protel课程设计 2.docx
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protel课程设计 2.docx
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protel课程设计2
设计内容与设计要求
设计内容:
对给定的电路(按学号进行分配),使用Protel软件,进行电路图绘制,进行PCB制版设计,设计为双面板,板子大小合适,进行合理的规则设置,PCB板子的元器件布局、布线合理,要求补泪滴、铺铜,电源线与地线不小于20mil,要求按工业化标准设计,并进行必要的合理的抗干扰处理。
设计要求:
1)初步分析电路图,按16纸张大小,绘制电路图,若超出16K,则分页绘制。
2)查阅元器件参数与封装,没有的封装要求自建封装库。
3)进行ERC规则检查,生成正确的网络表(不打印);
4)按工业化标准进行PCB制板与工艺设计(参数设置,规则设置,板子大小确定,布局,布线,补泪滴,铺铜,抗干扰处理等)。
5)生成的报表有(网络表,板子信息表,材料清单表,数控钻孔文件,元件拾放文件);
6)写说明书(以图为主,文字为辅)
7)必须打印的文档为:
①原理图②材料清单③顶层④底层⑤各层叠印(各层重叠一起打印)⑥丝印层⑦3D效果图。
其他的表单或PCB图层只生成,不打印。
8)提高说明书及电子文档
主要设计条件
1.现代电子设计实验室(EDA);
2.Protel软件。
3.任务电路图;
4.设计书籍与电子资料若干。
5.示范成品PCB样板若干,示范电子成品若干。
说明书格式
目录
第1章电路图绘制
第2章元器件参数对应封装选择及说明(有适当文字说明)
第3章ERC与网络表(有适当文字说明,网络表不需打印)
第4章PCB制板与工艺设计(有适当文字说明)
第5章各种报表的生成
第6章PCB各层面输出与打印
第7章总结
参考文献
目录
第1章电路图绘制1
第2章元器件参数对应封装选择及说明2
第3章ERC与网络表5
3.1ERC5
3.2网络表5
第4章PCB制板与工艺设计6
4.1PCB制版流程6
4.2工艺设计6
第5章各种报表的生成8
第6章PCB各层面输出与打印10
6.1顶层10
6.2底层11
6.3各层叠印12
6.4丝印层13
6.53D效果图14
第7章总结15
参考文献16
第1章电路图绘制
第2章元器件参数对应封装选择及说明
该电路板中使用的电阻基本上都是小电阻,所有都选用AXIAL-0.4封装即可。
材料清单:
PartType
Designator
Footprint
Description
10K
R2
AXIAL-0.4
10K
R3
AXIAL-0.4
10K
R4
AXIAL-0.4
10uF
C3
RB-.3/.6
ElectrolyticCapacitor
11.0592
Y1
HC-49S
Crystal
20p
C1
RAD-0.1
Capacitor
20p
C2
RAD-0.1
Capacitor
24C02
U3
DIP8
78XX
IC1
TO-220V
89X5X
U1
ZIP-40
104
C5
car0.2
Capacitor
104
C7
car0.2
Capacitor
104
C6
car0.2
Capacitor
104
C4
car0.2
Capacitor
200
R15
AXIAL-0.4
200
R7
AXIAL-0.4
200
R12
AXIAL-0.4
200
R14
AXIAL-0.4
200
R13
AXIAL-0.4
8550
Q6
TO-92A
PNPTransistor
9012
Q3
TO-92A
PNPTransistor
9012
Q5
TO-92A
PNPTransistor
9012
Q2
TO-92A
PNPTransistor
9012
Q1
TO-92A
PNPTransistor
9012
Q4
TO-92A
PNPTransistor
BRIDGE1
BR1
bridge_1A
DiodeBridge
CAP
C13
car0.1
Capacitor
CAP
C11
car0.1
Capacitor
CAP
C8
car0.2
Capacitor
CAPACITOR
C9
RB.1/.2
Capacitor
CAPACITOR
C12
RB.1/.2
Capacitor
CAPACITOR
C10
RB.1/.2
Capacitor
COM
J3
DB9SL
CON2
J2
HDR1X2
Connector
CON3
J7
HDR1X3
Connector
CON3
J1
HDR1X3
Connector
CON3
J4
HDR1X3
Connector
DIODE
D1
DIODE0.4
Diode
IR1838
J5
HDR1X3
JUMPER2
JP2
jump-2
Jumper2
JUMPER2
JP3
jump-2
Jumper2
JUMPER2
JP1
jump-2
Jumper2
LED
L7
LED
LED
L8
LED
LED
L3
LED
LED
L4
LED
LED
L5
LED
LED
L6
LED
LED
L2
LED
LED
L1
LED
LED
D2
LED5MM
LN3461
U7
LN3461
MAX232
U2
DIP16
POWER2
J6
POWER
R200
RR3
SIP-9
RELAY-DPDT
K1
RL-8
RES2
R20
AXIAL0.4
RES2
R8
AXIAL0.4
RES2
R16
AXIAL0.4
RES2
R9
