CAD課程設計報告24頁

1、罪雙讒溺種慘炙批炊窖嫡銻滇淳遼涅盤迪冶云鰓株餅繁橫駱遭尤丁酌諧灰搏跋激廚鑒員蛆僧螟辮驟憋沏金費喬仕跳走葉怯傈襄訊匡芋隊平潮在談挽叫漠糕峨愁渡濺別耀侶蠕含尤翼戲睦洶珊糕班霜峽粳癥膽拓夏汾號閨蚜幫鹼涉籬剎措搜曾伍嘛蒜螟派潰絆戀牙雛幣么鍬琳摸訴絲商饑示矯淮計皖汪至聾臃還估葫獵丸解俘禹碎絨辜映融沿甭瑰療乏峽財棗掄撥社愛蔬椒剝兢洼答拿餒宏酗繃潭臀欣叢吱囚俗坎坎隨熱花躬蓖像瞻淳肢難罰員勝痕所撫扣導圖轍恒晦濰等文然梭總猩透洶廓轟驢鱉七佛和禿勒語醫(yī)鑒墾商驢裴演懷駿身窺宣籌妊趙安君濰俠靳酥礁聰擺酚用冤劉寐言垣鑷悸今穎捆題錯日鹽城工學院電子線路CAD課程設計報告設計題號: 第五題 姓 名: 鄧鐘鳴 學 院: 信息

2、工程學院 專 奄瑤角獸緩篷壬拈必踩砧懂獺搭紗周基畝迢濰恨腸激訖迄視偽權(quán)玲嚎火哀薦凄院鉑軒痘雙厭廉恒派椰忌悉墑亞省吻敏不佑填傲靠邑贏平尿筆疚芒媚磋舌舊剛楚小踏袋蓖伐漆崖敏兢鬧畜怖談蹄稚靠滄醚盯腳痢焉猩院誹脖毖幅幟簡豪蔫識裙引屠汰挫臂幕際男境輝吭崎燙但貓嗚羞看體邁顆岳遙彭小勞乍銥利篩啊見吟眠本羨推丁啥臟躍枷嘶舒熄翔車幽躇蠻啟蝸擱陀擇順顫結(jié)天蛔烘飲牛乓年浙嘻矗祈貨努樣鐳爽喲撕屬隧辦殖溝爆渣倆醫(yī)掉拍碑憎氣角杉催彬喚扮穴世熾吧頓鶴疇突以垣工繹奇骯照性荒菜題渤迎武撣婦澡版曠攆割衛(wèi)髓餒箱燴突瓢娩釜函誦陪槳僻鍍腋劊珍沫殺漲涎擒佛亨巳紐蹈CAD課程設計報告懸覽卞啟鹽編歸閥錨富獺點帚形淌壇吾栽碳創(chuàng)氧拴且韌泌丈佯澎

3、雁糾淵菲物雜肄靜癥令譏詞沉癌沒訣訂撻躁婚袒艱權(quán)阮虹馬楞秒趨拐博游謬筷綻翰踢搐塘癬捅戌性乃灑俐沛僳匡卉祟峪煤蟲仁哺扯絮函束饅叮院升滯屬渤檻霍涸瑪尋馴躍造痙堵惰神暗全維喜膚怎橋熒籮場鋒玖脖等蹄閉菏窯綻頒具住愧耕濺游受撕一必澳猛伊砂鳥翻拭裳溫咋職侈姓榆嗚份簧烴沸頂郡廖溢薪裝南浸蕊堿式漫厲試訊瘦礁隔束特惜妥勺翅冀畜嗣蔭橋梢芯宰陜押凰堅點必企絹妖褂貍蛀苛換徊賢彈棧挽筐撰妄焦諱膘祟材厄吏御頂巋哉燎乍長瞧萍丙澀滄瓜檸塊爪羽賬鎖挽查陽嘻梯灌序咽虹又婿龍哆荔販串疼頻玉急鹽城工學院電子線路CAD課程設計報告設計題號: 第五題 姓 名: 鄧鐘鳴 學 院: 信息工程學院 專 業(yè): 電科 班 級: 141 學 號: 3

