网络通信模块电路设计.docx

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网络通信模块电路设计

xx学院综合性实验报告

专业：

xx年级/班级：

xxxx级20xx—20xx学年第一学期

课程名称

电子线路辅助设计

指导教师

本组成员

学号姓名

实验地点

xx学院xx

实验时间

项目名称

基于ENC28j60的网络通信模块的设计

实验类型

综合性

一、实验目的

使用AltiumDesigner设计一个基于ENC28j60的网络通信模块。

二、实验仪器或设备

1.一台计算机。

2.AltiumDesigner软件。

三、总体设计

（一）新建工程

（二）元件的制作

2.1.制作ENC28j60芯片的封状

2.2.制作HR911105模块的封装

（三）绘制电路原理图

3.1.系统供电电路

3.2.ENC28j60通信电路

3.3.HR911105网络接口电路

（四）电路原理图的后续操作

4.3.元件的标注

4.4.更改元器件的PCB封装

4.5.原理图的编译与查错

4.6.生成元器件报表

4.7.生成网络报表

（五）绘制PCB电路板

5.1.规划电路板

5.2.装入网络表和元件封装

5.3.元件的布局

5.4.自动布线

5.5.手工修改布线

（六）PCB设计的后续操作

6.1.重新定义电路板形状

6.2.覆铜

6.3.字符串信息整理

6.4.DRC检查

6.5.打印电路图

6.6.打印PDF文档

四、实验步骤

1.新建工程

执行【File】|【New】|【Project】|【PCBProject】命令，新建一个空白的工程文件，并将其保存在网络通信文件夹下，重新命名为“ENC28j60.PrjPCB”。

执行【File】|【New】|【Schematic】命令，新建一个空白的原理图设计文件，命名为“ENC28j60.SchDoc”。

2.元件的制作

2.1制作ENC28j60芯片的封状

执行菜单命令【File】|【New】|【Library】|【SchematicLibrary】，新建库文件，命名为“ENC28j60.SchLib”并保存；

•执行菜单命令【Tools】|【NewComponent】，在弹出的对话框中将新建的元件命名为ENC28j60；

图2添加元件

•执行菜单命令【Place】|【Rectangle】在绘图区绘制一个大小合适的矩形；

•执行菜单命令【Place】|【Pin】放置管脚，ENC28j60共有28个管脚。

图3元件属性设置对话框

图4元件管脚编辑器对话框

•由于芯片的管脚较多，分别修改比较麻烦，在管脚编辑器中修改元件管脚的属性则方便得多。

双击【SCHLibrary】面板中的“ENC28j60”标签，弹出图3所示的元件属性设置对话框，再点击对话框左下角的【EditPins】按钮，弹出图4所示的元件管脚编辑器界面。

请读者按照图中的设置来修改元件的管脚属性，修改完毕后的原理图模型如图5所示。

图5ENC28j60的原理图模型

•接下来为ENC28j60添加PCB封装。

在图11-3所示的对话框中点击【ModelsforENC28j60】区域的【Add】按钮，选择“Footprint”引脚封装。

并在弹出的6所示的PCB模型对话框中点击【Browse】按钮浏览封装模型，如图7所示。

图6PCB模型对话框

•ENC28j60的封装为“DIP-28”，这个封装所在的库位于“C:

\ProgramFiles\AltiumDesignerSummer08\Library\Pcb\ThruHole”目录下的“Dual-In-LinePackage.PcbLib”文件中，请读者将其加载并选中其中的DIP-28，封装的预览如图7的右半部。

图7浏览元件封装

至此，完整的ENC28j60的库文件就制作完成了。

2.2制作HR911105模块的封装

•执行菜单命令【Tools】|【NewComponent】，在弹出的对话框中将新建的元件命名为HR911105；

•执行菜单命令【Place】|【Rectangle】在绘图区绘制一个大小合适的矩形；

•执行菜单命令【Place】|【Pin】放置管脚，各管脚的设置如图8所示，绘制完毕的

HR911105原理图模型如图9。

图8HR911105的管脚设置

图9HR911105的原理图模型

•HR911105的PCB封装并非标准的封装，所以需要自己来绘制。

执行菜单命令【File】【|New】【|Library】【|PCBLibrary】，新建PCB库文件，命名为“ENC28j60.PcbLib”并保存。

•在随书附带的光盘中找到HR911105的Datasheet“HR911105.pdf”并打开，如图10所示，HR911105的几何尺寸在图中均有标识。

图10HR911105的尺寸

•按照图10的数据绘制出HR911105的PCB封装模型，如图11。

绘制过程中要注意焊盘孔径的大小要稍大于元件实际的引脚，以及引脚之间的距离。

可以先放置好各焊盘的大致位置，设置好焊盘的孔径。

然后使用系统的【Reports】|【MeasureDistance】工具来确定焊盘的精确位置，最后再绘制丝印层的几何图形。

图11HR911105的PCB封装

•接下来将HR911105的PCB封装添加到HR911105的原理图模型中去。

与ENC28j60添加PCB封装的过程一样，在3所示的元件属性对话框中为HR911105添加PCB封装。

需注意的是，添加封装前还需将刚刚绘制完成的“ENC28j60.PcbLib”加载到

3.绘制电路原理图

3.1系统供电电路

首先加载1117元件所在的库，在【Libraries】面板中点击【Search】按钮，弹出图13所示的元件库查找对话框，在上面的文本框中填入需要查找的元件名“reg1117”并点击【Search】按钮开始查找，经过一段时间的搜索，系统会列出所有相关的元件。

