电子线路CAD实习报告Word格式.docx

电子线路CAD实习报告Word格式.docx

《电子线路CAD实习报告Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子线路CAD实习报告Word格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实习地点：

实验楼C302

实习时间：

2011年10月10日---10月23日

目录

第一章实习概述及目的要求

一、实习概述----------------------------2

二、目的与要求--------------------------2

第二章ProtelDXP简介

一、ProtelDXP的发展史------------------4

二、ProtelDXP的组成及特点--------------5

第三章电子计算器设计（数码管）

一、PCB项目的建立-----------------------8

二、原理图-------------------------------9

三、元件库及封装-------------------------11

四、PCB制版-----------------------------12

第四章实习心得------------------------------14

第一章

实习概述及目的要求

一、实习概述

电气制图与电子线路CAD实习是自动化、数控专业、测控和电子电气等电专业学生在大学学习阶段一个很重要的实践性教学环节。

它是在学生学完机械制图、数字电路、模拟电路及微机原理与应用等课程以后，独立完成的某一个具体课题，通过本实习达到培养学生具备电类专业工程技术人员技术能力，培养学生运用课程中所学到的理论与实际紧密结合、独立地解决实际问题能力的目的，同时掌握计算机绘制包括印刷板图在内的电气制图技能和相应的计算机仿真技能。

计算机辅助设计技术和EDA（电子设计自动化）技术的飞速发展，使利用大规模、超大规模可编程器件及EDA技术成为现代电子技术的潮流。

本课程实习的方法主要沿用电子电路的设计方法，利用ProtelDXP电路设计进行电路设计、绘制以及仿真。

二、目的要求

电气制图与电子线路CAD实习实际上是通过EDA技术利用现代化的设计方法和手段设计由若干单元电路构成的小型电子系统，也就是说，学生在这一过程中要根据每个课程设计题目所给定的总体要求，独立设计、绘制和仿真电路，去实现设计任务所要求的小型电子系统。

通过这种综合性训练，要求学生达到以下目的和要求：

1、结合课程中所学的理论知识，独立设计方案。

2、学习查阅相关手册与资料，通过查阅手册与文献资料，进一步熟悉常用电子器件及其特性，并掌握合理选用的原则，培养独力分析与解决问题的能力。

3、学会使用常用电子器件（包括中规模芯片、专用芯片和可编程器件）。

4、掌握基本的现代电子技术设计工具和EDA技术。

5、熟悉电路板的加工工艺。

6、认真撰写实习报告，培养严谨的作风与科学态度。

ProtelDXP是一款EDA（ElectronicDesignAutomation，电子系统设计自动化）设计软件，主要用于电路设计、电路仿真和印制电路板（PCB）的设计，同时还提供了超高速集成电器硬件描述语言（VHDL）的设计工具进行现场可编程门阵列（FPGA）设计。

一、Protel的发展简史

Protel公司于1985年在澳大利亚的悉尼成立，同年推出第一代DOS版设计软件——1988年Protel软件的雏形TANGO软件包问世，它支持原理图及PCB的设计和打印输出。

同年，Protel公司在美国的硅谷设立研发中心，开发的升级版ProtelforDOS引入中国内地后，因其方便、易学、实用的特点得到了广泛的应用。

进入20世纪90年代以后，随着个人计算机硬件性能的提高和Windows操作系统的推出，Protel公司于1991年发布了世界上第一个基于Windows环境的EDA工具，奠定了其在桌面EDA系统的领先地位。

1998年，Protel公司推出Protel98，将原理图设计、PCB设计、无网格布线器、可编程逻辑器件设计和混合电路模拟仿真集成于一体化设计环境中。

随后又推出了Protel99及Protel99SE 

等产品。

2002年，该公司更名为Altium公司，又推出ProtelDXP（DesignExplorer）。

ProtelDXP与以前的Protel99SE相比，在操作界面和操作步骤上有了很大的改进，用户界面更加友好、直观，使用户操作更加便利。

二、ProtelDXP的组成及特点

1、ProtelDXP的组成

ProtelDXP主要由原理图（Schematics）设计模块、电路仿真（Simulate）模块、PCB设计模块和CPLD/FPGA设计模块组成。

●原理图设计模块主要用于电路原理图的设计，生成.schdoc文件，为PCB的设计做前期准备工作，也可以用来单独设计电路原理图或生产线使用的电路装配图。

●电路仿真模块主要用于电路原理图的仿真运行，以检验/测试电路的功能/性能，可生成.sdf和.cfg文件。

通过对设计电路引入虚拟的信号输入、电源等电路运行的必备条件，让电路进行仿真运行，观察运行结果是否满足设计要求。

●PCB设计模块主要用于PCB的设计，生成的.PcbDoc文件将直接应用到PCB的生产中。

●CPLD/FPGA设计模块可以借助VHDL描述或绘制原理图方式进行设计，设计完成之后，提交给产品定制部门来制作具有特定功能的元件。

2、ProtelDXP的特点

ProtelDXP中引入了集成库的概念，ProtelDXP附带了68000多个元件的设计库，大多数元器件都有默认的封装，用户既可以对原封装进行修改，也可以在PCB库编辑器设计所需要的新封装。

ProtelDXP有74个板层设计可供设计使用，包括32层Signal（信号层）、16层Mechanical（机械层）、16层InternalPlane（内电层）、2层SolderMask（阻焊层）、2层PasteMask（锡膏层）、2层Silkscreen（丝印层）、2层Drill-Layer（钻孔层，钻孔引导和钻孔冲压）、1层Keepout（禁止布线层）和1层Multi-Layer（多维层）。

