《电子电路CAD》实验讲义.docx

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《电子电路CAD》实验讲义

电子信息工程专业系列

电子电路CAD

实验讲义

内江师范学院

工程技术学院

电子信息教研室

电子信息研究所

2011年9月编

学生实验守则

1、进实验室前，必须根据每个实验的预习要求，阅读有关资料。

2、按时进入实验室，保持安静和整洁，独立完成实验。

3、实验开始前，应仔细检查仪器、设备是否齐备和完好。

若有不全或损坏情况，应及时报告指导教师。

4、爱护公物，正确使用实验仪器和设备，不得随意动用与本实验无关的仪器和设备。

5、接线完毕，先自行检查，再请指导教师检查，确认无误后，方可接通电源。

6、在实验过程中必须服从教师指导，严格遵守操作规程，精力高度集中，操作认真，要有严格的科学态度。

7、实验进行中，严禁用手触摸线路中带电部分，严禁在未切断电源的情况下改接线路；若有分工合作的情况，必须要分工明确，责任分明，操作要有序，以确保人身安全和设备安全。

8、实验中若出现事故或发现异常情况，应立即关断电源，报告指导教师，共同分析事故原因。

9、实验完毕，应报请指导教师检查实验报告，认为达到要求后，方可切断电源。

并整理好实验装置，经指导教师检查后才能离开实验室。

物理学与电子信息工程系

2018年9月24日

第一部分：

电路原理图绘制基本操作4

实验一电路原理图绘制基本操作4

第二部分：

总线与网络标号的使用6

实验二总线与网络标号的使用6

第三部分：

绘制层次电路原理图7

实验三绘制层次电路原理图7

第四部分：

制作电路原理图库元件9

实验四制作电路原理图库元件9

第五部分：

人工布线（单层、双层）11

实验五单级放大电路11

实验六正负电源电路13

实验七方波发生器电路15

实验八与非门组成的振荡器电路17

实验九计数器电路19

实验十计数译码电路21

实验十一稳压电源电路23

实验十二振荡分频电路25

第六部分：

制作元件封装27

实验十三手工绘制元件封装27

实验十四利用PCB元件库绘制元件封装28

第七部分：

自动布线（单层、双层）29

实验十五波形发生电路（单层）29

实验十六晶闸管电路（双层）31

实验十七光隔离电路（双层）33

第八部分：

打印输出演示35

实验十八电路原理图和印制电路板图的输出（演示）35

附录ASCH99SE分立元件库图形样本36

附录BPCB99SE常用元器件封装图形样本40

第一部分：

电路原理图绘制基本操作

实验一电路原理图绘制基本操作

一、实验目的

1．掌握SCH99SE的基本操作；

2．学会绘制简单的电路原理图。

二、实验内容

电路原理图绘制基本操作。

三、实验步骤

工程文件名：

姓名+学号+实验一1.ddB

1．新建文档，将文档名修改为AMP。

2．参数设置。

设置电路原理图大小为A4、横向放置、标题栏选用标准标题，捕获栅格和可视栅格均设置为10mil。

3．装入元件库MiscellaneousDevices.ddb。

4．如图1所示，从元件库中放置相应的元件到电路原理图中。

5．如图2所示对元件进行旋转操作，并对元件进行属性设置，其中无极性电容的标号为C1、标称值为104pF、封装为RAD0.1；电阻标号为R1、标称值为10KΩ、封装为AXIAL0.3；电解电容的标号为C2、标称值为47uF、封装为RB.2/.4；三极管的标号为V1、型号为9011、封装为TO-5。

