电子CAD实训指导说明书

实验内 实验 认识AltiumDesigner 实验 原理图设计基 实验 单管放大电路原理图绘 实验 线路连接与绘 实验 振荡器和积分器原理图绘 实验 原理图高级设 实验 层次原理图设 实验 原理图电气规则检查与报表输 实验 原理图元器件库的创 实验 电路仿 实验十 PCB电路板设计基 实验十 单管放大电路PCB设 实验十 振荡器与积分器电路PCB设 实验十 稳压电源PCB板设计实 实验十 手工绘制双列直插元件封 实验十 绘制数码管PCB元件封装 实验十 PCB报表输 综合实训内 综合项目 洗衣机控制电路设 综合项目 贺春灯电路设 综合项目 LED电路设 综合项目 Keyboard(键盘)电路设 综合项目 综合项目 Fulladder(全加器)电路设 综合项目 Serialcomm串行通信电路设 综合项目 Seven-segment数码显示电 实验内容实验 认识AltiumDesigner—实验目的AltiumDesigner6AltiumDesigner6二实验内容AltiumDesigner6PCBPCB文件三实验步骤AltiumDesigner6AltiumDesigner6图标，或单击开始/所有程序/AltiumDesigner6。启动后主1所示PCB

1DXPPickaTaskPrintCircuitBoardDesign2所示，NewBlankPCBProject3所示 图 PCB设 图3新建PCB设计项FilesNewBlankProjectPCB)3所示。如果这个Files标签。图3新建PCB项目文 图4新建PCBFile/New/Project/PCBProject后，Projects面板就会出现一4所示。PCBProject1.PrjPCB，与“nodocumentsadded”文件夹一File/SaveProject，5所示。在对话际应用时项目名称可根据用户需要命名，可以是中文名，单击按钮即可保存项目文件后，Projects面板中的项目文件名会由默认的“PCB_Project1.PrjPCB”变6所示。图5保存文档对话 图6保存后的项目文Projects面板中选中目标项File/SaveProjectAs..菜单命令。PCBProjects面板中，用鼠标右键单击需关闭的项目文件名。在弹出的命令菜单中选择“CloseProject”7所示。File/OpenProjectFiles面板中选择“OpenaProject”选项打开已有的项目。8所示。图8原理图编辑状态窗 图9保存后的原理图文系统默认的文件名为“Sheet1.SchDoc”File/Save，在弹出的对话框中，选择合适的路径并输入新的文件名“电路原理图一”，单击“保存”Projects面板中，可以看到一个名为电路原理图一.SchDoc原理图文件已加入到项目项目一.PRJPCB”9所示。7ProjectsFreeDocumentsschematicdocumentAddtoProjectProjectsSchematicSheets文件夹下，并连接到项目文件。启动PCBFile/New/PCBPCBPCB编辑状态窗口，10所示。File/Save，在弹出的对话框中，选择合适的路径并输入具有文件名，“电路板图一”，单击“保存”。这时在Projects面板中，可以看到一个名为“电路板图一.PcbDoc”PCB文件已加入到项目“项目一.PRJPCB”11所示。10PCB图11保存后的PCB文 图12自由PCB文PCB文件，具体操作方法如下：在设计者未打开任何设计项目PCBs12所示。Projects1313图14Close14四思考题AltiumDesigner6ProtelDXPProtelDXPPCB实验 原理图设计基—实验目的二实验内容三实验步骤PCB1）PCB项目文件，并重命名保存为“项目二”执行菜单命令File/New/SchematicFile/Save，命名为“ZDQ.SCHDOC”Design/DocumentOptions1图1DocumentOptions对话 图2自定义图纸大SheetOptionsStandardStyles栏。点击输入框旁的箭头将看见一个A4样式并点击选择。如果自己有特殊要求，用鼠标左键单击“UseCustomStyle”前的复选框，使它前面的方框里出现“√”符号，即表示选中“CustomStyle”。在“CustomStyle”51表 “CustomStyle”栏中各设置框的名称和意CustomCustomXRegionXYRegionYMarginSheetColor3OK图3View/FitDocument提示：View/FitDocumentVD键。许多EditDeSelectEdit/DeSelectAll菜单项，X键（DeSelect菜单）A键。DocumentOptions四思考题原理图常用工具栏有哪些设置原理图图样时打开“DocumentOptions”WireLine的区别实验 单管放大电路原理图绘—实验目的二实验内容三实验步骤File/New/Project/PCBProjectProject工作面板中将出1所示项目文件。File/ProjectSaveAS，目文件名为“单管放大电路”2图1新建项目文 图2保存项目文File/New/Schematic，ProjectSheet1.Schdoc，保存为“单管放大电路.Schdoc”3图3新建并命名原理图文 图4原理图图纸设置对话Design/DocumentOptionsDocumentOptions4所示，8。MiscellaneousDevices.IntLib中都可以找到。默认情况下，创建原理图文件时，该库会在Libraries工作面板上单击,弹出如图5所示对话框6所示。

