AD转换电路的PCB板图设计.docx

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AD转换电路的PCB板图设计

合肥学院

课程设计报告

题目：

A/D转换电路的PCB板图设计

系别：

__电子信息与电气工程系

专业：

__通信工程_______

班级：

通信

（2）班___

学号：

____________

*********************

******************

成绩：

________________________

2012年09月18日

课程设计任务书

设计

题目

A/D转换电路的PCB板图设计

设计类型

应用型

导师姓名

张大敏

主要内容及目标

1完成A/D转换电路原理图及其PCB板图的设计；

2完成整流稳压电路仿真图设计，并对其进行仿真，输出几个节点的电压信号；

具有的设计条件

计算机及protel99se软件。

计划学生数及任务

任务：

①绘制A/D转换电路原理图；

②电路原理图元器件库的设计；

③PCB板图设计；

④PCB板图封装库设计

⑤根据提供的电路仿真图进行仿真；

计划设计进程

1、从接题开始收集资料、准备设计

2、第1周学习电路原理图的绘制及PCB板图制作方法；

3、第2周完成设计任务，同时编写设计报告；

参考文献

1、《Protel99SE电路原理图与PCB设计及仿真》，机械工业出版社，作者：

清源科技   

2、《电路设计与制版protel99高级应用》，老虎工作室赵晶编著，人民邮电出版社

3、《protel电路原理图与pcb设计108例》，李华嵩编著，中国青年出版社

A/D转换电路的PCB板设计

一、Protel99SE简介

　　EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

EDA技术是现代电子工程领域的一门新技术，它提供了基于计算机的电路设计方法。

EDA技术的发展和推广极大的推动了电子产业的发展。

掌握EDA技术是电子工程师就业的基本条件之一。

基于PCB的电路设计是EDA技术的重要内容，Protel软件是实现基于PCB设计的一个杰出工具。

Protel99SE软件主要包含以下几个模块：

原理图设计软件、电路板设计软件、用于PCB自动布线的ProtelAdvancedRoute99SE、可编程逻辑器件设计的ProtelAdvancedPLD、用于电路仿真的AdvancedSIM和用于信号完整分析的Advancedintegrity，其基本功能满足了一般用户的需求，对于初学者来说，软件容易上手、成本低。

二、实验主要内容

本次实验我们使用Proter99SE将A/D转换电路制作成PCB板和仿真电路设计。

A/D转换电路制作成PCB板其步骤有：

环境设计、创建schematicDocument文件画出原理图，检验原理图、生成网表，建立PCBDocument文件载入网表、封装，元件布局、手动布线、电气检查、输出打印，结束。

三、实验过程

3.1原理图设计

（1）启动原理图设计服务器

进入Protel99SE，创建一个数据库，执行菜单File菜单上的New命令，系统会弹出一个界面，由于在机房里计算机中只有F盘没有还原，故都保存在此盘中。

（2）设置设计环境

设置环境包括设置个点大小和类型、光标类型等。

一般大多数参数均可用系统默认值，设置之后无需修改。

可在Tools下拉菜单的Preferences选项中进行环境设置。

（3）装入所需的元件库

在设计管理器中选择BrowseSCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel99SE子目录，在该目录中选择Library＼SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，常见元件库ProtelDOSSchematicLibraries.ddb；Sim.ddb，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。

（4）放置元件及布线

根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。

接着利用Protel99SE提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件进行排列好，以便后面生成PCB板地美观，以及可以及时有效的发现错误。

原理图如下：

A/D转换电路制原理

3.2原件库设计

设计步骤：

原理图中大部分元件都可以在元件库里找到，直接添加，但是有些元件在元件库中是找不到的，这就需要自己绘制。

下面以我们老师给我们的A/D转换图中在元件库里找不到的元件的绘制进行元件图的绘制和添加，新建如图文件：

通过工具框绘制元件如下图：

重命名后保存即可。

回到原理图绘制界面，按以上步骤加载自定义的元件库，就可以找到刚才绘制的元件。

具体步骤如下：

1．在工程下建立菜单栏File里新建schlib1.Lib

2．打开新建的schlib1.Lib，利用工具画出如下图所示的图

3．保存元件用Tools------RenameCommponent保存元件，元件名为DIP，当使用要DIPddRemove就可到此元件，然后进行和其他原件一起组装使用即可。

