《电路原理图与电路板设计》课程报告额

电路原理图与电路板设计题目：简易单片机开发系统原理图及PCB绘制姓名：潘正意学号：2201020104225 专业：应用电子技术指导老师：徐灵飞日期：2012年5月12日

1.课程设计的目的《电路原理图与电路板设计》是一门实践性要求很高的课程，学生通过上机实习和设计环节巩固所学知识。鉴于目前的设备与CAD软件的流通性，本实验课利用Protel99SE软件为主题，介绍其基础知识、设计流程、设计方法及电子设计的基本技能等问题，并要求学生掌握电子产品开发的基本技术问题。通过实习学生可以独立实现电路原理图和电路板的设计，为今后的学习和工作中的实际应用打下较为坚实的基础。二、设计内容与要求2.课程设计的主要内容用Protel99SE软件绘制一个电路图，图有自己决定。先绘制出电路原理图，然后进行电气规则检验，没有错误后，生成网络表，然后根据网络表生成印制电路板图，最后自动布局，手工调整，自动布线，手工调整布线，保存打印。3、简易单片机开发系统原理图3.1：原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。(1)启动原理图设计界面，进入Protel99SE,创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（SchematicDocument）图标，双击该图标，建立原理设计文档。双击文档图标，进入原理设计服务器界面;(2)设置原理图设计环境，执行菜单Design/Option和Tool/Preferences，设置图纸大小，捕捉栅格，电器栅格等;(3)创建自己的元件库，先进入Protel99SE的原理图编辑器，新建一个元件，绘制SCH元件以及放入元件的管脚，给新建的元件改名，绘制制元件的外形以及放入说明文字并保存好，画原理图的时候,就可以调用这些元件了;(4)装入所需的元件库，在设计管理器中选择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，在该目录中选择Library\SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中;(5)放置元件，根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将原件放置在工作平面上，再根据与按键之间的走线把元件调整好;(6)原理图布线，利用Protel99SE所提供的各种工具，指令进行布线，将工作平面上的器件用具有点其意义的导线，符号连接起来，构成一个完整的电路原理图;(7)编辑和调整，利用Protel99SE所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号，封装进行定义和设定等;(8)检查原理图，使用Protel99SE的电器规则，及执行菜单命令Tool/ERC对画好的电路原理图进行电气规则检查，若有错误，根据错误情况进行改正。(9)生成网络表，网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/CreateNetlist可以生成具有元件名，元件封装，参数及元件之间连接关系的网络表;3.2：PCB设计电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel99SE位设计者提供了一个完整电路板设计环境，是电路设计更加方便有效。应用Protel99SE设计印刷电路板过程如下：(1)启动印刷电路板设计服务器,执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCBDocument）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入设计服务器界面；(2)规划电路板,根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取KeepOutLayer复选框，执行菜单命令Place/Track,绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“SignalLager”中选择BottomLager,把电路板定义为单面板；(3)设置参数,参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules,左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类(RulesClasses)中设置参数；(4)装入元件封装库,执行菜单命令Design/Add/RemoveLibrary,在“添加、删除元件库“对话框中所选取所有元件所对应的元件封装库；(5)装入网络表,执行菜单Design/LoadNets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择地电路原理图生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误；(6)Protel99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/AutoPlacement/AutoPlacer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了式布局更加合理，最好采用手工布局的方式；(7)自动布线,Protel99SE采用世界最先静的无网络，基于形式的对角线自动布线技术。执行菜单命令AutoRouting/All，并在弹出的窗口中单击Routeall按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎为100%；(8)手工数调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，手工调整，把电路板设计得尽善尽美。4.课程设计发生的问题4.1产生问题原因(1)连线超过元件器件的断点；(2)连线的两部分有重复;(3)原理图中未定义元件的封装形式；(4)印刷电路板封装的名称不存在，致使在封装库中找不到；(5)封装可以找到，单元件的管脚名称与印刷电路库中封装的管脚名称不一致。4.2解决方法(1)在元件端点处连线；(2)元器件连线尽量一线连通;(3)到网络表文档中查找未定义封装的元件，补上元件封装；(4)确认印刷电路板元件封装库是否已调入，同时检查原理图中元件封装名称是否印刷电路板元件封装库中的名称一致；(5)将印刷电路板元件封装中的修改成与原理图中定义一致。5、简易单片机开发系统PCB5.1总原理图5.2PCB图5.3PCB图检测ProtelDesignSystemDesignRuleCheckPCBFile:Documents\Copyof潘正意PCB1.PCBDate:19-May-2012Time:18:37:31ProcessingRule:Broken-NetConstraint((Ontheboard))RuleViolations:0ProcessingRule:Short-CircuitConstraint(Allowed=NotAllowed)(Ontheboard),(Ontheboard)RuleViolations:0ProcessingRule:Broken-NetConstraint((Ontheboard))ViolationNetVCCisbrokeninto2sub-nets.RoutedTo91.67%Subnet:S1-1S1-1U3-16JP1-2U3-13R4-2R2-2U2-8U5-16U2-4Subnet:U4-16ViolationNetNetU2_3isbrokeninto2sub-nets.RoutedTo66.67%Subnet:U2-3Subnet:U5-9RuleViolations:2ProcessingRule:Short-CircuitConstraint(Allowed=NotAllowed)(Ontheboard),(Ontheboard)RuleViolations:0ProcessingRule:WidthConstraint(Min=40mil)(Max=40mil)(Prefered=40mil)(Ontheboard)Rule