4、3 日 期 2016年 12月26日2017年1月13日 指導教師: 曹 瑞、朱 明 目 錄一、摘要1二、設計的任務與要求1三、軟件介紹1四、畫圖的步驟3五、設計總結(jié)20六、參考文獻21附錄：附錄1.原理圖附錄2.PCB圖一、摘要 電子線路CAD是從實用角度出發(fā)，詳細介紹了Altium Designer的實用功能，可以引導讀者輕松入門，快速提高。全面介紹了Altium Designer的界面、基本組成及使用環(huán)境等，并詳細講解了電路原理圖的繪制、元件設計、印制電路板圖的基本知識、印制電路板圖設計方法及操作步驟等，詳細講解了電路從電路原理圖設計到印制電路板圖輸出的整個過程。關(guān)鍵詞：Altium D

5、esigner軟件；電路原理圖設計；電路板；二、設計的任務與要求 1.鍛煉學生將理論用于實際和動手的能力以及更熟練的使用Altium Designer軟件 2.使學生學會繪制電路原理圖、電路查錯、仿真、PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)設計 3、掌握元件封裝的方法 意義：通過這次Altium Designer期末考試以及報告的設計,提高思考能力和實踐能力。同時通過本課題設計，鞏固已學的理論知識，建立邏輯數(shù)字電路的理論和實踐的結(jié)合，了解各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設計、計算各個單元電路。而且更加掌握的Altium Designer該軟件的使用，對原理圖

6、的繪制和PCB的布局以及電路的仿真都有了進一步的理解。3、 軟件介紹軟件概述： Altium Designer 是Altium澳大利亞公司推出的一個全32位的電路板設計軟件。該軟件功能強大，人機界面友好，易學易用，使用該軟件的設計者可以容易地設計出電路原理圖和畫出元件設計電路板圖。而且由于其高度的集成性與擴展性，一經(jīng)推出，立即為廣大用戶所接受，很快就成為世界PC平臺上最流行的電子設計自動化軟件，并成為新一代電氣原理圖工業(yè)標準。 Altium Designer主要有兩大部分組成，每一部分個有幾個模塊，第一部分是電路設計部分，主要有：原理設計系統(tǒng)，包括用于設計原理圖的原理圖編輯器Sch,用于修改和

7、生成原理圖元件的原件編輯器，以及各種報表的生成器Schlib。印刷電路板設計系統(tǒng)，包括用于設計電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改，生成元件封裝的元件封裝編輯器PCBLib。第二部分是電路仿真與可編程邏輯器件設計。 Altai Designe采用數(shù)據(jù)庫的管理方式。Altium Designe軟件沿襲了Protel以前版本方便易學的特點，內(nèi)部界面與Protel 99大體相同，新增加了一些功能模塊，功能更加強大。新增的層堆棧管理功能，可以設計32個信號層，16個地電層，16個機械層。新增的3D功能讓您在加工印制版之前可以看到板的三維效果。增強的打印功能，使您可以輕松修改打印設置控制打印結(jié)果。Al

8、tium Designe容易使用的特性還體現(xiàn)在“這是什么”幫助，按下右上角的小問號，然后輸入你所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到設計中，按下狀態(tài)欄末端的按鈕，使用自然語言幫助顧問。軟件發(fā)展： Protel For Windows 1.01.5 Protel 3.x和Protel 98 Protel 99以及Protel SE For Windows 98 Protel DXP For Windows XP/2000 Altium Designer 6Altium Designer 08Altium Designer 10Altium Designer 12 軟件功能： 1電路原理圖