图5添加元件 图6添加MiscellaneousMiscellaneousDevices.IntLib7所示。单击放置电阻R1，光标变为十字。（Designator（ValueComment(标注)810Pol2NPN（Res2）10图7放置电 图8电阻属性设1)单击连线工具栏的快捷按钮，光标变为十字形Tab9OK用类似方法放置接地符号Utilities10

图9电源属性设 图10放置及调整元Place/Wire1112图11导线菜 图12连线状ESC键。在导线十字交叉处放置节点。执行菜单命令Place/ManualJunction1313四思考题实验 线路连接与绘—实验目的二实验内容1LED1LED三实验步骤在学生本人文件夹下新建一个文件夹，命名为“实验四”新建一个项目文件，命名为“LED发光电路.PrjPCB”，保存到“实验四”新建一个名为“LED发光电路.SchDoc”的原理图文件，保存到“实验四”Design/DocumentOptionsDocumentOptions对话框。图纸类型设置A45104。11添加元器件库，放置元器件。放置并修改其属性后2所示1TILogicResMiscellaneousD1-MiscellaneousMiscellaneousWiringWiring

23

344单击工具菜单，或者单击菜单Place/Bus，绘制总线单击工具菜单，或者单击菜单Place/BusEntry，绘制总线分支。如图5所

5单击工具菜单，或者单击菜单Place/NetLable，放置网络标号。放置前按66I/0单击工具菜单，或者单击菜单Place/Port，放置I/0端口。修改I/0端口属性，修改端口名称，并将其“I/0Type”属性修改为“Input”7所示

7I/0Place/TextString，在原理图下方放置文本注释“实验四线路连接与绘图”，1四思考题I/O实验 振荡器和积分器原理图绘—实验目的二实验内容1所示“振荡器和积分器”1“振荡器和积分器”三实验步骤在学生本人文件夹下新建一个文件夹，命名为“实验五”创建一个新的项目文件，命名为“振荡器积分器.PrjPCB”，保存到“实验五”创建一个新的原理图文件，命名为“振荡器积分器.SchDoc”，保存到“实验五”“Design/DocumentOptions…”命令，打开“DocumentOptions”2A4，捕获栅格为

2“DocumentOptions”“振荡器和积分器”1表 “振荡器和积分器”电路原理图所用元件列MiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousRAD-MiscellaneousRAD-MotorolaAnalogTimer626-MotorolaAmplifierAmplifier626-参照前面所学，依次添加MiscellaneousDevices.IntLibMotorolaAnalogTimerCircuit.IntLib和MotorolaAmplifierOperationalAmplifier.IntLib三个元件库。放置元器件前可以按下键盘上 键对元件进行属性编辑在属性对话框栏中修

编辑的元件符号，会弹出元件属性“ComponentProperties”3所示。3“ComponentProperties”R1的编辑：“Designator”栏填写“R1”；“Footprint”栏可填写“AXIAL-0.4”；单击菜单栏View/toolbars/PowerObjects命令，或者单击工具栏中的图标，

