:tool/re_annotate 人工布线画电路板 实验六(一)实验目的及要求:1. 掌握人工电路板设计流程;2. 熟悉人工画电路板的基本方法。(二)实验内容:1. 用人工画电路板图的方法,画出两级放大电路PCB图,使用单层板单面布线,电路板大小为 2000mil*1000mil,电源线宽为 25mil ,一般线宽为 10mil 。2.用人工画电路板图的方法,画出稳压电源电路 PCB 图,使用双层板布线, 电路板大小为 4000mil*1200mil ,电
18、源线宽为 25mil,一般线宽为 10mil 。要求:布线尽量短、元件布局合理、走线美观步骤:1. 设置板层结构,选择设计层面;2. 在机械层、禁止布线层定义物理和电气边界,标示尺寸;3. 调入元件封装库;4. 切换到元件面,放置元件封装 , 并布局;5. 输入元件名称、编号,编辑焊盘属性;6. 布线规则设置 design/rule/routing ,铜膜线最小宽度为 10mil,最大设为 50mil ;7切换到信号层,布线,电源地线宽为 25mil ,一般线宽为 10mil;9焊盘泪滴处理;10 存盘; 11. 可添加钻孔层,电路板四个角钻孔,大小自定。实验七 制作元件封装图(一)实验目的及
19、要求:1. 掌握元件封装编辑器的操作;2. 掌握元件封装图制作方法;(二)实验内容:1.建立元件封装库文件,从已有封装库中拷贝一个DIP-8 ,将它修改为DIP-4 封装。注:保持焊盘间距、内外孔径不变,编号自定2.手工画出下图所示的双共阳数码管封装图,要求焊盘外直径70mil ,内直径45mil,两焊盘间距100mil ,上下两列间距600mil 。装,见习题。3. 利用向导制作封实验八自动布线设计数显温度计PCB (一)实验目的及要求:1. 掌握网络表的调入与编辑;2. 掌握网络管理器、分类、点对点网络编辑器的使用方法;3. 掌握自动布置元件和手工调整元件的方法;4. 掌握自动布线方法;5
20、. 熟悉布线规则设置及规则检查;6. 综合应用所学知识,解决 PCB设计中碰到的问题。(二)实验内容及步骤:1. 创建自己的元件库,制作LCI7107 、7660、LM35、TL431 及双共阳极数码管元件图, 存盘备用;2. 制作双共阳极数码管及有关元件封装图,存盘备用;3. 将 DIP-8 ,DIP-24 ,DIP-40 封装图中的焊盘尺寸改为70mil ,存盘备用;4. 参考下图电路,设计并画出数显温度计电路图,为下一步制作 PCB做准备;注意:正确填入元件封装 , 创建元件列表5. 进行电气规则检查(ERC),排错;6. 创建网络表;7. 使用向导,定义一个宽90mm,高 70mm的单
21、面 PCB板;8. 设置规则: 铜膜线最小宽度不小于 15mil ,铜膜线间距不小于 15mil ,芯片封装 DIP-8 ,DIP-24 ,DIP-40 的焊盘间一般不走线,电源和地线线宽可加宽至 20 mil ;插针元件放顶层,贴片元件放底层;底层布线9. 调入所需封装库(包括自制的);10. 调入网络表,注意封装焊盘和元件引脚编号一致;11. 元件布局;12. 自动布线;12. 编辑调整,要求布线合理美观;13. 泪滴处理;14. 进行 DRC, 查看 Violations,确保无违规。.J12K2K11 21 C 9U505 T+5V36 114ba13ab1413b1DSP2R7Vc
22、ccc Vacc VaDSP18-SE Gcc Vacc VaDPY_1DPY_18-SE Gffgfgbgbfgedcbedcdpdpedecdpabecdec1 50dp fdpdpdp fdpabcdecdefcdfd5 1321 817 141 10 1865 21796 15 1321 817 141 10 1865 2179b c4g 4a3b 3c 3d 3 e 3f3g3a 2b 2c2d 2e 2f2g 2a 1b 1 c 1d 1 e 1 f1g 1R60. 3Kb 319g 4b c4 224 17g 3 18f3 15e 324d 3 163c 3 23a3 2513g 2 14f2e 2 9 10d 2 11c2 12b 2a 27g 1f1e 1d 1c 1b 1a 1206823451C6U483 ac VcNCVCCL PO4 AB3
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