PROTELDXP2004模数混合PCB设计

第29-30讲项目五模数混合PCB设计主要内容一、电路原理二、设计前的准备三、设计PCB时考虑的因素四、PCB自动布局及调整五、PCB自动布线及调整六、模拟地和数字地的分离七、完成P223实训三的内容一、电路原理

模拟信号采集电路实现的功能是采集模拟信号，并在数码管上显示出来。由AD0804采样模拟电压，经过A/D转换后，输出8位数字信号给单片机8051，再由8051处理后送到共阳的七段数码管进行显示，电源采用稳定的5V输入，电路如图6-59所示。本节通过模拟信号采集电路介绍模数混合电路的设计方法，掌握模拟地和数字地的处理方法。元件类别元件标号库元件名元件所在库元件封装电解电容C3、C5CapPol1MiscellaneousDevices.IntLibRB.1/.2电容C1、C2、C4、C6CapMiscellaneousDevices.IntLibRAD-0.1三极管V1、V2、V32N3904MiscellaneousDevices.IntLibBCY-W3/E4电阻R1-R9Res2MiscellaneousDevices.IntLibAXIAL-0.4稳压二极管VD1DZenerMiscellaneousDevices.IntLibDIO10.46-5.3x2.8电位器RpPOT3自制VR5集成块U1P80C51UBPNPhilipsMicrocontroller8-Bit.IntLibSOT129-1集成块U2ADC0804CNTIConverterAnalogtoDigital.IntLibN020电感L1InductorMiscellaneousDevices.IntLibAXIAL-0.4晶振Y1XTALMiscellaneousDevices.IntLibBCY-W2/D3.1接插件J1、J2Header2MiscellaneousConnectors.IntLibHDR1X2数码管LED1、LED2、LED3DpyBlue-CAMiscellaneousDevices.IntLibLEDDIP-10/C15.24RHD

在进行模拟信号采集电路设计前，必须先设计库中不存在的元件图形和元件封装，原理图中电位器的符号参照项目三介绍的方法设计，元件名设置为POT3；电解电容封装RB.1/.2与项目三中使用的相同。元件的参数如表6-3所示。根据图6-59绘制模拟信号采集电路原理图，元件的参数参见表6-3，将原理图另存为“模拟信号采集电路.SCHDOC”。将自行设计的元件封装库设置为当前库，依次将原理图中的元件封装修改为表6-3中对应的封装形式，并将原来元件自带的封装删除，最后保存文件。二、设计前的准备三、设计PCB时考虑的因素

该电路是模拟信号和数字信号混合的电路，由于数字电路工作在开关状态，开关时的脉冲会对附近电路造成干扰，因此需要采取措施防止数字部分对模拟部分的影响。电路采用双面板进行设计，设计时考虑的主要因素如下。⑴模拟和数字元件分开布置。在布局时，需要考虑哪些属于模拟部分电路，哪些属于数字电路，两者之间的要分开放置，防止互相干扰。⑵电源分离。模拟电源和数字电源通常要分开，以避免相互干扰。如果把数字电源与模拟电源重叠放置，会产生耦合效应，相互干扰。⑶地平面要分开:在分离电源的同时，模拟地和数字地也要相应该进行分离，以构成两个相互独立的地平面，保证信号的完整性。一般在电路上可以在电源入口处通过一个0值电阻或小电感连接进行简单分离，如图6-69所示。⑷印制板的尺寸设置为4340mil×2500mil。⑸电源插座J1和模拟信号输入端插座J2放置在印制板的左侧。⑹该电路工作电流不大，故连线宽度可以选择细一些，电源线采用25mil，地线采用30mil，其余线宽采用15mil。⑺在印制板的四周设置3mm的螺丝孔。四、PCB自动布局及调整1.自动布线规则设置执行菜单“设计”→“规则”，进行布线规则设置。安全间距规则设置：VCC、VDD、AGND、DGND网络为15mil，其它对象为10mil；短路约束规则：不允许短路；布线转角规则：45°；导线宽度限制规则：AGND、DGND网络为30mil，VCC、VDD网络为25mil，其它网络为15mil，优先级依次降低；布线层规则：选中BottomLayer和TopLayer进行双面布线；其它规则选择默认，单击“确认”按钮完成设置。五、PCB自动布线及调整六、数字地和模拟地的分割

由于模拟信号采集电路是模拟信号和数字信号混合的电路，在进行元件布局时必须将模拟部分元件和数字部分元件分开布置，防止互相干扰；在电源上，通过小电阻R9隔离把数字电源和模拟电源；在地平面上将模拟地和数字地也做相应分离，在电源入口处小电感L1连接。