长沙理工大学电子专业应用技术实习报告.docx

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长沙理工大学电子专业应用技术实习报告

目录

1.实习目的2

2.实习要求2

3.实习内容3

3.1AltiumDesigner系统3

1.AltiumDesigner的功能3

3.2原理图设计4

1.原理图的设计流程5

2.原理图的设计5

3.3原理图元件库的使用7

1.元件的搜索7

2.新元件原理图符号绘制7

3.4PCB设计9

1.PCB的设计流程9

2.PCB的设计9

4.感光电路板制作过程：

10

4.1钻孔（数控电钻机床）10

4.2打印（喷墨[硫酸纸]、激光[硫酸纸/透明菲林]、光绘菲林）1把您设计好的电路图用激光（喷墨）打印机以透明、半透明或70g复印纸打印出（激光最细0.2mm，喷墨最细0.3mm）10

4.3曝光（曝光机15秒；太阳光1-4分钟；日光灯8-15分钟）11

4.4显像（专用显像剂）11

4.5蚀刻（用热水化开的三氯化铁液体）11

4.6除去铜板导线上的涂层12

4.7为PCB板覆膜12

5.实习心得12

附录图:

14

1.原理图:

14

2.元器件清单15

3PCB版图:

17

1.实习目的

1.掌握AltiumDesigner的简单操作。

2.以Protel原理图输入方法来设计描述电路，通过学习，深入理解电路设计的流程和方法以及简单PCB板的设计生产工艺，通过上机实验，能够独立进行电路图的绘制。

3.了解电源模块，时钟模块，比较器模块，触摸延时模块，跑马灯模块，光控调音模块的基本知识，通过具体的电路图，初步掌握焊接技术，简单电路元器件装配

4.培养从事科学实验的技能、技巧，提高分析和解决问题的能力，培养学生得出创新能力。

2.实习要求

该课程设计，要求熟练掌握运用AltiumDesigner软件，运用AltiumDesigner软件进行绘制电路原理图，并通过导入制作PCB图.在其过程中建立DDB文档，绘制SCH原理图，建立SCH库文件，生成网络表并能够分析网络表，建立PCB文件并设置其工作环境，建立PCB库文件并能够封装，正确地导入网络表后，对PCB进行布局布线，最后导出导入文件。

课程设计主要有以下的流程：

1）建立DDB文档，建立SCH文件，SCH工作环境设置

2）建立SCH库文件，新元件的编辑与保存

3）原理图绘制，原理图编辑

4）生成网络表

5）建立PCB文件，PCB工作环境设置

6）建立PCB库文件，新封装的编辑与保存

7）PCB布局：

画出PCB边框，放置安装孔，调整元件位置，编辑元件

8）布线规则设置，布线及调整

9）文件的导出与导入

实验的整个过程中要求自己能熟练的掌握和操作AltiumDesigner软件，能独立的完成老师所要求的各种课题。

3.实习内容

3.1AltiumDesigner系统

AltiumDesigner系统是Altium公司于2006年年初推出的一种电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation,EDA）设计软件。

该软件几乎将电子电路所有的设计工具集成在单一应用程序中。

它通过把电路图设计、PCB绘制编辑、电路的仿真、FPGA应用程序的设计和设计输出等技术的完美融合，为用户提供了全线的设计解决方案，使用户可以轻松地进行各种复杂的电子电路设计工作。