键，在弹出的“PowerPort”对话框中将“VCC”改为“+15V”光标拖动电源符号到图样上适当位置，单击左键将“+15V”用同样的方法放置电源“-15V”4

4按键盘“PageUp”或“PageDown”键，使原理图中的元件清晰地显示在编辑平面上。单单击“Wiring”工具栏内的放置网络标号按钮，光标变为十字状，如图5所示按下键盘上的Tab按钮，在弹出如图6所示的“NetLabel”对话框中进行修改为1所示。单击鼠标左键定位。3）OUT2图5放置网络标 图6放置输出点属性对话Place/TextFrame，光标变为十字状并挂着一个矩形虚框图形，移动光标输入文字。双击文本框屏打开属性编辑对话框，在对话框Text栏中单击“Change”按钮，在文本编辑对话框中填入文字“ZDQ.SCHDOC”，单击“Font”栏改变编辑文字的字体“TswRoman”、字形“常规、颜色“黑色”和大小“三号”。“small”、228，文字居中放置。单击工具栏中的存盘图标或执行菜单命令File/Save。绘制完成后如图7所示7绘制完毕的“ZDQ.SCHDOC”四思考题实验 原理图高级设—实验目的二实验内容11三实验步骤在学生本人文件夹下新建一个文件夹，命名为“实验六”创建一个新的项目文件，命名为“电压指示电路.PrjPCB”，保存到“实验六”创建一个新的原理图文件，命名为“电压指示电路.SchDoc”，保存到“实验六”“Design\DocumentOptions…”命令，打开“DocumentOptions”2A4，捕获栅格为

2“DocumentOptions”NPNDiodeMiscellaneousDevices.IntLib元件库中可找到。查找并放置元使用元器件排列命令排列布局元器件。常用排列命令在“Edit/Align”菜单子菜单中，3所示，也可使用快捷键，选择合适命令对元器件进行对齐、均匀分布等操作。4

34选择菜单命令“Tools/AnnotateSchematics...”打开“Annotate”对话框，在该对话框中对5所示

5Place/WireP、W6

6单击菜单栏View\toolbars\PowerObjects命令，或者单击工具栏中的图标，光

拖动电源符号到图样上适当位置，单击左键将“+6V”用同样的方法放置电源“Ui”选中某一元件如电阻，单击鼠标右键选择“FindSimilarObjects...”命令打开“FindSimilarObjects”7所示。在对话框中设置相同参数选项，并执行操作单击ApplyOK按钮。打开检查器“SCHInspector”8所示，在窗口中选图7“FindSimilarObjects”对话 图8检查器“SCHInspector”窗9Comment值，在检查器“SCHInspector”窗口中找到“Partcomment”项点击进入，然后找到“Hide”True9所示1010四思考题实验 层次原理图设—实验目的12二实验内容”“CPU”“三实验步骤1File/New/PCBProject单击菜单File/SaveProject保存工程文件，并命名为“洗衣机控制电路.PrjPCB”2“在洗衣机控制电路.PrjPCB”File/New/Schematic，新建原理File/SaveAs..，将新建的原理图文件保存为“洗衣机控制电路3)单击菜单Place/SheetSymbol或单击“Wring”工具栏中的按钮，如图1所示，CPU模块，显示模块，控制模块四个模块电路，并修改其属性，2所示12单击菜单P1ace/AddsheetEntry或单击“Wring”工具栏的按钮，放置模块电路3443Design/CreateSheetFromSymbol，此时鼠标变为十字将十字光标移到“”“.SchDoc”I/O55I/0绘制“复位晶振模块”161“复位晶振模块”MiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousRAD-MiscellaneousRAD-MiscellaneousRAD-SW-MiscellaneousSPST-Miscellaneous623489102CPUDS80C310-DallasMicrocontroller8-图7DS80C310-MCL元件搜 图8CPU电路模3MiscellaneousLEDDIP-MiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneousMiscellaneous94Relay-MiscellaneousHeaderMiscellaneousHeaderMiscellaneous10四思考题I/O实验 原理图电气规则检查与报表输—实验目的二实验内容三实验步骤在学生本人文件夹下新建一个文件夹，命名为“实验八”创建一个新的项目文件，命名为“单片机显示电路.rjPCB”，保存到“实验八”文件夹中。1所示。1单片机显示电路234、5所示。2时钟模块3复位模块4控制模块执行电气规则检查

