電子線路CAD設計報告模板

1、.電子線路CAD課程設計報告數(shù)碼管顯示器的設計 專業(yè)：電子信息科學與技術 班級：2013級2班 姓名：李榮琳 學號：2 指導老師：宋戈 電子通信與物理學院日期：2016 年1 月6 日.指導教師評語.目 錄第一章 緒論2第二章 設計內(nèi)容32.1設計目的32.2設計任務3第三章 原理圖設計43.1 總體電路原理框圖43.2 各功能模塊的設計43.2.1振蕩回路43.2.2 計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路53.2.3 譯碼顯示回路83.3 總體電路原理圖10第四章 PCB板圖設計114.1 布線與布局114.2 本設計PCB板圖12第五章 總結13.第1章 緒論 Altium Designer是Altium公

2、司于2004年推出的電路設計軟件版本，該軟件能實現(xiàn)從概念設計，頂層設計直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗證和設計數(shù)據(jù)的管理。當前比較流行的Protel 98、Protel 99 SE和ProtelDXP，就是它的前期版本。本設計主要用到的軟件時Protel DXP2015，Protel DXP是第一個將所有設計工具集于一身的板級設計系統(tǒng)，電子設計者從最初的項目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設計方式實現(xiàn)。Protel DXP運行在優(yōu)化的設計瀏覽器平臺上，并且具備當今所有先進的設計特點，能夠處理各種復雜的PCB設計過程。通過設計輸入仿真、PCB繪制編輯、拓撲自動布線、信號完整性分析

3、和設計輸出等技術融合，Protel DXP提供了全面的設計解決方案。 本次設計就是要用Protel DXP軟件，畫出一個完整的原理圖，并且生成仿真印刷電路板，提高自己的動手能力。第二章 設計內(nèi)容2.1設計目的本次課程設計的主要目的是從整體上對Protel DXP有更深入、全面的了解，并對印刷電路板的整體設計有一個更為清晰的認識，進一步熟悉運用Protel DXP設計印刷電路板的全過程。同時也對之前所學的內(nèi)容進行鞏固，熟悉掌握原理圖的繪制，網(wǎng)格表文件的生成，以及PCB的設計知識，包括印刷電路板設計時的系統(tǒng)參數(shù)設置，PCB的規(guī)劃，網(wǎng)格表文件的加載，元器件的布局，電路板的布線以及最后的調(diào)整和敷銅。2

4、.2設計任務 （1）、設計電路，使數(shù)碼管能自動依次顯示出數(shù)字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然數(shù)列），1、3、5、7、9(奇數(shù)列)， 0、2、4、6、8（偶數(shù)列），0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音樂符號序列)；然后再從頭循環(huán)；（2） 、打開電源自動復位，從自然數(shù)列開始顯示。2.3設計要求（1） 、按照老師的要求，熟悉實驗原理，在Protel DXP軟件中，完成對數(shù)碼管顯示電路的設計。（2） 用DXP軟件畫出原理圖，并仿真出印刷電路板，熟悉電路板的加工工藝。（3） 、印刷電路板布線時應該排列居中并且緊湊，大小適中，互相干擾的元器件不能放在一起，盡量使用較寬的線，尤其是電源線

5、和地線。第3章 原理圖設計3.1 總體電路原理框圖圖1 總體電路原理框圖3.2 各功能模塊的設計 電路共分為振蕩電路，計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路，譯碼顯示回路三個部分。3.2.1振蕩回路 555定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。因此集成555定時被廣泛應用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制等方面。圖2的脈沖回路就是由555定時器構成的多諧振蕩電路。電源接通時，555的OUT腳輸出高電平，同時電源通過R1R2向電容c1充電，當c1上的電壓到達555集成電路T

6、RI腳的閥值電壓（2/3電源電壓）時，555的DIS腳把電容里的電放掉，OUT腳由高電平變成低電平。當電容的電壓降到1/3電源電壓時，OUT腳又變?yōu)楦唠娖?，同時電源再次經(jīng)R8R9向電容充電。這樣周而復始，形成振蕩。脈沖寬度計算公式：Tw 0.7(R1+RW+R2)C震蕩周期計算公式：T 0.7(R1+RW+2R2)C經(jīng)計算得，R8約為289，R9約為578。圖2 振蕩電路部分 其中1腳為CON腳，2腳為TRI腳，3腳為OUT腳，4腳為VCC腳，5腳為RST腳，6腳為THR腳，7腳為DIS腳。3.2.2 計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路計數(shù)電路是由74LS160和74LS161兩個計數(shù)器組成。74LS160用