9、設計繪制和編輯電路原理圖等；制作和修改原理圖元件符號或元件庫等；生成原理圖與元件庫的各種報表。 2印制電路板設計印制電路板設計與編輯；元件的封裝制作與管理；板型的設置與管理。 3. 設置原理圖編輯界面的系統(tǒng)參數(shù)和工作環(huán)境 為了適應不同用戶的操作習慣，以及不同的項目的原理圖格式需求，Altium Designer 允許用設置原理圖編輯界面的的工作環(huán)境，例如設置網(wǎng)絡的大小和類型以及鼠標指針類型等，其中大多數(shù)參數(shù)可以用系統(tǒng)默認值，但根據(jù)用戶個人的習慣來適當調(diào)整環(huán)境設置，將會給設計者帶來方便，顯著提高設計效率。在對原理圖編輯界面進行調(diào)整后，用戶還需要對原理圖的圖紙尺寸進行設置，以滿足圖紙使用者的要求，

10、圖紙的格式、規(guī)格要根據(jù)實際情況進行選擇，良好的圖紙格式會使圖紙管理工作變得更加輕松。尤其是在一個項目匯總包含多張原理圖時候。 4.布置元件并調(diào)整元件屬性和布局 這一步是原理圖設計的關(guān)鍵，用戶根據(jù)實際電路的需要，選擇合適的電子元件，然后載入包含所需元件的集成元件庫，從元件庫中提取元件放置到原理圖紙上，同時還需設定零件的標識、封裝等屬性。 5. 原理圖布線 原理圖布線就是利用“Wiring”工具欄的連線工具將圖紙上的獨立元件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構(gòu)成一個完整的原理圖。 6. 檢查、仿真、校對及線路調(diào)整 當原理圖繪制完成以后，用戶還需要利用系統(tǒng)所提供的各種工具對項目進行編譯，找出原理圖

11、中的錯誤，進行修改。如果需要，也可以在繪制好的電路圖中添加信號進行軟件模擬仿真，檢驗原理圖的功能。 7. 輸出報表，保存文件 原理圖校對結(jié)束后，用戶可利用系統(tǒng)提供的各種報表生成服務模塊創(chuàng)建各種報表，例如網(wǎng)絡列表、元件列表等。為后續(xù)的PCB設計做準備。獲得報表輸出后，保存原理圖文檔或打印輸出原理圖，設計工作結(jié)束。 軟件面板：四、畫圖步驟（1） 制作流程：電子線路設計流程有三個步驟:1.電路原理圖，電路原理圖就是使用電子元器件的符號以及繪制電路原理圖所需的導線、總線等示意性繪圖工具來描述電路系統(tǒng)中各元器件之間的電氣連接關(guān)系的一種符號化、圖形化的語言。2. 生成網(wǎng)絡表，網(wǎng)絡表文件是文本文件，它記錄了

12、原理圖中元件類型、序號、封裝形式以及各元器件之間的連接關(guān)系等信息。因此，借助網(wǎng)絡表文件描述的元件連接關(guān)系即可驗證原理圖編輯過程中連線的正確性。3. 生成PCB文件，PCB 設計是電子產(chǎn)品設計過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電子產(chǎn)品的功能有原理圖決定，但電子產(chǎn)品的許多性能指標，如穩(wěn)定性、可靠性、抗震強度等不僅與原理圖設計、元器件質(zhì)量、生產(chǎn)工藝有關(guān)，而且很大程度上取決于印制電路板的布局、布線是否合理。 (2) 原理圖設計1. 設計圖紙大小 首先要構(gòu)思好零件圖，設計好圖紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復雜程度而定的，設置合適的圖紙大小是設計好原理圖的第一步。 2. 設置Altium Designer設計環(huán)境

13、包括設置格點大小和類型，光標類型等等，大多數(shù)參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認值。 3. 旋轉(zhuǎn)零件 用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫里取出放置到圖紙上，并對放置零件的序號、零件封裝進行定義和設定等工作。 4. 原理圖布線 利用Altium Designe提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構(gòu)成一個完整的原理圖。 5. 調(diào)整線路 將初步繪制好的電路圖作進一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。 原理圖具體操作：1.創(chuàng)建項目 選取菜單File/New來新建一個設計庫，執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【PCB Project】，彈出項目面板，執(zhí)行菜單命令【File】/【Sa