4．元件图

3.3PCB板图及封装库设计

3.3.1封装库设计

由于上文提到了元件DIP在封装库中没有其所需的封装我们需创建一个封装DIP。

以便在后面的过程生成PCB所用。

设计步骤：

1．建立文件PCBLibrayDocument文件。

2．在topoverlay层画上边框。

一般都是在topoverlay层画上边框，可以以原点为（00）的进行画图，比较容易，如果不在原点，可以通过计算画出其长度和大小。

3．保存封装名为与我们老师所给个一致就可以了。

3.3.2PCB板规划

设计好的元件需要放入PCB板中，所以我们需要规划一个大小适合的PCB板来盛放这些元件。

设计步骤：

1．建立文件PCBLibray文件并打开。

2．设置好原点，在keepoutlayer画出边框大小为四个小方格。

一定要在keepoutlayer的环境中进行，不然以后排线和布局就无法正确的完成

3.3.3元件的封装

1.元件的封装是生成pcb过程中必须要完成的一项工作，首先打开常见元件的封装名

2.对于元件的属性找到相应的封装，然后载入。

3.3.4络表生成/载入

1．网表生成：

PCB板规划完成后，我们需要在入网表（.NET文件），网表在原理图做好时可以通过Design-----Netlistcreation命令来生成。

如图

网络表文件图

3．网络表载入：

生成网络表之后我们就可以在PCB文件中载入它了，使用Design------loadNets----Execute来载入元件封装。

3.3.5PCB板图

根据上面设计的电路确定电路板的物理尺寸及电气边界。

步骤如下：

1.进入PCB设计编辑器，单击编辑区下方的KeepOutLayer，将当前工作层设置为KeepOutLayer，如图所示。

该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的边界。

执行菜单命令Place/Keepout/Track，绘制电路板的边框。

执行菜单Design/Options，在“SignalLager”中选择BottomLager，把电路板定义为单面板。

2.执行命令Design/LoadNets,显示如下图所示的“Load/ForwardAnnotateNetlist”对话框。

单击Browse按钮，打开“Select”对话框。

在其中选择上面准备好的sheet1netlist文件。

若显示以上结果，则表示加载sheet1netlist无误，否则必须修改原理图，并且必须重新生成sheet1netlist后重复上述步骤。

确认没有错误信息后，单击Execute按钮，加载sheet1netlist与元件到电路板上。

3.元件后，我们可以把元件拖入边框之中并排列元件位置，排列好后再手工调整一下使得PCB板更加美观。

4.布好后就可以布线了，利用工具栏中的工具进行手动连接各器件之间的导线，导线之间尽量避免交叉，手动连线的时间比较长，所以要细心进行。

5.PCB生成图如下所示：

PCB生成图

3D效果图

四、小结

在两个星期的EDA实训中，我自己学到了很多的知识，不仅是动手能力还是接受问题的能力都有了一个比较大的提高，在做实验的过程中当然也遇到了许多的问题。

在实训中我对这门以计算机为主体的课程有了一个比较深刻的理解。

EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。

在教学方面，几乎所有理工科（特别是电子信息）类的高校都开设了EDA课程。

　　科研方面主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真；利用虚拟仪器进行产品测试；将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中；从事PCB设计和ASIC设计等。

　　从应用领域来看，EDA技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA应用。

另外，EDA软件的功能日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途。

如AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图、汽车和飞机的模型、电影特技等领域。

在学习的工程中我也遇到了很多的问题和困难，下面就我遇到的问题我做个简单的罗列。

在刚开始的学习过程中，由于英语不好，工具栏上面很多的东西都不能应用。

在画电路图的过程中依然会有很多的问题，最主要的是找器件的问题，很多器件不知道它的全名所以很难找到。

在PCB中，一开始没有用keepoutlayer进行画个方格，而是随便画的，最后导致自动布线，自动布局没法正确的完成。

在自己画器件的过程中有很多的工具不会用，画好了也是稀里糊涂的将其添加到PCB里面去了，具体是如何添加进去的感觉不太清楚。

而且老师只教我们手动布局和排线，实际我觉得自动布局跟排线很省时间和精力。

不过，手动布局跟排线比自动布局和排线美观的多。

在两个星期的实训中，老师教会了我很多知识，特别是老师教会了我应该怎么的去学习，在此非常感谢老师在我实训的期间给我的帮助和鼓励，谢谢老师，您辛苦了。

参考文献：

1、《Protel99SE电路原理图与PCB设计及仿真》，机械工业出版社，作者：

清源科技   

2、《电路设计与制版Protel99高级应用》，老虎工作室赵晶编著，人民邮电出版社

3、《Protel电路原理图与PCB设计108例》，李华嵩编著，中国青年出版社