1.AltiumDesigner的功能

（1）电路原理图设计

（2）印制电路板设计

（3）电路的仿真

（4）可编程逻辑电路设计系统

（5）信号完整性分析

2.AltiumDesigner的界面

AltiumDesigner的启动画面如图1.1所示。

图1.1AltiumDesigner系统的启动画面

随即打开AltiumDesigner的界面，如图1.2所示。

图1.2AltiumDesigner的界面

所有的AltiumDesigner功能都可以从这个界面启动。

当然，使用不同的操作系统安装的AltiumDesigner应用程序，首次看到的界面可能会有所不同。

3.2原理图设计

原理图设计主要是利用AltiumDesigner提供的原理图编辑器绘制、编辑原理图，目的绘制电路图，同时也为PCB设计和电路仿真打下一个重要基础。

1.原理图的设计流程

原理图的设计流程图如图2.1所示

图2.1原理图设计流程图

2.原理图的设计

1.创建一个项目

（1）启动AltiumDesigner系统。

（2）执行菜单命令【File】/【New】/【PCBProject】，如图2.2所示，保存。

图2.2新建项目面板

2.创建原理图文件

如果在此之前用户没有打开任何设计数据库，可以选择主菜单区的【File】/【New】选项。

如果在此之前已经打开了一个或多个设计数据库，可以选择主菜单区的【File】/【NewDesign】选项，单击鼠标或按回车键即可。

按照上面的操作将弹出窗口。

3.放置元件

执行菜单命令【Design】/【BrowseLibrary…】弹出库文件面板，如图2.3所示。

选中所需元件并放置。

图2.3库文件面板

4.放置导线

（1）执行菜单命令【Place】/【Wire】或单击布线工具栏

按钮，出现大十字光标。

（2）光标移动到元件的引脚端时，光标中的“X”号变为一个红“米”字形符号，表示导线的端点与元件引脚的电气点可以正确连接。

（3）单击，移动光标，在光标和导线起点之间会有一条线出现，这就是所要放置的导线。

5.放置电源端子

（1）在布线工具栏中单击

按钮，放置在原理图中。

（2）在布线工具栏中单击

按钮，放置在原理图中。

3.3原理图元件库的使用

绘制原理图时要放置元件，而这些元件又常常保存在原理图元件库中。

因此在放置元件之前，要添加元件所在的库；尽管AltiumDesigner内置的元件库已经相当完整，如果用户使用的是特殊的原件或新开发的元件，就需要自己建立新的原件及元件库。

1.元件的搜索

执行菜单命令【Design】/【BrowseLibrary…】弹出库文件面板，如图2.3所示。

选中所需元件并放置。

图3.1库文件面板

2.新元件原理图符号绘制

（1）进入编辑模式：

单击菜单【File】/【New】/【SchematicLibrary】命令，系统进入原理图文件库编辑工作界面，如图3.2所示。

（2）绘制矩形：

执行菜单【Place】/【Rectangle】命令，出现十字光标，并带有一个有色矩形框。

将矩形框放到编辑区中的第四象限，单击确认矩形位置。

可以随意改变矩形框大小。

图3.2原理图文件库编辑工作界面

（3）绘制引脚：

执行菜单【Place】/【Pin】命令，此时鼠标指针旁边会多出一个大十字和一条短线，默认短线序号从零开始；在放置引脚时，若按一次空格键，可将引脚旋转九十度。

按上述方法绘制出8根引脚，如图3.3所示。

图3.3放置引脚后的图形

（4）编辑引脚:

双击需要编辑的引脚，如0号引脚弹出淫叫属性对话框，如图3.4所示。

按照需要进行编辑。

图3.4引脚属性对话框

（5）命名新建元件

（6）添加封装

3.4PCB设计

印制电路板的设计是电子电路设计步骤的重要环节。

原理图设计等工作只是从原理上给出了电气连接关系，其功能的最后实现还是依赖于PCB的设计。

1.PCB的设计流程

PCB的设计流程图如图4.1所示。

图4.1设计印制电路板图

2.PCB的设计

（1）建立空白PCB文件：

在已建的项目中添加一个新的PCB文件。

（2）进入PCB编辑器，如图4.2所示。

（3）导入数据：

选择菜单命令【Design】/【ImportChangesFromPCB_Project.PrjPCB】,单击校验改变钮，系统对所有的元件信息和网络信息进行检查，完成后关闭。