6．全局修改。

利用SCH99SE的全局修改功能，将图2中各元件的标号和标称值的字体改为五号黑体，并将电阻的封装形式修改为AXIAL0.4。

7．选中所有元件，并将元件删除。

工程文件名：

姓名+学号+实验一2.ddB

8．绘制图3所示的两级放大电路，其中电阻封装使用AXIAL0.4、三极管封装采用TO-5、电容封装采用RB.2/.4，完成后将文件存盘。

三、思考题

1．如何查找文件？

2．在进行线路连接时应注意哪些问题？

3．为什么要给元件定义封装形式？

是否所有电路原理图中的元件都要定义封装形式？

4．如何实现全局修改？

第二部分：

总线与网络标号的使用

实验二总线与网络标号的使用

一、实验目的

1．进一步掌握SCH99SE基本操作。

2．掌握较复杂电路原理图的绘制。

3．掌握总线和网络标号的使用。

4．掌握电路原理图的ERC校验、电路错误修改和网络表的生成。

二、实验内容

总线与网络标号的使用。

三、实验步骤

工程文件名：

姓名+学号+实验二.ddB

1．新建一张电路原理图，在电路原理图上式样画图工具栏的按钮，绘制方波信号。

2．将文档名修改为“存储器电路.SCH”。

3．绘制接口电路原理图。

设置图纸大小选择为A4，绘制图4所示的电路，其中元件标号、标称值及网络标号均采用五号字体，完成后将文件存盘。

图4存储器电路

4．对完成的电路原理图进行ERC校验，若有错误，加以改正，直到校验无原则性错误。

5．对修改后的电路原理图进行编译，产生网络表文件，并查看网络表文件，看懂网络表文件的内容。

三、思考题

1．使用网络标号时应注意哪些问题？

2．如何查看电规则检查的内容？

使用中应注意哪些问题？

3．总线和一般连线有何区别？

使用中应注意哪些问题？

4．网络表文件能否直接编辑形成？

如能，应注意哪些问题？

第三部分：

绘制层次电路原理图

实验三绘制层次电路原理图

一、实验目的

1．熟练掌握SCH99SE的操作。

2．掌握层次电路原理图的绘制方法，能够绘制较复杂的层次电路。

3．进一步熟悉ERC校验和网络表的生产。

二、实验内容

绘制层次电路原理图。

三、实验步骤

工程文件名：

姓名+学号+实验三.ddB

1．新建电路原理图，图纸大小设置为A4，参照图5所示，完成层次电路原理图主图的绘制。

图中，各子图符号I/O端口中，子图Modulator中的端口Vcarrier和Vsingal为输入，Vmod为输出；子图Amplifier中的端口Vmod为输入，OUT为输出。

将电路原理图以文件名“AMPMOD.prj”存盘。

图5主图“AMPMOD.prj”

执行菜单Design→Options→Organization填写图样信息，在Sheet栏中设置图纸编号（No）为1：

图纸总数（Total）为3。

2．执行菜单命令Design→CreateSheetFromSymbol，将光标移到子图符号Modulator上，单击鼠标左键，在产生的新电路原理图上按照图6绘制第一张子图，设置图样编号为2，并保存该电路。

图6子图modulator.sch图7子图amplifier.sch

3．采用同样的方法，分别参数图7绘制第二张子图，设置图样编号为3。

4．对整个层次电路原理图进行ERC校验，若有错误，加以修改。

5．生成此层次电路的网络表，检查网络表各项内容，是否与电路原理图相符号。

三、思考题

1．简述设计层次电路原理图的步骤。

2．设计层次电路原理图时应注意哪些问题？

第四部分：

制作电路原理图库元件

实验四制作电路原理图库元件

一、实验目的

1．掌握元件库编辑器的基本操作。

2．掌握用元件库编辑器来制作电路元件器件。

二、实验内容

制作电路原理图库元件

三、实验步骤

工程文件名：

姓名+学号+实验四.ddB

1．元件库编辑器的基本操作。

新建元件库，系统自动产生元件库Schlibl，将库文件更名为Newlib；设置文档参考（Options→DocumentOptions），可视栅格为10mil，捕获栅格均为10mil，图纸大小为A4。