7、來產(chǎn)生09的十進制數(shù)作為74LS153數(shù)據(jù)選擇器的輸入，74LS161作為二進制的計數(shù)器，低兩位輸出作為數(shù)據(jù)選擇器的地址選擇，循環(huán)產(chǎn)生00,01,10,11進而控制了74LS153數(shù)據(jù)選擇器的輸出，使數(shù)碼管按照要求產(chǎn)生循環(huán)數(shù)列。把第一個74LS153的1C1置1（產(chǎn)生奇數(shù)），把第一個74LS153的1C2置0（產(chǎn)生偶數(shù)），把第二個74LS153的2C3置0（產(chǎn)生音樂符號序列），通過改變外部的輸出，我們可以得到想要的序列。圖3 計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路74LS160是十進制計數(shù)器，只能記十個數(shù)，從0000-1001（0-9）。到9之后再來時鐘就回到0。CLK是時鐘，RCO是輸出，MR是復位，低電頻有效

8、，LOAD是置數(shù)信號，當它為低電平時，在時鐘作用下，讀入D0到D3。正常工作時ENP和ENT接1。D0到D3是置數(shù)端，Q0到Q3是輸出端。圖4為74LS160的引腳圖，表1是74LS160的真值表圖4 74LS160引腳圖表2 74LS160真值表從74LS160真值表中可以知道，當清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復位功能。當CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上

9、升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO，其邏輯關系是CO=Q0Q1Q2Q3CET。合理應用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。 74LS153的引腳圖見下圖6。1G、2G為兩個獨立的使能端；B、A為公用的地址輸入端；1C01C3和2C02C3分別為兩個4選1數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端；Y1、Y2 為兩個輸出端。 當使能端1G（2G）1時，多路開關被禁止，無輸出，Y0。 當使能端1G（2G）0時，多路開關正常工作，根據(jù)地址碼B、A的狀態(tài)，將相應的數(shù)據(jù)C0C3送到輸出端Y。如：B A00則選擇CO數(shù)據(jù)到輸出端，即YC0。B A01則

10、選擇C1數(shù)據(jù)到輸出端，即YC1，其余類推。圖5 74LS153引腳圖表2 74LS153真值表3.2.3 譯碼顯示回路圖6 譯碼顯示回路本電路采用的數(shù)碼管是八段共陰極數(shù)碼管，DP腳接地，其他引腳用74LS48譯碼器進行驅(qū)動，電路正常工作后就會產(chǎn)生要求的數(shù)列。計數(shù)器用來產(chǎn)生十進制計數(shù)，其輸出信號加到譯碼輸入端，經(jīng)譯碼后可以在輸出端產(chǎn)生所需的控制信號。本電路計數(shù)器譯碼器采用74LS48，譯碼驅(qū)動電路如圖。它們分別為可預置4位二進制同步可逆計數(shù)器和八選一數(shù)據(jù)選擇器。電路的工作原理是不規(guī)則時鐘脈沖信號加到計數(shù)器74LS160的計數(shù)向上引腳，計數(shù)器自然忘序遞增計數(shù)，其輸出端Qd，Qc，Qa，Qb按自然忘

11、序遞增到1000時，由于清除和Qd相連接當Qd為1時計數(shù)器清零然后又重復遞增計數(shù)，不斷循環(huán)進行。而計數(shù)器的輸出端Qc，Qa，Qb接到74LS153的輸入端，在Qc，Qa，Qb的作用下它們的每一種組合方式對應于輸出端的一個引腳狀態(tài)。在任意時刻只有一個端口為高電平其余端口均為低電平。而且這種變化同樣是按照自然遞增的順序循環(huán)執(zhí)行。根據(jù)這種結果，可以把每一路輸出用以控制半導體數(shù)碼管從而可以達到循環(huán)顯示數(shù)字的目的。7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動共陰極顯示器。該集成顯示譯碼器設有多個輔助控制端，以增強器件的功能。3.3 總體電路原理圖圖7 總體電路原理圖第4章 PCB板圖設計4.1 布線與

12、布局原理圖設計好以后，新建一個PCB并保存，然后單擊Design/Update PCB Documents生成新的PCB。生成的PCB見圖8。圖8 PCB布線前圖接著對元器件進行布局和布線，要求要緊湊整齊，互相干擾的元器件要保持距離，布完線要對電源線和地線進行加粗處理。圖9 PCB布線后圖4.2 本設計PCB板圖再對PCB板圖進行最后的處理，并且放置走線，敷銅，最后完成的見PCB板圖見圖10。to圖10 完成的PCB板圖第5章 總結 通過這次課程設計，我想我對于電子線路CAD這一門課程有了更深入、全面的了解，并對印刷電路板的整體設計有一個更為清晰的認識，更熟悉了Protel DXP設計印刷電路板的全過程，同時也對之前所學的內(nèi)容進行鞏固。不過在設計過程中也是遇到了很多的問題，比如元器件的封裝問題，一開始庫不全的時候有些元器件比如74LS系列的都找不到，更別說封裝了，當庫的功能越來越大的時候元器件的問題