电路图绘制参考.docx

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电路图绘制参考

电路图绘制基础

一：

设计的目地：

　　随着电力电子技术的迅速发展，直流电源应用非常广泛，其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。

目前，市场上各种直流电源的基本环节大致相同，都包括交流电源、交流变压器、整流电路、滤波稳压电路等。

文章介绍了将单片机控制系统应用于直流稳压电源的方法和原理，实现了稳压电源的数控调节，在宽输出电压下实现了0.1v步进调节，并分析了稳压工作原理和电压调节方法。

该电源具有电压调整简便、电压输出稳定、便于智能化管理等特点。

　　随着电力电子技术的迅速发展，直流电源应用非常广泛，其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。

直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。

传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。

而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。

其良好的性价比更能为人们所接受，因此，具有一定的设计价值。

二：

制图步骤：

1单片机的可编程直流稳压电源的设计：

1.1原理框图：

直流稳压电源的工作原理为，220V的交流电经过变压器降压，再通过四个二极管组成的桥式整流电路整流变换成脉动的直流，经过串联稳压电路和限流式过载保护环节，在单刀双掷开关的作用下选择3V或6V直流电压输出

1.2参考电路：

图1.2直流稳压电源的参考电路

2用protel软件绘制原理图：

2.1新建一个设计：

用菜单File/New新建一设计，命名，选择文件路径，然后进入Protel99SE的标准界面（图2.1.1）。

进入Documents目录，用File/New命令，系统弹出文件类型的对话框。

我们选择SCH图标，即进入SCH设计系统，同时系统界面变为SCH的设计界面。

2.2元件库的调入：

　　我们发现，左边多了一个BrowseSCH的选项卡。

单击则进入了原理图管理器。

Libraries即所使用的元件库

　　一般来说，默认元件库MiscellaneousDevices.lib即可满足需要。

如需使用其他元件库，则可按照以下步骤选择新的库文件。

a:

点击钮，弹出对话框：

b:

选择路径，指定所要加入的元件库，再按Add按钮，即可将它复制到一定的区域

同样，如果程序加了太多元件库，也可以在下面的区域中指定所要移除的元件库，按Remove按钮即可将它拿掉。

一切就绪后，再按OK按钮，我们所指定的元件库也就已经成功添加好了。

2.3放置元器件：

　　在元件库元件列表中选中所需器件，双击，移动光标至工作平面的适当位置，在移动的过程中，按空格键可以将元器件进行旋转。

单击左键，即可将元件定位到工作平面上了。

双击该器件，弹出设计元器件属性的对话框。

框中各栏的意义如下:

LibRef:

元件名称。

该项是根据放置元件时的名称设置自动提供的，不可更改。

Footprint:

器件封装，系统自动根据放置元件提供，不可更改。

Designator:

元件标号，如R1，C2。

这里我们输入U1

Part:

器件类别或标准值，如1K，0.01u。

这里我们无需填写

2.4原理图的布线:

执行画导线命令的方法有两种：

一是用鼠标单击画原理图工具栏（Wiringtools）中的Wiring图标；二是利用菜单命令Place/Wire。

执行以上操作后，单击鼠标左键，确定导线的起点，移动鼠标的位置，拖动线头至导线的末端，单击左键，确定导线的终点。

即可得到电路原理图，如图2.4所示:

图2.4电路原理图

3用protel绘制电路的PCB图:

3.1电气常规检查（ERC）:

选择TOOLS菜单下的ERC项，弹出对话框，直接点击OK键即可进行ERC检查，如果有问题将用坐标标注元件的位置。

返回电路原理图，改正错误的元件属性，再进行ERC检查，直至完全正确。

3.2产生网络表:

选取设计菜单下的creatnetlist选项弹出对话框，直接点击OK即可。

3.3印刷电路（PCB）版的制作:

3.3.1创建PCB文件:

同创建SCH文件类似，在设计管理版面中点击“李念”.ddb，然后点击file菜单新建项，在弹出的对话框中双击PCBDocument，创建PCB文件，取名为pcb1.PCB。

双击该图标进入PCB设计主页面。

3.3.2制作PCB:

3.3.2.1定义边框:

在设计工作区的版层标签选择keepOutlayer，然后选择工具条上的按钮，画边框，大小为2*3小格。

3.3.2.2加载网络表:

　　选择设计/加载网络表再弹出的对话框中按Browse按钮，将弹出文件选择李念.NET文件，点击OK，弹出对话框点击Execute键，则元件加载到工作区上。

3.3.2.3摆放元件并布线:

　　把重叠的元件拖开，依据电路的功能及元件的大小，适当的摆放元件。

完成后，只要选中AutoRoute/All选项，弹出对话框，点击RouteAll便开始自动布线，完成后点击OK键，则布线完成。

得到如图3.3所示的PCB:

图3.3电路的PCB图

三：

Protel99SE使用中的常见问题:

1．原理图常见错误：

（1）ERC报告管脚没有接入信号：

a．创建封装时给管脚定义了工／O属性；

b．创建元件或放置元件时修改了不一致的grid属性，管脚与线没有连上；

c．创建元件时pin方向反向，必须非pinname端连线。

（2）元件跑到图纸界外：

没有在元件库图表纸中心创建元件。

（3）创建的工程文件网络表只能部分调入pcb：

生成netlist时没有选择为global。

（4）当使用自己创建的多部分组成的元件时，千万不要使用annotate.

2.PCB中常见错误：

（1）网络载入时报告NODE没有找到：

a原理图中的元件使用了pcb库中没有的封装；原理图中的元件使用了pcb库中名称不一致的封装；原理图中的元件使用了pcb库中pinntllnber不一致的封装。

如三极管：

Sch中pinntllnber为e,b,c，而pcb中为1,2,3。

（2）打印时总是不能打印到一页纸上：

　　创建pcb库时没有在原点；多次移动和旋转了元件，pcb板界外有隐藏的字符。

选择显示所有隐藏的字符，缩小pcb,然后移动字符到边界内。

（3）DRC报告网络被分成几个部分，表示这个网络没有连通，看报告文件，使用选择coNNEcTEDcoPPER查找。

　　在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。

PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。

布线的方式也有两种：

自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。

必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生藕合。

　　自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。

一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。

并试着重新再布线，以改进总体效果。

　　对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。

3电源、地线的处理：

　　既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。

所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。

　　对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：

　　众所周知的是在电源、地线之间加上去藕电容。

尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：

地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：

0.2一0.3，最经细宽度可达0.05一0.07，电源线为1.2一2.5，对数字电路的PcB可用宽的地导线组成一个回路，即构成一个地网来使用（模拟电路的地不能这样使用）用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。

或是做成多层板，电源，地线各占用一层。

4数字电路与模拟电路的共地处理:

　　现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。

因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。

数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整个PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。

数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。

也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。

5信号线布在电（地）层上：

在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。

首先应考虑用电源层，其次才是地层。

因为最好是保留地层的完整性。

6大面积导体中连接腿的处理大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：

①焊接需要大功率加热器。

②容易造成虚焊点。

所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heatShield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。

多层板的接电（地）层腿的处理相同。

7布线中网络系统的作用：

　　在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。

网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。

而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔所占用的等。

网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。

所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。

　　标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸（2.54），所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸（2.54）或小于0.1英寸的整倍数，如：

0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

8设计规则检查（DRC）：

　　布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查如下几个方面：

　　线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。

　　电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧藕合（低的波阻抗）？

在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

　　对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。

模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。

后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。

对一些不理想的线形进行修改。

在PCB上是否加有工艺线？

阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。

多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路

四心得体会：

通过这次课程设计，我学会了用protel软件绘制电路的原理图，PCB图。

开始时，对这个软件几乎一无所知，通过自己慢慢的摸索，和同学的探讨，对protel有一定的认识，画出了原理图和PCB图，遗憾的是电路的仿真没能做出来，主要原因在于部分元件在仿真的元件库里找不到，虽然花了很长时间，尝试了用其他的元件代替，但结果总是不理想，由于时间也比较紧，自己对软件的熟悉也还有待提高，最后只能放弃电路的仿真。

这几天，做课程设计虽然有些累，但还是非常值得的，它让我学到了很多书本上没有的东西，锻炼了自己的动手能力。