5显示模块Project/ProjectOptions，将弹出“OptionsforPCBProject单片机显示电路.PrjPCB”6所示6“OptionsforPCBProject单片机显示电路.PrjPCB”在该对话框的ErrorReporting(错误报告)和ConnectionMatrix(连接矩阵)两个选项OK按钮退出。执行菜单命令“Project/CompilePCBProject单片机显示电路.PrjPCB”对整个项目编译查错。在Massages窗口中查看错误报告并修改相关错误。如系统提示为“warning”“OptionsforPCBProject单片机显示电路.PrjPCB”对话框，找到相关选项进行报告模式“ReportMode”的设置，设置为“NoReport”后，再重新进行原理图的编译查错，直到没有问题出现为止。Design/NetlistForProject/Protel，系统则会生成7所示

7“单片机显示电路”Reports/BillofMaterials8所示的

8Reports/ComponentCrossReference，将会弹出如9所示的元器件交叉参考表对话框。单击“Export...”按钮，可将该报表以“.xls”格式文件

9Reports/ReportProjectHierarchy，系统则会生成10所示10四思考题实验 原理图元器件库的创—实验目的二实验内容三实验步骤首先在新建的项目文件中创建原理图元件库文件，选择菜单File/New//SchematicLibrary1图1新建一个原理图元件库文 图2元件重命名对话Tools/RenameComponent弹出元件重名对话框，输入DPY_8-SEG，如图2所示。选择元件编辑管理器“SCHLibrary”工作面板中的Components栏中的按钮（或Component_13所示。修改其属性 默认元件编 默认注 描述信 434Place/Rectangle绘制矩形。放置时，首先单击鼠标左键，确定矩形的第一个56所示。 图5放置后的矩 图6修改元件外形属7所示8所示图7数码管外 图8修改元件引脚属性对话DisplayNamee、d、com、c、dp、b、a、com、f和Designator：引脚序号，在这里依次输入1、2、3、…、10ElectricalType38PowerInput。Length：30mil。91引脚属性1011所示91图10放置元件引 图11放置完引脚后的数码管元单击保存按钮，一个完整的元件库就制作完毕了四思考题说明“SCHLibrary”工作面板与“Library”实验 电路仿—实验目的二实验内容三实验步骤1

1V12Modle列表中，双击simulation项，或选中后按下对话框中的按钮，会出现该元件仿真模型参幅值“Amplitude”170V，频率“Frequency”60Hz。23VinMods列表中，双击simulaion项，或选中后按下对话框中的按钮，会出现该元件仿真模型参数设置对话框，单击“Params”标签，在标签页中设置变压器的输出与输入电压比值“Rato”，设0.14所示。

