CAD实验指导书(修改版8items)郝敏(2011-2014)

《电子电路CAD》实验指导书主编：聂秋玉西南大学电子信息工程学院电子通信技术中心实验室

目录TOC\o"1-1"\h\z\u实验一制作原理图元件 3实验二绘制原理图 5实验三制作PCB元件封装 9实验四PCB板的手工布局 11实验五PCB板的手工布线 13实验六 报表的生成与PCB文件的打印 15实验七 电路仿真 16实验八 综合实验 19实验一制作原理图元件一、实验目的与要求1.掌握绘制原理图元件符号的方法；2.掌握原理图元件库的管理方法。二、实验设备与器材1.PC机一台；2.Protel99SE软件。三、实验内容与步骤1.新建设计数据库启动Protel99SE软件。在Browse选项中的C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE目录下创建新文件夹，以自己的班级和名字命名，然后点击OK，即可建立自己的设计数据库。新建一个设计数据库，选择MSAccessDatabase保存类型，并把数据库名称改为：counter.Ddb。2.新建元件库文件启动原理图元件库编辑器，新建一个元件库文件，修改名称为counter.lib。3.绘制原理图元件进入原理图元件库编辑器。绘制如图1.1和图1.2所示的元件符号。图1.174HCT4040图1.2ICS512四实验报告与总结写出制作原理图元件符号的步骤；总结实验中应注意的问题。实验二绘制原理图一、实验目的与要求掌握利用Protel99SE进行电路原理图设计的一般步骤；掌握绘制原理图的基本方法，能绘制比较简单的原理图。二、实验设备与器材1.PC机一台2.Protel99SE软件三、实验内容与步骤1.新建原理图设计文件打开实验一建立的设计数据库counter.Ddb，新建原理图文件。在原理图中导入实验一制作的元件库文件counter.lib。设置原理图图纸。设置图纸为B，横放，栅格设置SnapOn,设置为5，Visible设置为10。2.绘制原理图绘制图2.1所示的层次电路图。元器件清单见表2.1。（a）顶层原理图(sheet.prj)（b）子电路图1（clk.sch）（c）子电路图2(count.sch)（d）子电路图3(power.sch)图2.1电路原理图表2.1电路原理图元件明细表序号类型名称标号封装所属元件库1IC芯片ICS512U1SOP-8counter.lib2IC芯片74HCT4040U2SOP16counter.lib3开关DIPSW8SW1DIP-16MiscellaneousDevices.lib4电阻33R10603MiscellaneousDevices.lib5电阻10KR20603MiscellaneousDevices.lib6电容33PFC1,C20603MiscellaneousDevices.lib7电容0.1UFC3,C4,C60603MiscellaneousDevices.lib8电容10UF/16VC51210MiscellaneousDevices.lib9晶振25MY1RAD0.2MiscellaneousDevices.lib10二极管IN4007D1RAD-0.2MiscellaneousDevices.lib11电源插座CON2J1SIP2MiscellaneousDevices.lib3.报表文件生成和原理图打印3.1产生图2.1所示原理图的网络表，查看网络表文件。3.2产生图2.1所示原理图的元件清单。四实验报告与总结写出绘制原理图的操作步骤；总结实验中应注意的问题。

