原理圖設(shè)計基礎(chǔ)

1、工程素質(zhì)訓(xùn)練工程素質(zhì)訓(xùn)練2010年年10月月工程素質(zhì)訓(xùn)練工程素質(zhì)訓(xùn)練 課程簡介課程簡介 課程性質(zhì)課程性質(zhì)：電子類專業(yè)實踐性限選課程。課程任務(wù)課程任務(wù)：學(xué)習(xí)使用電子設(shè)計工具，繪制電路原理圖和印制電路板圖。通過該課程的訓(xùn)練后，提高了基本硬件設(shè)計技能，基本具備電路原理圖設(shè)計和印制電路板圖設(shè)計能力，達(dá)到了培養(yǎng)工程素質(zhì)的目標(biāo)。 課程內(nèi)容課程內(nèi)容：電路板繪圖軟件概述；電路原理圖編輯環(huán)境設(shè)置 ；電路原理圖繪制技術(shù)；電路原理圖后期處理 ；電路板PCB圖編輯環(huán)境設(shè)置 ；電路板PCB圖繪制技術(shù) ；PCB圖的后期處理 。 工程素質(zhì)訓(xùn)練工程素質(zhì)訓(xùn)練 課程簡介課程簡介 時間安排時間安排： 16學(xué)時，學(xué)時，14學(xué)時為課堂

2、教學(xué)，學(xué)時為課堂教學(xué)，SCH、PCB考試考試2學(xué)時。學(xué)時。成績考核：優(yōu)、良、中、及格、不及格成績考核：優(yōu)、良、中、及格、不及格 PCB考試考試60%+平時成績平時成績40% 獨立繪制一張電路原理圖、獨立繪制一張電路原理圖、一張一張PCB圖及元件清單，圖中元圖及元件清單，圖中元件不少于件不少于15個，種類不少于個，種類不少于5種。種。 工程素質(zhì)訓(xùn)練工程素質(zhì)訓(xùn)練 課程簡介課程簡介 課堂紀(jì)律課堂紀(jì)律1 遵守上課時間；遵守上課時間；2 嚴(yán)禁在實驗室完電腦游戲（包括嚴(yán)禁在實驗室完電腦游戲（包括windows中附帶的游戲），一經(jīng)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)格中附帶的游戲），一經(jīng)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)格按校紀(jì)校規(guī)辦理。禁止給電腦設(shè)置密碼。按校紀(jì)

3、校規(guī)辦理。禁止給電腦設(shè)置密碼。3 禁止在實驗室吃各種食物，維護(hù)室內(nèi)整禁止在實驗室吃各種食物，維護(hù)室內(nèi)整 潔。班長安排定期清掃實驗室衛(wèi)生。潔。班長安排定期清掃實驗室衛(wèi)生。4 用完電腦要完全關(guān)閉之后方能離開。用完電腦要完全關(guān)閉之后方能離開。工程素質(zhì)訓(xùn)練工程素質(zhì)訓(xùn)練 課程簡介課程簡介 教材教材1 自編講義（自編講義（PDF電子版）；電子版）；2 Protel 99 SE電路原理圖設(shè)計技術(shù)電路原理圖設(shè)計技術(shù) -西北工業(yè)大學(xué)出版社西北工業(yè)大學(xué)出版社；3 Protel 99 SE印刷電路板設(shè)計技術(shù)印刷電路板設(shè)計技術(shù) -西北工業(yè)大學(xué)出版社西北工業(yè)大學(xué)出版社。PCB設(shè)計知識 1 12 23 34 4A AB

4、BC CD D4 43 32 21 1D DC CB BA AScaleScaleSheetSheetSizeSizeFCSM No.FCSM No.DWG No.DWG No.RevRev0 of 00 of 0A4A4通信0603張國紅 學(xué)號06xxxxx通信0603張國紅 學(xué)號06xxxxx上課時間;周二晚上上課時間;周二晚上 題6: 測量放大器 題6: 測量放大器10109 98 8U1CLM3243 32 21 14 41111U1ALM3245 56 67 7U1BLM324R3100kR210kR420kR620kR910kR1010kR810kR110kR710kC10.1uF

5、C20.1uFR510k-12-12+12v+12vD1DIODE題5：測量放大器1 12 23 34 4J1CON4OUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUT+12V-12VGND+12vC3100uFGND-12vQ3NPNQ1NPNQ2NPNR1110kD2DIODER122k+12V+12V電路板元件面電路板元件面電路板焊接面電路板焊接面 Protel 簡介簡介 隨著時代的發(fā)展，電子設(shè)計自動化（隨著時代的發(fā)展，電子設(shè)計自動化（Electronic Design Electronic Design Automation-EDAAutomation-EDA）技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，）技