2．绘制图8所示的桥式整流器件，元件名为Bridge3，管脚号如图所示，管脚1、2、3、4的电气特性均设置为Passive，元件的封装形式设置为BRIDGE。

图8桥式整流图9元件555

3．绘制图9所示的元件图，元件名为555，矩形块的尺寸为80mil×80mil，管脚号、管脚名和特性如图所示，管脚2~7的电气特性为Passive，管脚1、8电气特性为Power，元件的封装形式设置为DIP8。

4．绘制多部件元件。

设计双联电位器POT3，即在一个元件中绘制两套功能单元，元件图形与POT2相同，具体步骤如下：

（1）进入SCH99SE编辑状态，设置当前的元件库为MiscellaneousDevices.ddb，在元件浏览器中选中元件POT2，然后点击【Edit】按钮，进入库元件编辑，复制POT2的点阵图并推出该库的编辑状态。

（2）在项目管理器中点击Explorer选项，选中Newlib库进入库编辑。

（3）执行菜单Tools→NewComponent新建一个元件，执行菜党Tools→RenameComponent修改元件名为POT3。

（4）执行菜单Edit→Jump→Origin将关标移至坐标原点，将POT2的点阵复制到第四象限中原点的附近，如图10所示。

图10电位器点阵图

（5）编辑元件管脚号，依次为1、2、3，编辑结束保存元件。

（6）执行菜单Tools→NewPart增加一套功能单元，屏幕弹出新窗口，在新的工作窗口中按相同的方法复制POT2点阵，并定义管脚号为4、5、6。

至此，双联电位器的点阵图设计完毕，保存元件。

（7）进入电路原理图编辑器SCH99SE，设置Newlib为当前库，将三个元件依次放置到电路原理图中，观察设计好的元件是否正确及POT3中两个功能单元的区别。

三、思考题

1．如何旋转元件的管脚？

2．设计多套部件单元的元件时，应如何操作？

3．如何在电路原理中选用多套部件单元元件的不同部件单元？

第五部分：

人工布线（单层、双层）

思考题

1．设计单面板时应如何设置板层？

2．过孔与焊盘有何区别？

3．如何改变连线的拐弯方式？

Ⅰ.单层板

实验五单级放大电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验五.ddB

单级放大电路，电路如图11所示。

图11单级放大电路

三、实验步骤

1．启动Protel99SE，建立设计数据库。

2．启动电路板向导建立新的电路板文件。

设置参数为：

（1）板层选择TopLayer、BottomLayer、Keep-OutLayer、TopSilkscreen、MultiLayer和MuchancialLayer1；可视栅格1设置为20mil，可视栅格2均选取为200mil，捕获栅格设置为10mil。