4Design/Simulate/MixedSim，弹出“AnalysesSetup”5所A、B、INOUT4点的

5“AnalysesSetup”框“Messages”6所示。若“Messages”对话框的内容无错误或警告提示，说明仿真运6运行仿真的消息框当仿真完成后，仿真器输出“*.sdf”7所示显示的瞬态“*.sdf”文件处于打开时，通过菜单命令和工具栏可对显示图形及表格进行7缀为“.nsx”“.nsx”SPICE8所示。Simulate/Run命令，即可实现电路仿真，当仿真完成后，同样是输出“*.sdf”文件，这种方式和输出“*.sdf”文件显示了一系列的波形，借助8仿真器生成的“.nsx”四思考题 PCB电路板设计基—实验目的12熟练掌握PCB3二实验内容：1PCB23三实验操作步骤1新建PCBFile/New/PCB方法二：使用PCB向导创建新的PCB文件。1）单击工作区的“Files”1所示的“Files”面板。图1“Files”面 图2启动PCB向“Files”“NewfromTemplate”PCBBoardWizard...2(Imperial)可以选择公制单位(Metric)。二者的换算关系为：1mil=0.0254mm。单击按钮，选择自定义电路板的轮廓和尺寸，即选择“Custom”单击按钮，显示自定义电路板对话框，如图5所示。设置PCB为150056Layers)数和电源层(PowerPlanes)数。设置了两个信号层，不需要电源层。7）单击按钮，向导显示导孔类型选择对话框，图7所示，选择穿透式过孔(ThruholeVias)单击按钮，设置元件和布线技术对话框，如图8所示单击按钮，屏幕显示如图9所示的导线／导孔尺寸设置对话框。主要设单击按钮，PCB向导完成图7过孔类型选择对话 图8设置元件和布线技术对话 图9导线／导孔尺寸设置对话11)单击关闭该向导。执行菜单命令File/SaveAs…，将新的PCB文件重新命名，用*.PcbDoc表示，并给出文件保存的路径。ProjectsFreeDocuments2 执行菜单命令Design/BoardLayers&Colors…，或在PCB编辑窗口单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择Options/BoardLayers&Colors…命令，就可PCB选项设置 执行菜单命令Design/BoardOptions…，或在PCB编辑窗口单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择Design/BoardOptions…命令，就弹出如图11所示的“BoardOptions”对话框。印制电路板的选项设置包括移动栅格（SnapGrid）设置、电气栅格（ElectricalGrid）设置、可视栅格（VisibleGrid）设置、计量单位和图纸大小设置等。图10板层及颜色设置对话 图11“BoardOptions”对话3定义物理边Design/BoardShape/RedefineBoardShapePCB12定义电气边界

12PCB将光标移至编辑区下面的工作层标签上的“KeepOutLayer”(禁止布线层)，单击鼠标执行执行菜单命令Place/Keepout/Track13所示。

13PCB要查看印制电路板的大小执行菜单命令Reports/BoardInformation，如图21四思考题

键PCBPCB实验十 单管放大电路PCB设PCB二实验内容PCB12PCB三实验操作步骤1PCBPCB项目文件，命名为“单管放大电路”，并保存文件。2新建原理图文件File/New/Schematic，创建原理图文件，命名为“单管放大电路原理图”，1所示。3PCB文件FilesNewfromtemplatePCBBoardWizard3所PCB42000mil×1000mil，禁止50mil的电路板，重命名为“PCB”5所示。3“Files”4PCB

5电路中电解电容C1、C2封装名称为A”R1、R2、R3、R4封装名称为2所示。执行主菜单命令Design/BoardLayers＆Colors...，打开“板层和颜色”SystemColors（Y）DRCErrorMarkersPCBTopLayerBottomLayer层执行菜单命Place/InteractiveRouting2所示。四思考题实验十 振荡器与积分器电路PCB设PCB二实验内容PCB1“振荡器与积分器”2“振荡器与积分器”PCB三实验操作步骤1PCBPCB项目文件，命名为“振荡器与积分器”，并保存文件。2新建原理图文件File/New/Schematic，创建原理图文件，命名为“振荡器与积分器原理1MC1455P1与LF351N“626-05”R1~R5“AXIAL-0.4”C1、C2的封装名称为“RAD-0.3”Design/NetlistForProject/ProtelPCBFilesNewfromtemplatePCBBoardWizard3所50mil的电路板，重命名为“PCB”5所示图3“Files”面 图4启动PCB向5PCBDesign\ImportChangesFrom振荡器与积分器.Prjpcb，这时将弹出“EngineeringChangOrder（工程改变顺序）”6所示6“EngineeringChangOrder（工程改变顺序）”“EngineeringChangeOrder”ValidateExecuteChanges】7所示7Design\ImportChangesFrom****.Prjpcb之前必须满足三PCB电路板文件，并保存到项目中。PCBTopLayer8