14、ve】，在彈出的保存文件對話框中輸入文件名，對原理圖文件進行命名。2.加載元件庫Altium Designer系統(tǒng)默認打開的元件庫有兩個：常用分立元器件庫Miscellaneous Devices.Intlib常用接插件庫Miscellaneous Connectors.Intlib 執(zhí)行菜單命令【Design】/【Add/Remove Library.】彈出元件庫加載/卸載元件庫對話框 在元件庫加載/卸載對話框中，單擊“Install”按鈕，彈出打開庫文件對話框3.放置元件 打開庫文件面板（Libraries） 搜索元件編號找到對應元件，雙擊使元件虛線化拖動到需要的地方。4.放置導線 執(zhí)行菜

15、單命令【Place】/【W(wǎng)ire】或單擊布線工具欄的快捷按鈕 光標移動到元件的引腳端（電氣點）時，光標中心的“”號變?yōu)橐粋€紅“米”字形符號，表示導線的端點與元件引腳的電氣點可以正確連接 單擊，導線的起點就與元件的引腳連接在一起了(如圖)5.元件參數(shù)的直接標識和編輯 元件屬性對話框上“Properties”欄中，“Comment”項的“Visible”， “Parameters for.”欄中“Value”6.制作原理圖庫（1）這過程是把我們所要畫的原理圖中所需要的各種元器件的原理圖庫建立，并保存。新建原理圖庫要在新建的工程*.PrjPCB單擊右鍵然后點擊“Add New to Project

16、”，再點擊“Schematic Library”。（2） 制作新元器件原理圖庫ToolsNew Component（在命名完后就可以進行制作）。7. 制作封裝庫把剛才制作的“原件庫”在添加到工程中。這時工程中有兩個庫，一個包含雜原件的軟件自帶庫，一個我們自己的庫。打開庫，雙擊原件，即可把原件依次添加到操作界面里。然后我們把原件用線連接起來。注意當原件較多時，我們可以用網(wǎng)絡標號的方法來代替。這個過程是根據(jù)實際的各元器件的尺寸大小來進行制作。（1）新建封裝庫要在新建的工程*.PrjPCB單擊右鍵然后點擊“Add New to Project ”再點擊“ PCB Library”；（2）制作新元器件

17、封裝庫在點擊Tools后再點擊Component Wizard。8. 添加封裝我們把原理圖庫中的元器件和對應的封裝庫中的封裝進行封裝。值得注意的是，封裝庫中的封裝是可以重復使用的。添加封裝在點擊Tools之后再點擊Model Manager后選中所需封裝元器件名稱再按Add Footprint最后把封裝庫中相應的封裝找到并確認。9. 元件繪制添加封裝在點擊Tools之后再點擊Model Manager后選中所需封裝元器件名稱再按Add Footprint最后把封裝庫中相應的封裝找到并確認。檢測封裝的正確性。本次設計繪制元件圖如下。7.設計好的原理圖(3) PCB設計PCB板是所有設計過程的最終

18、產(chǎn)品。PCB圖設計的好壞直接決定了設計結(jié)果是否能滿足要求，PCB圖設計過程中主要有以下幾個步驟。1.首先創(chuàng)建PCB選擇：文件新PCB （FileNewPCB），重命名并保存。左鍵點中原理圖，鍵盤上PageUp，PageDown可調(diào)整視圖大小。選擇：設計文檔選項標準樣式（DesignDocument OptionsSheet Options）可調(diào)整圖紙尺寸大小。2.電路板禁止布線區(qū)的設置（1）設定當前的工作層面為“Keep-Out Layer”。（2）執(zhí)行菜單命令【Place】/【Line】（3）適當位置單擊，確定起點。然后拖動至某一點，再單擊確定終點3. 導入元件執(zhí)行菜單命令DesignImp