（2）使用单层电路板、电源地线的铜膜线的宽度为50mil、一般布线的宽度为20mil。

3．装入元件库Advpcb.ddb。

4．直接使用File/New菜单建立新电路板，然后在禁止层（Keepout）定义电路板的板框尺寸，大小为2000mil×1000mil。

边框线的宽度选择为10mil。

5．参考电路原理图，人工放置元件封装，将元件封装一个一个地放置到电路板图上，并排列整齐。

元件封装和库名称参见下表。

说明

编号

封装

元件名称

电阻

R1、R2、R3、R4

AXIAL0.3

RES2

电容

C1、C2、C3

RAD0.1

CAP

NPN三极管

TO-92A

2N2222A

连接器

SIP-4

CON4

连接器

SIP-2

CON2

5．用放置铜膜线工具画铜膜线，人工连接铜膜线。

对于双面电路板，有时需要在画线途中更换电路板层。

6．放置铺铜、填充、轮廓、文字等。

7．布线时考虑只能单层走线。

8．将完成的文件存盘。

四、参考电路板（参见图12）

图12单级放大电路参考电路板

实验六正负电源电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验六.ddB

正负电源电路，电路如图13所示。

图13正负电源电路

三、实验步骤

1．启动Protel99SE，建立设计数据库。

2．启动电路板向导建立新的电路板文件。

设置参数为：

（2）使用单层电路板、电源地线的铜膜线的宽度为40mil、一般布线的宽度为20mil。

3．装入元件库Advpcb.ddb。

4．直接使用File/New菜单建立新电路板，然后在禁止层（Keepout）定义电路板的板框尺寸，大小为3000mil×2000mil。

边框线的宽度选择为10mil。

5．参考电路原理图，人工放置元件封装，将元件封装一个一个地放置到电路板图上，并排列整齐。

元件封装和库名称参见下表。

说明

编号

封装

元件名称

整流桥

FLY-4

18DB05

稳压管

D1D2

DIODE0.4

IN4728

NPN晶体管

Q1Q3

TO220V

2N3904

电解电容

C1、C2、C3、C4

RB.3/.6

CAP2

电阻

R1、R2、R3、R4

AXIAL0.4

RES2

连接器

J1J2

SIP-3

CON3

5．用放置铜膜线工具画铜膜线，人工连接铜膜线。

6．放置铺铜、填充、轮廓、文字等。

7．布线时考虑只能单层走线。

8．将完成的文件存盘。

四、参考电路板（参见图13）

图13正负电源电路参考电路板

实验七方波发生器电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验七.ddB

方波发生器电路，电路如图14所示。

图14方波发生器电路

三、实验步骤

1．启动Protel99SE，建立设计数据库。

2．启动电路板向导建立新的电路板文件。

设置参数为：

（2）使用单层电路板、电源地线的铜膜线的宽度为25mil、一般布线的宽度为10mil。

3．装入元件库Advpcb.ddb。

4．直接使用File/New菜单建立新电路板，然后在禁止层（Keepout）定义电路板的板框尺寸，大小为1000mil×1000mil。

边框线的宽度选择为10mil。

5．参考电路原理图，人工放置元件封装，将元件封装一个一个地放置到电路板图上，并排列整齐。

元件封装和库名称参见下表。

说明

编号

封装

元件名称

电容

RAD0.1

CAP

电阻

R3、R4

AXIAL0.3

RES2

与非门

U2A、U2B、U2C

DIP-14

4011

连接器

SIP-3

CON3

5．用放置铜膜线工具画铜膜线，人工连接铜膜线。

6．放置铺铜、填充、轮廓、文字等。

7．布线时考虑只能单层走线。

8．将完成的文件存盘。

四、参考电路板（参见图15）

图15方波发生器参考电路板

实验八与非门组成的振荡器电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验八.ddB

与非门组成的振荡器电路，电路如图16所示。

图16与非门组成的振荡器电路

三、实验步骤

1．启动Protel99SE，建立设计数据库。

2．启动电路板向导建立新的电路板文件。

设置参数为：

（2）使用单层电路板、电源地线的铜膜线的宽度为25mil、一般布线的宽度为10mil。

3．装入元件库Advpcb.ddb。

4．直接使用File/New菜单建立新电路板，然后在禁止层（Keepout）定义电路板的板框尺寸，大小为1280mil×980mil。

边框线的宽度选择为10mil。

5．参考电路原理图，人工放置元件封装，将元件封装一个一个地放置到电路板图上，并排列整齐。

元件封装和库名称参见下表。

说明

编号

封装

元件名称

电容

RAD0.1

CAP

电阻

R3、R4

AXIAL0.3

RES2

与非门

U2A、U2B、U2C

DIP-14

4011

连接器

SIP-3

CON3

5．用放置铜膜线工具画铜膜线，人工连接铜膜线。

6．放置铺铜、填充、轮廓、文字等。

7．布线时考虑只能单层走线。