图4.2PCB编辑器

（4）自动布线：

选择菜单命令【AutoRoute】/【All…】，进行自动布线

4.感光电路板制作过程：

4.1钻孔（数控电钻机床）

将PCB图片的数据导入数控钻孔机床，然后将新的覆铜板固定在机床上，选零点，然后将X，Y，Z坐标清零，选择需要钻头大小对应的程序，按确定键即可开始钻孔。

此次我们需要的过孔尺寸为0.9mm，1.2mm，1.5mm。

4.2打印（喷墨[硫酸纸]、激光[硫酸纸/透明菲林]、光绘菲林）1把您设计好的电路图用激光（喷墨）打印机以透明、半透明或70g复印纸打印出（激光最细0.2mm，喷墨最细0.3mm）

2光绘机，或照相之底片，最细0.1mm

3由转印纸，贴带，或绘图所制作之透明或半透明稿件（可用硫酸纸做）

4由影印机复制之透明或半透明稿件。

1.打印原稿时选择镜像打印，电路图打印墨水（碳粉）面必须与绿色的感光膜面相接紧密，以获得最高解析度。

（绘图软件都有镜像Mirror打印功能）

　　2.线路部份如有透光破洞，请以油性黑笔修补。

　　3.稿面需保持清洁无污物。

4.3曝光（曝光机15秒；太阳光1-4分钟；日光灯8-15分钟）

将底片沾水，按照过孔位置将底片贴至覆铜板上，放入曝光机中曝光。

抽气，曝光所用时间约为15秒。

4.4显像（专用显像剂）

1.调制显像剂：

显像剂:

水（1:

20），即1包20g的显像剂配400cc水。

（请用塑料盆，不能用金属盆）

2.显像：

膜面朝上放入感光板（双面板须悬空）每隔数秒摇晃容器或感光板，直到铜箔清晰且不再有绿色雾状冒起时即显像完成。

此时需再静待几秒钟以确认显像百分百完成。

3.水洗：

标准操作显像时间约1-2分钟，因感光板制造日期、曝光时间、显像液浓度、温度等不同而随着变化。

4.5蚀刻（用热水化开的三氯化铁液体）

蚀刻是印制电路板制作工业中重要的一步。

它看上去简单，但实际上，如果在蚀刻阶段出现问题将会影响板子的最终质量，特别是在生产细纹或高精度印制电路板时，尤为重要。

在制作过程中经常遇见的两个问题是侧蚀和镀层突沿。

在蚀刻过程中，希望蚀刻是垂直的，然而蚀刻剂的作用是向所有方向的。

在实际操作过程中，蚀刻作用经常会攻击到阻剂下面图形的边缘部分，随着液体的搅动，铜被逐渐溶解，边缘蚀刻扩大。

最后导体壁变成倾斜的，而不是垂直的，如图所示。

它能导致导线宽度大幅度缩小。

通常用于表示侧蚀的术语是蚀刻系数，定义为蚀刻深度（铜箔的厚度）与侧蚀凹度的比率，即蚀刻系数=α/b式中,a为铜锚的厚度;b为侧蚀凹度。

最简单的减小侧蚀的方法是尽最大可能缩短蚀刻时间，这要求快速完成蚀刻，准确掌握蚀刻的时间。

4.6除去铜板导线上的涂层

将刻蚀好的板子放入除去铜线上涂层的水槽中，约10秒钟即可将多余涂层除去，呈现出铜线本身的颜色。

4.7为PCB板覆膜

最后，将PCB板放入覆膜机内，让铜线覆膜，形成保护层。

覆膜的目的在于不让导线氧化，克服PCB板不能长期放在空气中的弱点，方便日后焊接元器件。

5.实习心得

在这周的专业应用实训中,通过自己动手操作与绘制,首先对AltiumDesigner这款软件有了一定的了解,对电子线路CAD制图也有一定的掌握,对印刷版的制作工艺也进一步的有所了解.

在实训期间首先要感谢老师的精心辅导,然后感谢自己的同学的帮助,还要对自己这周付出的肯定.认真的完成了老师安排的实训任务,踏踏实实一步一步的按照要求进行.当然在实训期间也遇见了很多问题和困难,首先是对这款软件的不熟悉,对很多功能运用的不熟悉,对英语版的软件的运用能力较弱,所以造成操作起来效率很低.其次就是在画图时容易出错,记不清步骤.这些都是在实训中出现的问题.总结前段时间的经验,在原理图的绘制的设计中要注意几点:

1.连接器件时要用wire线来连接,不能用普通线段,否则在生成PCB时回出现器件没有接点的问题.2.在元器件封装的时候要注意不要吧封装代号做错,容易出现的错误就是元件库和所画的图的引脚编号不对应,会导致错误.3.在制作PCB时要按照规定调整好孔的大小,图层的安排以及线之间的间距,一避免出现短路的问题.