实验三制作PCB元件封装一、实验目的与要求1．掌握制作元件封装的方法与操作步骤2．掌握对元件封装库进行管理的基本操作二、实验设备与器材1.PC机一台。2.Protel99SE软件。三、实验内容与步骤1．打开实验一建立的设计数据库counter.Ddb，新建一个封装库文件，库文件名称修改为counterpcb.LIB。2.进入封装库编辑器，通过封装制作导向，绘制出实验二中图2.1的元件ICS512对应的封装SOP-8，如图3.1所示。焊盘的X-Size为80mil,Y-Size为24mil。第一引脚的焊盘为矩形，其余焊盘的两端为半圆形。纵向相邻焊盘之间的距离为50mil，横向相邻焊盘之间的距离为220mil。图3.1SOP-8封装3．通过封装制作导向，绘制出实验二图2.1中开关DIPSW8对应的封装DIP-16，如图3.2所示。焊盘的X-Size和Y-Size均为50mil，HoleSize为30mil。第一引脚焊盘为方形，其余焊盘为圆形。纵向相邻焊盘之间的距离为100mil，横向相邻焊盘之间的距离为300mil。图3.2DIP-16封装4．手工绘制图2.1中二极管IN4007的封装RAD-0.2。如图3.3所示。两个焊盘的X-Size和Y-Size都为60mil，HoleSize为30mil，两个焊盘之间的间距为200mil，二极管阳极的焊盘为方形，阴极的焊盘为圆形，外形轮廓为距形，并绘出方向指示。图3.3二极管的封装RAD-0.2四实验报告与总结1．总结新元件封装的制作方法和步骤。2．总结实验中应注意的问题。实验四PCB板的手工布局一、实验目的与要求1.掌握两种装载网络表的方法；2.掌握手工布局的整个操作过程。二、实验设备与器材1.PC机一台。2.Protel99SE软件。三、实验内容与步骤1.新建PCB设计文件。打开实验一建立的设计数据库counter.Ddb，新建一个PCB文件，修改PCB文件名称为counter.pcb。2.加载实验三制作的元件封装库文件counterpcb.LIB。3.利用设计同步器或网络表文件，装入原理图2.1的网络表和元件。4.绘制PCB板框，设置为板长1800mil，宽1200mil。5．按照电路的功能进行元件的手工布局与调整，可参照图4.1的布局。图4.1电路参考布局图四实验报告与总结总结对电路板进行手工布局的操作过程；2．总结实验中应注意的问题。实验五PCB板的手工布线一、实验目的与要求1.掌握布线规则的设置及布线有关命令的使用，理解DRC校验的功能。2.掌握手工布线的操作步骤和技巧。二、实验设备与器材1.PC机一台。2.Protel99SE软件。三、实验内容与步骤1.打开实验四建立的PCB文件counter.pcb。2．设置布线规则。设置信号线宽为10mil,电源线宽为30mil,线间距为10mil.3．根据原理图中各个元件的连接关系，在电路板中进行手工布线。可参照图5.1的进行布线。图5.1电路参考布线图元件的布线要考虑以下几个方面的问题。走线尽量短。布线方向为水平或垂直，同一层的信号线改变方向时应该走斜线，应避免直角拐弯。信号线宽要求尽量一致，以利于阻抗匹配。对于电源线和地线，走线面积越大越好，以利于减少干扰。多层板走线要求相邻两层板的走线尽量互相垂直，以减少板层间的耦合和干扰。4．对电路板中的各元件标注的位置、方向等参数进行调整，使之更加整齐美观。5．将电路板中的焊盘进行补泪滴操作。6．对电路板进行铺铜操作。7．进行设计规则检查（DRC）。8．将PCB图的顶层、底层和顶层丝印层分层打印出来。四实验报告与总结总结对电路板进行手工布线的操作过程；2．总结实验中应注意的问题。实验六 报表的生成与PCB文件的打印一、实验目的与要求1．掌握PCB各种常用报表的功能与生成方法2．掌握PCB的打印输出的操作过程，掌握分层打印和叠层打印的操作方法二、实验设备与器材1.PC机一台。2.Protel99SE软件。三、实验内容与步骤在Protel99SE系统提供的实例中，选择设计图4PortSerialInterfaceBoard.pcb，对它分别生成电路板信息报表、NC钻孔报表和元件报表。将实验五建立的PCB文件counter.pcb的顶层、底层和顶层丝印层分层打印出来。四实验报告与总结请说出我们所讲的各种报表中，哪些用于对PCB图的检查校对，哪些用于印刷电路板的生产加工？总结实验中应注意的问题。实验七 电路仿真一、实验目的与要求掌握用Protel99SE软件对电路进行仿真的方法。二、实验设备与器材1.PC机一台。2.ProtelSE软件。三、实验内容与步骤新建仿真电路图1.1启动Protel99SE软件，在C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE目录下新建一个设计数据库（*.ddb）;1.2新建一个原理图文件(*.sch);1.3加载目录DesignExplorer99SE\Library\Sch下的仿真元件库Sim.ddb，主要的仿真元件在库SimulationSymbols.Lib中。绘制仿真电路图绘制仿真电路图时，需遵循以下规则：所有的元件须选用适当的仿真元件模型；放置和连接可靠的信号源，以便仿真过程中驱动整个电路；在需要仿真数据的节点处添加网络标号；如果必要的话，设计者必须定义电路的仿真初始条件。图7.1仿真电路是一个简单的反相放大器电路。UA741为集成运算放大器，RI为计及信号源内阻的外接电阻，RF为反馈电阻，RL为输出负载电阻。在该电路中定义了一个振幅为0.1V，频率为10kHz的正弦波激励源。同时在需要显示波形的地方添加了网络标号，用于显示输入波形和输出波形以及一些中间波形。图7.1仿真电路图仿真电路对图7.1电路进行以下类型的分析：工作点分析（OperatingPointAnalysis），即分析电路中各节点的直流偏置电压。暂态分析（TransientAnalysis），即分析电路中各节点的时域响应。交流小信号分析（ACSmallSignalAnalysis），即在一定的工作频率范围内分析电路的频率响应。直流扫描分析（DCSweep），即：电源从起始电压到终值电压阶梯式变化电压值，每变换一次，执行一次工作点分析。仿真的具体步骤如下：执行命令Simulate—SetupSimulator，进入仿真设置对话框。选择仿真类型，并选择要进行显示的节点Input和Output后，单击“RunAnalyses”按钮，进行仿真运行。暂态分析的波形如图6.2所示。图7.2暂态分析的波形4.分析仿真结果根据仿真结果分析所设计电路的合理性。四实验报告与总结1． 总结用Protel99SE进行电路仿真的步骤。2．总结实验中应注意的问题。实验八 综合实验一、实验目的与要求1.掌握设计数据库的概念，以及各种文件的建立、打开和关闭等操作。2.掌握原理图编辑器和原理图库编辑器的使用方法。3.掌握PCB编辑器和PCB封装库编辑器的使用方法。4.掌握进行电路原理图设计的一般步骤。5.掌握ERC校验方法以及元器件报表文件和网络表文件的生成方法。6.掌握PCB的生成与规则设置校验方法二、实验设备与器材1.PC机一台。2.ProtelSE软件。三、实验内容与步骤图8.1原理图根据图8.1所示，建立设计数据库文件，文件名为“学号.ddb”。并在该数据库下，创建文件名为“语音存储电路.sch”的原理图文件，和文件名为“语音存储电路.lib”的自建原理图符号库文件。打开原理图库编辑器，创建所需的原理图元器件符号。依次放置所需元器件，并根据所给电路图进行电气连接或网络符号连接。进行ERC电气校验，若发现错误，则修改原理图，直至ERC校验没有错误。创建文件名为“语音存储电路.LIB”的PCB封装库文件,并绘制所需的封装。加载封装库文件，并通过加载网络表或利用设计同步器生成PCB图，同时将此文件重命名为“语音存储电路.PCB”。手工布局和布线，并进行规则检查。生成相应的报表并打印。元器件清单类型标号标称值封装备注电阻R1R2R3R4R5R610K1K10K1K300K1K080508050805080508050805电容C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C1410422uf10410410uf10uf1uf10uf104220uf10410uf20uf10uf12061206