AXIAL0.4
RES2
R6
AXIAL0.4
RES2
R11
AXIAL0.4
RES2
R1
AXIAL0.4
RES2
R5
AXIAL0.4
RES2
R18
AXIAL0.4
RES2
R17
AXIAL0.4
RES2
R19
AXIAL0.4
RES2
R10
AXIAL0.4
REST
SW2
SW-5
SPEAKER
LB1
BEll
SW-PB
S7
SW-5
SW-PB
S12
SW-5
SW-PB
S16
SW-5
SW-PB
S21
SW-5
SW-PB
S17
SW-5
SW-PB
S14
SW-5
SW-PB
S19
SW-5
SW-PB
S6
SW-5
SW-PB
S10
SW-5
SW-PB
S3
SW-5
SW-PB
S4
SW-5
SW-PB
S1
SW-5
SW-PB
S2
SW-5
SW-PB
S20
SW-5
SW-PB
S8
SW-5
SW-PB
S11
SW-5
SW-PB
S15
SW-5
SWDIP-3
S9
DIP-6
DIPSwitch
SWDPDT
S5
SW-3
第3章ERC与网络表
3.1ERC
创建好原理图[如图
(1)]后,进行ERC规则检查:
→电气规则检查,
显示结果如下:
ErrorReportFor:
Documents\chuan.Sch1-Jul-201223:
31:
01
EndReport
可知经过ERC规则检测后,并没有发现错误。
3.2网络表
原理图经过ERC检测无误后,即可生成网络表
→生成网络表,在生成网络表后,可以在PCB文件中单击
→装入网络表,若显示有错误,则应该进入原理图进行相应修改,再生成网络表,保存;再调入网络表,检查错误,如此循环操作直到得到正确的网络表文件。
第4章PCB制板与工艺设计
4.1PCB制版流程
1、绘制电路图,输入每个电路封装形式,进行ERC电气规则检查。
2、生成该电路的网络表。
3、新建一个PCB文件(*.pcb)。
4、设置工作环境参数(工作环境参数也可不设置,采用默认参数即可)。
5、设置相对坐标原点(用命令Edit/Origin/Set)。
并在KeepoutLayer层画线确定板子边框的尺寸与外形(若要精确按坐标定义板子的尺寸与形状,在画线时,配合使用J+L键进行)。
6、通过设计/装入网络表命令,用网络表的形式调入PCB元件置工作界面(当然也可以在电路图SCH环境中,用同步器设计/更新PCB调入PCB元件,但建议使用网络表的形式)。
这一步要注意的是网络表不能有错误,否则要回到电路图中去修改,再次生成网络表并保存覆盖原有网络表,直到网络表正确为止。
4.2工艺设计
1、要明确设计目标
接受到一个设计任务,首先要明确其设计目标,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处理PCB板还是既有高频率又有小信号处理的PCB板,如果是普通的PCB板,只要做到布局布线合理整齐,机械尺寸准确无误即可,如有中负载线和长线,就要采用一定的手段进行处理,减轻负载,长线要加强驱动,重点是防止长线反射。
2、了解所用元器件的功能对布局布线的要求
3、元器件布局的考虑
元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能,把连线关系密切的元器件尽量放在一起,尤其对一些高速线,布局时就要使它尽可能地短,功率信号和小信号器件要分开。
在满足电路性能的前提下,还要考虑元器件摆放整齐、美观,便于测试,板子的机械尺寸,插座的位置等也需认真考虑。
印制导线的弯曲处一般用圆弧最小,避免使用小于90度弯的走线,而直角和夹角在高频电路中会影响电性能。
4、对布线的考虑
对印制电路板的走线有如下原则要求
(1)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔,以减少串扰。
如果有两条相距较近的信号线,最好在两线之间走一条接地线,这样可以起到屏蔽作用。
(2)设计信号传输线时要避免急拐弯,以防传输线特性阻抗的突变而产生反射,要尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧线。
(3)印制板上的走线尽可能短是一个原则,PCB板中的导线最小宽度主要由导线与绝缘层基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定,尽量增大电源线宽度,地线短而粗,允许的话接地线在2-3mm以上的直径宽度。
5、PCB的电磁兼容性
首先,要考虑PCB尺寸大小。
PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加,过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰。
在确定PCB尺寸后。
再确定特殊元件的位置。
最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。
易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件应尽量远离。
第5章各种报表的生成
本课题需要生成的报表有:
网络表,板子信息表,材料清单表,数控钻孔文件,元件拾放文件。
各种报表生成方法与过程如下:
1)网络表:
在原理图编辑窗口中进行如下操作
→生成网络表
2)板子信息表:
在PCB编辑窗口中进行如下操作:
→板信息,在出现的对话框中选择所要的信息,再点击Report按钮即可
3)材料清单表:
在原理图编辑窗口中进行如下操作