这次实习让我们从理论学习过渡到了实践，学会了很多工业化的设施，使我们获益匪浅。

作为一个国防生，为祖国的发展建设做贡献，首先就要把专业知识学扎实。

书本上的东西只能作为理论依托，我们还需要增强动手能力，学以致用。

才能更好地掌握知识，用理论指引实践。

这次实习中，我自己一个人就制作了几块板子，每一次都有不小的提升，这也印证了古人所说的熟能生巧，最后一块板子是我最满意的，因为板子基本没有出现断线。

我自己总结了之前的不足，找出了板子断线的原因，主要是因为曝光过程的失误，原因有两点：

一、打印纸与PCB板结合不够紧密，导致曝光时光束进入了不该进入的地方。

二、曝光时间太短，导致有些位置曝光不充分，致使板材断线。

总之,在学习中一定要虚心向别人请教,向别人学习.兴趣是最好的老师,所以在做事之前一定要培养对事物的星期,做好心理准备.我希望以后能有更多的实训机会,这段时间感觉过得很充实,我也真正的融入到了学习当中去,别无他法。

附录图:

1.原理图:

图1单片机课程设计的原理图

图2单片机课程设计的单面板原理图

（阻值为0的电阻实为金属线，便于单面板布线）

图3单面板的元件布局图

2.元器件清单

名称

PartType

Designator

数量

Footprint

PCB封装库

金属线

0欧姆，金属线，单面板中元件面的跳线

R21、R23、R24、R25、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R39

14

AXIAL0.4

Protel99库

色环金属电阻

100欧姆

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R36

9

500欧姆

R14、R15、R17、R18、R19、R26

6

1K欧姆

R9、R10、R11、R12、R16、R20

6

10K

R13、R22、R38

3

9PIN排阻

1K

RP2

1

SIP9

Protel99库

10K

RP1、RP3

2

电解电容

1u

E2、E3、E4、E5、E6

5

RB.1/.2

自制

10U

C1、E1

2

C_1

自制

30p

C2、C3

2

RAD0.1

Protel99库

晶振

11.0592M

Y1

1

XTAL1

Protel99库

元件

24C01

IC2

1

DIP8

Protel99库

DS18B20三芯座

J9

1

DS18B20

自制

MAX232

IC4

1

DIP16

Protel99库

STC89C52

IC1

1

DIP40

Protel99库

四位共阳极数码管

LED5641BR

U1

1

LED5641BR

自制

二极管

1N5817

D1

1

DIODE-0.4H

自制

发光二极管

红色

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L11、L14、L15、L20、L21

13

LED

自制

黄色

L10、L13、L16、L19

4

LED

自制

绿色

L9、L12、L17、L18

4

LED

自制

三极管

9012

Q1、Q2、Q3、Q4、Q5

5

PNP3

自制

5V无源蜂鸣器

BELL

U7

1

RAD0.3

Protel99库

自锁开关

SW-DPDT

S20

1

DIP_KEY6

自制

轻触开关

S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S23

17

TP-KEY

自制

跳线端子

3Pin排针

S17、S18、S19、S22、J2

5

SIP3

Protel99库

接插件

2芯接线端

DC5V_IN

1

CON2P

自制

S51_ISP

JP1

1

IDC10

Protel99库

DB9

J1

1

DB9/F

Protel99库

USB

J3

1

USB-A-F-90

自制

IC座

DIP8

1

DIP16

1

DIP40

1

跳线帽

4

自恢复保险丝

1

3PCB版图:

图4单面板布线图

图5单片机课程设计PCB图

图6单片机课程设计PCB板成品