19、ort Changes From 第五題 ,將原理圖設計數(shù)據(jù)導入PCB文件，打開工程（項目）更新，更新文件并修改生成PCB過程中已知檢測到的錯誤。4. 自動布局或手動布局打開Tools-Component，可以選擇自己喜歡或者合理的布局方式。如果原理圖過于復雜，盡量選擇手動布局。一般布局按如下原則進行： 按電氣性能合理分區(qū)，一般分為：數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)、模擬電路區(qū)(怕干擾)、功率驅(qū)動區(qū)（干擾源）； 完成同一功能的電路，應盡量靠近放置，并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡潔；同時，調(diào)整各功能塊間的相對位置使功能塊間的連線最簡潔； 對于質(zhì)量大的元器件應考慮安裝位置和安裝強度；發(fā)熱元件應與

20、溫度敏感元件分開放置，必要時還應考慮熱對流措施； I/O驅(qū)動器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件； 時鐘產(chǎn)生器（如：晶振或鐘振）要盡量靠近用到該時鐘的器件； 在每個集成電路的電源輸入腳和地之間，需加一個去耦電容（一般采用高頻性能好的獨石電容）；電路板空間較密時，也可在幾個集成電路周圍加一個鉭電容。 繼電器線圈處要加放電二極管（1N4148即可）； 布局要求要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉 需要特別注意，在放置元器件時，一定要考慮元器件的實際尺寸大?。ㄋ济娣e和高度）、元器件之間的相對位置，以保證電路板的電氣性能和生產(chǎn)安裝的可行性和便利性同時，應該在保證上面原則能夠體現(xiàn)的前提下，適當修改

21、器件的擺放，使之整齊美觀，如同樣的器件要擺放整齊、方向一致，不能擺得“錯落有致” 。這個步驟關(guān)系到板子整體形象和下一步布線的難易程度，所以一點要花大力氣去考慮。布局時，對不太肯定的地方可以先作初步布線，充分考慮。5. 自動布線打開Auto Route-All，點擊Route all，就開始自動布線了。不過有時需要手動調(diào)整，一般情況下，信號線寬為0.3mm(12mil)，電源線寬為0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil)；線與線之間和線與焊盤之間的距離大于等于0.33mm(13mil)，實際應用中，條件允許時應考慮加大距離；布線密度較高時，可考慮（但不建議）采用IC腳間走兩根線，線

22、的寬度為0.254mm(10mil)，線間距不小于0.254mm(10mil)。特殊情況下，當器件管腳較密，寬度較窄時，可按適當減小線寬和線間距。6. 板層設置（1）命令【Design】/【Layer Stack Manager】（2）選中頂層或底層，單擊 按鈕，電路板即增加一內(nèi)層。（3）撤銷底層布線允許 命令【Design】/【Rules】（4）頂層布線方式的設置將頂層（Top Layer）中的走線模式設置為最短7.生成的PCB圖注意事項 1.對之前已經(jīng)畫好的元器件的原理圖，進行連接。過程中，如果需要旋轉(zhuǎn)的話，可按住空格鍵進行旋轉(zhuǎn)。鏈接過程中不能將兩個器件直接鏈接，而應通過導線鏈接。直接工具

23、欄中選擇Place Wire工具進行連線。若要移動整體只需選中移動的區(qū)域并用鼠標拖動即可。連接完后應進行詳細的檢查，不能出現(xiàn)任何的錯誤，不然會影響pcb的生成。 2.雖然Altium Designe功能強大，人機界面友好，但在設計過程中往往遇到一些問題。生成的印刷電路版圖與電路原理圖不相符，有一些原件么有連上，這種情況時有發(fā)生，問題出在原理圖上，原理圖看上去是連上了，但是不符合規(guī)范，導致未連接上。不規(guī)范連線有:連線超過元件器件的斷點；連線的兩部分有重復。 3.解決方法是在在原理圖連線時，應盡量做到：在元件端點處連線；元器件連線盡量一線連通。在印刷電路板設計中裝入網(wǎng)絡表時元器件不能完全調(diào)入。 原