图13查找元器件

3.2ENC28j60通信电路

ENC28j60是10M的网络通信芯片，一方面它通过SPI接口与外部控制电路交换数据信息，并且产生接收和发送中断信号，另一方面它将待发送的数据以10Mbit/s的速度发送到网络变压器。

图14ENC28j60通信电路电路图

3.3HR911105网络接口电路

HR911105网络接口电路集成了网络变压器、RJ45接口和LED，电感L1是必须的，在这里可以选择电感或者是铁氧体磁珠。

图15HR911105网络接口电路电路图

4.电路原理图的后续操作

4.1元件的标注

•执行【Tools】菜单下的【AnnotateSchematic】命令弹出图16所示的自动标注设置对话框，执行下面的【UpdateChangesList】命令，系统对所有元件进行预编号，编号的结果显示在Proposed栏中；

•执行【AcceptChanges】命令，弹出图17所示的工程变更单，该对话框中显示出了即将对原理图做出的更改。

•执行【ValidateChanges】对即将对原理图做出的更改进行验证，验证无误后执行

【ExecuteChanges】命令执行更改，如图11-18所示，点击【Close】完成自动标注。

图16元件的自动标注

图17工程变更单

图18执行标号的更改

4.2更改元器件的PCB封装

•执行菜单命令【Edit】|【FindSimilarObjects】，光标变成十字状，将光标移至任何一个电阻元件上点击弹出图19所示的查找相似对象对话框。

将对话框中的“SymbolReference”项后的“Any”改为“Same”，再点击【OK】按钮确认，此时原理图中所有的电阻元件均处于选中状态，下面再统一修改他们的引脚封装属性。

图19查找相似对象对话框

打开【SCHInspector】面板，将面板中的“CurrentFootprint”由当前的AXIAL-0.4改为C0805贴片封装并确认，此时会发现电路图中所有的电阻元件封装都变成了C0805。

图20修改电阻元件的引脚封装

•以同样的方法将电路中所有的无极性去耦电容封装由原先的RAD-0.3改为C0805。

•将原理图中其它元件的封装按照下一小节导出的元器件报表中的内容进行修改。

4.3原理图的编译与查错

接下来对原理图进行编译，执行【Project】|【CompileDocumentENC28j60.SchDoc】命令，编译完毕后系统会提示原理图的编译结果，若有错误的话则在在【Message】面板中显示编译错误的信息，编译完全通过的话则没有错误提示。

4.4生成元器件报表

生成元器件报表可以对电路中元器件的封装、标号等进行进一步的检查。

图21元器件表对话框

执行菜单命令【Reports】|【BillofMaterials】弹出图21所示的元器件报表生成对话框，这里面列出了原理图中元器件注释、描述、标号以及封装的具体信息。

为了方便保存或是打印，可以将该报表导出为Excel文件格式，导出前先进行预览，点击【Menu】按钮在弹出的菜单中选择【Report】命令，打开图22所示的元器件清单导出预览框。

若对预览满意的话点击【Export】按钮，在工程文件夹下的“ProjectOutputsforENC28j60”文件夹中生成Excel格式文档，打开该文档如图23所示，内容与元器件列表对话框中的内容相同。

图22元器件报表导出预览

4.5生成网络报表

执行菜单命令【Design】|【NetlistforDocument】|【Protel】，系统会在Project面板的“Generated\NetlistFiles”目录中生成“ENC28j60.NET”网络报表，双击打开报表，如图24所示，在该表的基础上可以完成PCB电路板的设计。

其实在AltiumDesigner中进行原理图和PCB设计并不需要自己单独生成网络报表，系统会自动完成原理图设计系统和PCB编辑系统之间的信息交互。

图24生成的网络报表

5.绘制PCB电路板

执行菜单命令【File】|【New】|【PCB】，新建一个PCB设计文件，并保存为“ENC28j60.PcbDoc”。

5.1规划电路板

打开新建的“ENC28j60.PcbDoc”文件，执行菜单命令【Design】【|LayerStackManager】，弹出图25所示的PCB板层设置对话框，设置电路板为双层板并确定。

图25PCB板层设置

执行菜单命令【Design】|【Options】，设置PCB图纸。

读者可以按照自己的设计习惯来设置图纸的尺寸以及网络的大小，一般不需要修改默认的图纸尺寸。

图26PCB图纸属性设置

5.2装入网络表和元件封装

在载入原理图网络表前首先要在PCB编辑环境中加载入元器件所需的引脚封装。

将自己所建立的元件引脚封装“ENC28j60.PcbLib”加载到系统中来。

并且还要加载“C:

\ProgramFiles\AltiumDesignerSummer08\Library\Pcb\ThruH