8．将完成的文件存盘。

四、参考电路板（参见图17）

图17与非门组成的振荡器参考电路板

实验九计数器电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验九.ddB

计数器电路，电路如图18所示。

图18计数器电路

三、实验步骤

1．启动Protel99SE，建立设计数据库。

2．启动电路板向导建立新的电路板文件。

设置参数为：

（2）使用单层电路板、电源地线的铜膜线的宽度为20mil、一般布线的宽度为20mil。

3．装入元件库Advpcb.ddb。

4．直接使用File/New菜单建立新电路板，然后在禁止层（Keepout）定义电路板的板框尺寸，大小为1000mil×1000mil。

边框线的宽度选择为10mil。

5．参考电路原理图，人工放置元件封装，将元件封装一个一个地放置到电路板图上，并排列整齐。

元件封装和库名称参见下表。

说明

编号

封装

元件名称

具有消除端的同步4位十进制计数器

DIP-16

74LS160A

连接器

SIP-4

CON4

连接器

SIP-6

CON6

5．用放置铜膜线工具画铜膜线，人工连接铜膜线。

6．放置铺铜、填充、轮廓、文字等。

7．布线时考虑只能单层走线。

8．将完成的文件存盘。

四、参考电路板（参见图19）

图19计数器参考电路板

Ⅱ.双层板

实验十计数译码电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验十.ddB

计数译码电路，电路如图20所示。

图20计数译码电路

三、实验步骤

1．启动Protel99SE，建立设计数据库。

2．启动电路板向导建立新的电路板文件。

设置参数为：

（2）使用双层电路板、电源地线的铜膜线的宽度为25mil、一般布线的宽度为10mil。

3．装入元件库Advpcb.ddb。

4．直接使用File/New菜单建立新电路板，然后在禁止层（Keepout）定义电路板的板框尺寸，大小为2540mil×2080mil。

边框线的宽度选择为10mil。

5．参考电路原理图，人工放置元件封装，将元件封装一个一个地放置到电路板图上，并排列整齐。

元件封装和库名称参见下表。

说明

编号

封装

元件名称

3~8线译码器

DIP-16

74LS138

具有消除置位端正沿触发的双D触发器

U5A、U5B、U6C

DIP-14

74LS74

电阻

R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9

AXIAL0.3

RES2

电容

RAD0.1

CAP

发光二极管

D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9

DIODE-0.4

LED0

连接器

J1、J2

SIP-2

CON2

5．用放置铜膜线工具画铜膜线，人工连接铜膜线。

6．布线时考虑顶层和底层都走线，顶层走水平线，底层走垂直线。

7．尽量不要过孔。

8．放置铺铜、填充、轮廓、文字等。

9．将完成的文件存盘。

四、参考电路板（参见图21）

图21计数译码参考电路板

实验十一稳压电源电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验十一.ddB

稳压电源电路，电路如图22所示。

图22稳压电源电路

三、实验步骤

1．启动Protel99SE，建立设计数据库。

2．启动电路板向导建立新的电路板文件。

设置参数为：

（2）使用双层电路板、电源地线的铜膜线的宽度为25mil、一般布线的宽度为20mil。

3．装入元件库Advpcb.ddb。

4．直接使用File/New菜单建立新电路板，然后在禁止层（Keepout）定义电路板的板框尺寸，大小为4000mil×1320mil。

边框线的宽度选择为10mil。

5．参考电路原理图，人工放置元件封装，将元件封装一个一个地放置到电路板图上，并排列整齐。

元件封装和库名称参见下表。

说明

编号

封装

元件名称

整流桥

D-37

18DB10

变压器

TF2

FLY-4

10TO1

电容

RB-.3/.6

CAP

三端稳压管

TO220V

78L05

电容

RAD-0.1

CAP

连接器

J1、J2

SIP-2

CON2

连接器

FLY-4

CON4

5．用放置铜膜线工具画铜膜线，人工连接铜膜线。

6．布线时考虑顶层和底层都走线，顶层走水平线，底层走垂直线。

7．放置铺铜、填充、轮廓、文字等。

8．将完成的文件存盘。

四、参考电路板（参见图23）

图23稳压电源参考电路板

实验十二振荡分频电路

一、实验目的

掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握电路板图的手工布线。

二、实验内容

工程文件名：

姓名+学号+实验十二.ddB

振荡分频电路，电路如图24所示。

图24振荡分频电路

三、实验步骤

1．启动Protel99

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