→材料清单,根据向导生成材料清单即可
4)数控钻空文件:
进行如下操作
首先新建一个CAM文件,双击此文件,在出现的对话框中选择所要生成数控钻孔文件的PCB文件,根据向导,选择生成NCDrill文件;右击向导生成的文件,选择GenerateCAMFiles,即可生成NCDrill文件,为.txt格式即可
5)元件拾放文件(元件位置报表):
操作同数控钻孔文件
不同在于此报表应选择PickPlace选项进行生成。
材料清单在第二章已经生成了,这里以生成板子信息表为例(只含有顶层和底层信息):
SpecificationsForchuan.PCB
On3-Jul-2012at10:
59:
25
TopLayerAnnularRingSizeCount
----------------------------------
18mil(0.4572mm)123
20mil(0.508mm)18
22mil(0.5588mm)21
24mil(0.6096mm)9
28.504mil(0.724mm)2
30mil(0.762mm)133
34mil(0.8636mm)107
35.433mil(0.9mm)1
36.378mil(0.924mm)3
40mil(1.016mm)2
48.74mil(1.238mm)1
55.118mil(1.4mm)1
59.055mil(1.5mm)42
72mil(1.8288mm)2
----------------------------------
Total465
BottomLayerAnnularRingSizeCount
----------------------------------
18mil(0.4572mm)123
20mil(0.508mm)18
22mil(0.5588mm)21
24mil(0.6096mm)9
28.504mil(0.724mm)2
30mil(0.762mm)133
34mil(0.8636mm)107
35.433mil(0.9mm)1
36.378mil(0.924mm)3
40mil(1.016mm)2
48.74mil(1.238mm)1
55.118mil(1.4mm)1
59.055mil(1.5mm)42
72mil(1.8288mm)2
----------------------------------
Total465
第6章PCB各层面输出与打印
6.1顶层
6.2底层
6.3各层叠印
6.4丝印层
6.53D效果图
第7章总结
在拿到课程设计题目的时候,第一眼看到原理图时觉得有点复杂,但在同学的指点和老师的指导下便开始原理图的绘制。
在制PCB板的过程中有些遇到些困难,PCB的封装,这是学习PROTEL很难也是很关键的一步,制作PCB要以元件实物大小为依据,我只能上网一个一个去搜索,最后花了一天的时间我才找完9个我需要的元器件封装,然后进行我的PCB制作。
要从原理图生成PCB就要保证每个元件都有对应的封装,不仅大小要对应而且符号也要一一对应。
接下来的主要工作就布局和布线,PCB元件的布局要求是功能元件要尽量在一起,主要功能集成块要放分布线要尽量短,最后元件摆放要整齐、美观。
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异,当今计算机应用在生活中可以说得是无处不在。
回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从从拿到题目到完成整个编程,可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,比如说结构体……通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多编程问题,最后我与组员通过讨论逐渐解决。
参考文献
1、程路.《Protel99SE多层电路板设计与制作》[M].人民邮电出版社.2007.
2、高名远.《电子工艺实训与PROTELDXP应用》[M].化学工业出版社.2007.
3、高鹏.《电路设计与制版PROTEL99入门与提高(修订版)》[M].人民邮电出版社.2008.
4、Mark.I.Montrose著.《电磁兼容和印刷电路板理论,设计和布线》[M].人民
邮电出版社.2007.
5.深圳华为.《华为PCB布线规范》[M].内部资料.1999.
6.《提高印刷电路板的电磁兼容设计》.网络资料.
电气信息学院课程设计评分表
项目
评价
优
良
中
及格
差
SCH绘制完成情况(10%)
PCB设计完成情况(20%)
工艺设计是否符合规范(10%)
设计说明书质量(20%)
答辩情况(10%)
完成任务情况(10%)
独立工作能力(10%)
出勤情况(10%)
综合评分
指导教师签名:
________________
日期:
________________
注:
表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容;
此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序:
封面、任务书、目录、正文、评分表、附件(非16K大小的图纸及程序清单)。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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- 关 键 词:
- protel课程设计 protel 课程设计