6、術(shù)得到了迅速的發(fā)展，ProtelProtel 99 SE 99 SE就是就是ProtelProtel Technology Technology公司推出的系列化電子線路設(shè)計軟件公司推出的系列化電子線路設(shè)計軟件, ,是一個代是一個代表性的表性的EDAEDA產(chǎn)品產(chǎn)品。 一、一、ProtelProtel的發(fā)展的發(fā)展 19851985年，年，ProtelProtel公司在悉尼成立，開發(fā)的公司在悉尼成立，開發(fā)的TANGOTANGO軟件包的基礎(chǔ)軟件包的基礎(chǔ)上，上，ProtelProtel Technology Technology公司及時推出公司及時推出ProtelProtel for DOS for D

7、OS軟件。軟件。 19911991年首先推出了年首先推出了ProtelProtel for Windows1.0 for Windows1.0，隨后，又相繼，隨后，又相繼推出了推出了2.02.0，3.03.0等多個版本。等多個版本。 19981998年，開發(fā)成功新一代電路設(shè)計軟件年，開發(fā)成功新一代電路設(shè)計軟件ProtelProtel 98 98。 19991999年，推出了以年，推出了以Client/SeverClient/Sever為框架的新版本為框架的新版本ProtelProtel 99 99 20002000年推出的年推出的ProtelProtel 99SE 99SE 2003年推出年推

8、出ProtelProtel DXP DXP 最近又推出最近又推出AD6AD6 AD8 Protel 簡介簡介 二、二、ProtelProtel的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)電路工程電路工程設(shè)計部分設(shè)計部分 電路仿真電路仿真與與PLDPLD部部分分 電路原理圖設(shè)計系統(tǒng)AdvancedSchematic 99印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)Advanced PCB 99 自動布線系統(tǒng)Advanced Route 99 電路模擬仿真系統(tǒng)(SIM 99) 可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)(AdvancedPLD 99) 高級信號完整性分析系統(tǒng)(Advanced Integrity 99) 包括電路圖編輯器(簡稱SCH編輯器)、電路圖零件庫

9、編輯器(簡稱SchLib編輯器)和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報表 印刷電路板編輯器(簡稱PCB編輯器)、零件封裝編輯器(簡稱PCBLib編輯器)和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯印刷電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件 包含一個基于形狀(Shapebased)的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實現(xiàn)PCB設(shè)計的自動化 電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進(jìn)行信號模擬仿真，從而驗證其正確性和可行性。 包括一

10、個有語法功能的文本編輯器和一個波形編輯器(Waveform)。本系統(tǒng)的主要功能是：對邏輯電路進(jìn)行分析、綜合；觀察信號的波形。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度地精簡邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計達(dá)到最簡化。 信號完整性分析系統(tǒng)提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析PCB設(shè)計、檢查電路設(shè)計參數(shù)、實驗超調(diào)量、阻抗和信號諧波要求等。 創(chuàng)建設(shè)計數(shù)據(jù)庫 設(shè)計電路原理圖 產(chǎn)生電路圖網(wǎng)表 進(jìn)行 PLD 設(shè)計 電路模擬仿真 設(shè)計印刷電路板 有 誤 正確 圖 1-1 電路工程設(shè)計流程圖 三、三、工程設(shè)計流程工程設(shè)計流程一個完整的電路工程設(shè)計，通常包含有各種各樣的設(shè)計文檔。如各種電路原理圖、網(wǎng)絡(luò)表、波形圖、印刷電路板圖、

11、說明文檔等。在Protel 99 SE中這些設(shè)計文檔不必單獨進(jìn)行保存，而是放在一個設(shè)計數(shù)據(jù)庫（Design Databese）。因此，創(chuàng)建一個工程設(shè)計數(shù)據(jù)庫是電路工程設(shè)計的第一步。 電路原理圖設(shè)計是指在圖紙上放置各種零件和電路部件，通過導(dǎo)線或網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號將他們進(jìn)行物理連接或邏輯連接的過程。電路原理圖設(shè)計是整個電路工程設(shè)計中最基本的環(huán)節(jié)，它在邏輯上的正確性，直接影響到網(wǎng)絡(luò)表的產(chǎn)生、電路模擬仿真和印刷電路板的設(shè)計等各項后續(xù)工作。當(dāng)然，電路原理圖在保證邏輯正確的情況下，還應(yīng)力求簡明美觀。 網(wǎng)絡(luò)表是一個記錄電路零件以及網(wǎng)絡(luò)之間相互連接關(guān)系的文本文件，它可以由電路原理圖轉(zhuǎn)化而來，也可以由已經(jīng)布好線的印刷電路

12、板獲得，還可以利用文本編輯器進(jìn)行人工編寫。網(wǎng)絡(luò)表是PCB 布線的靈魂，也是電路原理圖編輯器與PCB編輯器之間的接口。但在Protel 99 SE 中是否產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表，對印刷電路板的設(shè)計并不重要，這是因為電路設(shè)計軟件系統(tǒng)內(nèi)部可以保證兩個編輯器之間相互準(zhǔn)確地傳遞設(shè)計信息。 在電路原理設(shè)計完成之后，可以啟動Protel 99 SE系統(tǒng)內(nèi)置的電路模擬仿真組件，對電路原理圖進(jìn)行模擬仿真，以便分析電路的工作狀態(tài)及電路設(shè)計的合理性。對于一個復(fù)雜的電路，通過參數(shù)掃描仿真，還可以找到某個零件的最佳參數(shù)，從而大大提高電路設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性。如果電路原理圖并不是十分復(fù)雜，通過電路規(guī)則檢查（ERC）便可驗證其正確性，或