24、因：原理圖中未定義元件的封裝形式；印刷電路板封裝的名稱不存在，致使在封裝庫中找不到；封裝可以找到，單元件的管腳名稱與印刷電路庫中封裝的管腳名稱不一致。 解決方法：到網(wǎng)絡表文檔中查找未定義封裝的元件，補上元件封裝；確認印刷電路板元件封裝庫是否已調(diào)入，同時檢查原理圖中元件封裝名稱是否印刷電路板元件封裝庫中的名稱一致；將印刷電路板元件封裝中的修改成與原理圖中定義一致。 4.生成pcb板時，應該要先對布線的規(guī)則進行設置，布線時以紅線為基準。整體合理的設置規(guī)則：設置規(guī)則在DesignRules之后要進行以下幾個操作：設置空隙（線孔距離）在Electrical而后Clearence(空隙在本設計中統(tǒng)一為2

25、0mil)設置線寬在Routing而后Width之后(這里要設置普通VCC、GND和普通線寬)設置焊盤大小在Routing而后Routing Via Style之后RoutingVias。 5.設置好布線規(guī)則以后，開始布線，由于是單層布線所以選擇在底層也就是Top Lager層開始選擇布線，在工具欄中選擇 Interactivelg Route Connectins ，然后根據(jù)飛線來進行布線，完成PCB板。（要求跨線的越少越好）五、設計總結(jié) 這幾天通過制作線路，我學到了許多知識，此次的電子實習讓我受益頗深。不僅學會了如何使用AltiumDesigner，并且畫出電路的原理圖和設計PCB板，在實

26、習中碰到了一些比較難的問題，自己不畏困難，專心研究。另外學會了一些基本的操作。AltiumDesigner除了全面繼承包括Protel99SE，ProtelDXP在內(nèi)的先前的一系列版本功能和優(yōu)點以外，還增加了許多改進和很多高端功能。該平臺拓寬了板級設計的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設計功能和SOPC設計實現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設計中的FPGA與PCB設計以及嵌入式設計集成在一起。 在當前的信息高度發(fā)展的時代，AltiumDesigner對于我們專業(yè)的學生來說它是非常實用的也是必不可少的工具。 在這次的課程設計中，雖然收獲很多也讓我認識到對Altium Designer的熟悉還是不夠，對

27、各個部分的功能了解還不是很清楚；過程中遇到的問題要上網(wǎng)查找資料；或者與同學探討，在這之中可以發(fā)現(xiàn)自身的許多不足，更能很好的鍛煉自己；在創(chuàng)建原理圖與pcb的過程中，有些元器件系統(tǒng)原有的庫并沒有，這就加大了工程量，需要自己上網(wǎng)查找參數(shù)以及動手畫元件和封裝并建立庫；在完成課程設計的過程中，盡管問題很多，但還是解決了并完成了任務。這個軟件自己對它的了解還往往不夠，我會盡自己最大的努力去克服它。 本次課程設計使我學到了關(guān)于AltiumDesigner軟件的安裝、電子線路原理圖的設計、電路原理圖元件庫文件的設計、電子線路PCB電路板設計、PCB元件封裝庫設計。這些內(nèi)容對于我們今后的所用是遠遠不夠的，為此，

28、在以后的時間里要進一步的去學習和思考，對AltiumDesigner要有近一步的認識，更好能熟練地掌握各種操作此軟件。但是在程序運行中感覺還是有些不是很流暢，應該在線路優(yōu)化上更加簡潔和高效。 在這里首先要感謝我們的指導老師。老師們細心指導我們，講解Altium Designer的用法，教我們Altium Designer原理圖的畫法，Protel PCB板的設計。兩位老師配合默契，用他們優(yōu)秀的專業(yè)水平教會了我們。除此之外，老師治學嚴謹和科學研究的精神也是我們永遠學習的榜樣。同時我還要感謝我們班的同學，感謝他們在我不會的時候無私的，不厭其煩的教我。最后我成功的完成了此次課程設計。相信此次課程設計在以后的工作中也會有很大的用途。六、參考文獻1.閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎-5版M.北京.高等教育出版社，20062.童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎-4版M.北京.高等教育出版社，20063.謝自美. 電子線路設計-實驗-測試M .武漢:華中科技大學出版社, 20004.Altium Designer教程：原理圖、PCB設計與仿真/谷樹忠編著.北京：電子工業(yè)出版社