与以前的Protel99SE相比，ProtelDXP还具有以下特点：

●ProtelDXP中焊盘的外形：

Round（圆形）、Rectangle（方形）和Octagonal（八角形）。

●焊盘堆叠结构分为：

Simple（所有层上焊盘都相同）、Top-Mid-Bottom（顶层、中间层和底层分别定义焊盘形状）和FullStack（所有层的每个层都能各自定义焊盘外形）。

●ProtelDXP中过孔的种类：

Through-hole（过孔）；

Board-storey（板层对）；

Blind&

Buried（盲孔和埋孔）。

ProtelDXP采用了改进型SitusTopologicalAutorouting布线规则。

这种改进型的布线规则以及内部算法的优化都大大地提高了布线的成功率和准确率。

这也在某种程度上减轻了设计负担。

ProtelDXP中的高速电路规则也很实用，它能限制平行走线的长度，并可以实现高速电路中所要求的网络匹配长度的问题，这些都能让设计高速电路也变得相对容易。

在需要进行多层板设计的情况下，只需在层管理器中进行相关的设置即可。

可以在设计规则中制定每个板层的走线规则，包括最短走线、水平、垂直等，一般来讲，只要布局适当，进行完全自动布线一次性成功率很高。

ProtelDXP不仅提供了部分电路的混合模拟仿真，而且提供了PCB和原理图上的信号完整性分析。

混合模拟仿真包括真正的混合，混合电路模拟器电路图编辑的无缝集成，使得在设计时就可以直接从电路图进行模拟和全面的分析，包括AC（交流电）小信号分析、瞬态分析、噪声和DC（直流电）扫描分析，还包括用来测试元件参数变化和公差影响的元件扫描分析和MonteCarlo（蒙特卡罗）分析等。

信号完整性分析能够在软件上模拟出整个电路板各个网络的工作情况，并且可以提供多种优化方案供设计时选择。

这里的信号完整性分析是属于模拟级别的，分析的是设计需要的EMC（电磁兼容）、EMI（电磁干扰）及串扰的参数，而且这些分析是完全建立在ProtelDXP所提供的强大的集成库之上的。

大到IC（IntegratedCircuit，集成电路）元件，小到电阻、电容都有独自的仿真模型参数。

混合模拟分析和完整性分析的结果以波形的形式显示出来，且波形的计算算法均较以前版本有较大的优化。

同时也可以建立设计的库元件设置模拟参数。

为了实现真正的、完整的板级设计，Altium公司提出了Live-Design-Enabled的平台概念，这个平台实现了Altium软件的无缝集成。

它集成了当今很流行的可设计ASIC（专门应用集成电路）的功能，并提供了原理图和VHDL混合设计的功能，而且所有设计I/O的改变均可返回到PCB，使PCB上相应的FPGA芯片I/O发生改变。

ProtelDXP支持更完美的3D预览功能，在PCB加工之前就可以从各个角度观看PCB及焊装元件后的“实物”概况。

一、PCB项目的建立

1、双击桌面DXP图标打开ProtelDXP，弹出DXP的主界面，如图3.1所示。

图3.1ProtelDXP的主界面

2、在文件中点击新建一个PCB工程项目，如图3.2所示。

图3.2新建PCB项目

3、保存项目并将项目命名为“PCB项目.PrjPCB”，保存工作区并将工作区命名为“电子计算器.DsnWrk”。

二、原理图

1、在“PCB项目”中新建一个原理图文件并命名为“原理图.SchDoc”。

2、根据电子计算器的原理图（见附录）在原理图文件中绘制原理图。

在元件库中找到元件后，用Place按钮放置元件。

放置元件时可以使用空格键、X键和Y键调整元件的方向，元件浮动时，点击Tab键显示元件的属性窗口，放置元件的属性（如元件的流水号和元件的值）。

所有的元件放置完成后，用Edit/Align菜单命令，将元件在原理图上排列整齐，使原理图布局合理、美观。

3、连接导线，使用画线工具箱的导线绘制工具连接各元器件。

4、放置电源、地线和网络标号。

用电源/地线工具放置电源线和地线。

放置网络标号时，一定要等标号的左下角的45°

光标显示为红色时再点击鼠标将网络标号放下。

5、检查元件标号。

若不确定，可使用DXP中的自动标注功能以防止遗漏或重复标注。

6、对原理图编译。

使用Navigator面板的Compile按钮对画好的原理图进行编译，系统自动生成编译信息报告。

处理报告中的Error，直至无Error为止。

至此原理图绘制完毕，如图3.3所示。

图3.3绘制好的原理图

7、生成网络表。

执行菜单Design/Netlist/Protel命令，生成网络表，从网络表中检查电气连接是否正确。

此原理图的网络表如图3.4所示。

图3.4网络表

三、元件库及封装

在绘制原理图时往往会遇到元件库里没有我们需要的元器件，这时就需要我们自己绘制元件原理图它的封装。

1、创建元件库。

点击File/New/SchematicLibrary命令，建立一个名为“元件库.SchLib”的新原理图元件库。

2、建立元件并绘制元件原理图。

如图3.5所示。

图中绘制的是AT89S52的元件原理图。

以此为例绘制其它元件的原理图。

并设置好元件的属性（如管脚属性、标注等）。

图3.5AT89S52原理图

3、绘制Pcb封装库。

新建一个PCB元件库文件