13、者出于時間的考慮電路模擬仿真也可以省略。 印刷電路板的設(shè)計是在Advanced PCB 編輯器中實現(xiàn)的，是電路工程設(shè)計的最后一步，也是檢驗設(shè)計成果、完成設(shè)計任務(wù)的關(guān)鍵一步。電路板設(shè)計的任務(wù)是：依據(jù)電路原理圖，在圖紙上放置PCB零件，進(jìn)行自動布線和手工調(diào)整，使之成為可供工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)計文件。 第一章第一章 繪制電路原理圖環(huán)境設(shè)置繪制電路原理圖環(huán)境設(shè)置1.1 1.1 電路原理圖設(shè)計流程電路原理圖設(shè)計流程 創(chuàng)建設(shè)計數(shù)據(jù)庫 啟動電路圖編輯器 電路圖編輯環(huán)境設(shè)置 圖 1-1 電路原理圖設(shè)計流程圖 加載電路圖零件庫 電路零件放置與調(diào)整 電器部件放置與互連 總體編輯修改與完善 產(chǎn)生電路圖各種報表 設(shè)計結(jié)果保存

14、與輸出 啟動Protel 99 SE 之后，首先要創(chuàng)建一個設(shè)計數(shù)據(jù)庫（*.DDB文件），然后在這個數(shù)據(jù)庫中或者在它的某個文件夾中再建立一個電路原理圖設(shè)計文檔（*.HCS文件)。 在設(shè)計工作區(qū)的文檔瀏覽窗口中，用鼠標(biāo)雙擊建立的電路圖文檔圖標(biāo)，便可啟動電路圖編輯器，進(jìn)入電路原理圖設(shè)計環(huán)境。 根據(jù)原理圖的要求，確定圖紙的大小和方向，再根據(jù)個人的愛好和習(xí)慣，調(diào)整窗口布局，選擇光標(biāo)形式、柵格大小并設(shè)置環(huán)境參數(shù)。從而營造出一個個性化的工作環(huán)境。 為了在圖紙上放置零件，必須首先打開電路圖零件庫。當(dāng)然，設(shè)計者必須知道電路圖上包含那些零件，這些零件放在那個零件庫以及它們在零件庫中的圖形樣本名，即零件名稱。 根據(jù)

15、電路圖的構(gòu)思，在圖紙上放置各種零件，為每個零件安排一個序號。必要時，還要進(jìn)行刪除、修改、移位等基本編輯操作。 在圖紙上除了放置各種零件外，還要放置電路端口、電源、總線、總線引入線等其它各種電路部件，最后用導(dǎo)線（或者放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號）將各個電路部件加以物理連接或構(gòu)成邏輯連接。 對初步繪制完成的電路原理圖進(jìn)行修改、調(diào)整，必要時還可以在圖紙上繪制一些圖形元素，已增加電路原理圖的可讀性。 依據(jù)繪制好的電路圖，產(chǎn)生并輸出各種報表，如網(wǎng)絡(luò)表、電路原理圖器材清單，設(shè)計工程層次結(jié)構(gòu)表、零件交叉參考報表網(wǎng)絡(luò)比較表。 電路原理圖設(shè)計的最后，不僅是將設(shè)計結(jié)果存盤，必要時還可以將電路圖打印輸出。 1 12 2 進(jìn)入設(shè)計環(huán)

16、境進(jìn)入設(shè)計環(huán)境 第一章第一章 繪制電路原理圖環(huán)境設(shè)置繪制電路原理圖環(huán)境設(shè)置 1.2.11.2.1 啟動Protel 99SE，可點擊桌面上Protel 99SE圖標(biāo)，或從開始菜單中進(jìn)入Protel 99SE。進(jìn)入Protel 99SE環(huán)境后， 屏幕顯示如圖2-1。 圖2-1 Protel99SE開始畫面 單擊File/NewFile/New出現(xiàn)對話框如圖2-2（a）所示第一章第一章 繪制電路原理圖環(huán)境設(shè)置繪制電路原理圖環(huán)境設(shè)置1.2.2 創(chuàng)建工程設(shè)計數(shù)據(jù)庫（dzxyDesign.ddbdzxyDesign.ddb） ；單擊File/NewFile/New出現(xiàn)對話框如圖2-2（a）所示。 Design Storage Tepy Design Storage Tepy 為設(shè)計結(jié)果存儲為哪一種類型的數(shù)據(jù)庫，若選擇MS Access Database就會把所有設(shè)計文件存儲在一個數(shù)據(jù)庫中;若選擇 Windows File System則會將所有設(shè)計文件分開存儲在一個子目錄中。Database Fil