8PCB0~4X-Size100mil，Y-Size60mil，

9执行菜单命令Design\Rules，打开如图10所示的“PCBRulesandconstraints（PCB规则和约束编辑”RoutingWidth子项设置布线宽度规则，鼠标右20mil11所示。用同样方法创建并设置+15V、-15V网络的布线宽度规则，并单击【Apply1210“PCBRulesandconstraintsEditor（PCB规则和约束编辑）”11GND12+15V、-15VAutoRoute\All13所示的“SitusRoutingStrategies”（自动布线设置）对话框。单击【RoutingAll】按钮，程序就开始对电路板进行自动布线，同时打Message14、15所示13“SitusRoutingStrategies”（自动布线设置）14Message15四思考题PCB实验十 稳压电源PCB板设计实—实验目的12PCB二实验内容PCB1“稳压电源”2“稳压电源”PCB三实验操作步骤1PCBPCB项目文件，命名为“稳压电源”，并保存文件。2新建原理图文件File/New/Schematic，创建原理图文件，命名为“稳压电源原理图”，并保绘制稳压电源1“D-38”C1、C2、C5、C6、C7的封装名称为“A”C3、C4、C8、C9、C10的封装名称为“RAD-0.1”，MC7805BT、MC7812BT、MC7912BT的封装名称为“221A-04”Design\NetlistForProject\Protel生成项目网络表文件。3PCB文件FilesNewfromtemplatePCBBoardWizardPCB4500mil×2200mil50mil的电路板，重命名为“PCB”5所示。图3“Files”面 图4启动PCB向4

5PCBDesign/ImportChangesFrom稳压电源.Prjpcb，这时将弹出“EngineeringChangOrder（工程改变顺序）”对话框。“EngineeringChangeOrder”ValidateExecuteChanges】5PCBTopLayer层手动布局元器件封装。6放置焊盘PCB0~3X-Size150mil，Y-Size80mil，圆形，BottomLayerNetC5_1、NetC6_1、GNDNetC7_2。7Design/Rules6“PCBRulesandconstraintsEditor（PCB规则和约束编辑”RoutingWidthWidth项中20milNewRule...NameGND，选择NetGND30mil。Priorities...按钮，打开优先级设置对话框，将特殊布RoutingLayersBottomLayer6“PCBRulesandconstraintsEditor（PCB规则和约束编辑）”设置）对话框。单击【RoutingAll】按钮，程序就开始对电路板进行自动布线，同时打开Message窗口显示自动布线信息。7“SitusRoutingStrategies”（自动布线设置）8Tools/Teardrops...打开“TeardropOptions”8所示。对在该8“TeardropOptions”910X-Size100mil，Y-Size100mil，Hole为10113DView/Legacy3DPCB3D四思考题实验十 手工绘制双列直插元件封—实验目的二实验内容1DIP16三实验步骤File/New/Library/PCBLibrary，进

1Tools/NewComponent1所示的界面。然后单击按钮取消元件封装向导，进入手工制作环境，这时库里面会出现一个默认名为“PCBCOMPONENT_1-DUPLICATE”2所示图1元件封装向 图2库中显示空元件封装Rename弹出如图3的对话框中更改封装名称为“DIP16”，然后单击按钮，此时库中

3Tools/LibraryOptions，系统将弹出图4所示的封装库参数设置对4Imperial(英制)Metric(公制)，系统默认为英制。【SnapGrid】(栅格)：用于设置移动栅格。移动栅格主要用于控制工作空间中的对象X、Y向的栅格间距。【ComponentGrid】(元件栅格)【ElectricalGrid】(电气栅格)【VisibleGrid】(可视栅格)【SheetPosition】(图纸位置)：该操作选取项用于设置图纸的大小和位置。4放置元件执行菜单Edit/Jump/Location命令，系统将弹出如图5所示的对话框，在X/Y-Location编辑框中输入原点坐标值(0，0)，单击“OK”按钮，光标指向原点位置。这是单击绘图工具栏中的按钮，光标变为十字，中间带有一个焊盘，随着光标的移动，焊盘跟着移动。移动到适当的位置后，单击鼠标将其定位。相邻焊盘间距为100mil300mil166 图5位置设置对话 图6在图纸上放置焊4）放置外轮廓线。将工作层面切换到顶层丝印层，即TopOverlay层。单击绘图工具栏中的按钮，光8所示。5）9所示。图7焊盘属性对话 图8绘制外轮廓后的图99PCB元件用作【Pin1】、【Center】和【Location【Pin1】1【Center命令，则表示将元件的Pin1(1)为