湖工PROTEL课程设计 GWL100单片机.docx
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湖工PROTEL课程设计GWL100单片机
湖南工程学院
电子实习
课题名称PCB制板与工艺设计
专业班级
姓名
学号
指导教师赵葵银，邱泓等
2012年7月2日
湖南工程学院
电子实习任务书
课题名称PCB制板与工艺设计
专业班级
学生姓
学号
指导老师赵葵银、邱泓等
审批李晓秀
任务书下达日期2012年7月2日
任务完成日期2012年7月6日
设计内容与设计要求
设计内容：
对给定的电路（按学号进行分配），使用Protel软件，进行电路图绘制，进行PCB制版设计，设计为双面板，板子大小合适，进行合理的规则设置，PCB板子的元器件布局、布线合理，要求补泪滴、铺铜，电源线与地线不小于20mil，要求按工业化标准设计，并进行必要的合理的抗干扰处理。
设计要求：
1）初步分析电路图，按16纸张大小，绘制电路图，若超出16K，则分页绘制。
2）查阅元器件参数与封装，没有的封装要求自建封装库。
3）进行ERC规则检查，生成正确的网络表（不打印）；
4）按工业化标准进行PCB制板与工艺设计（参数设置，规则设置，板子大小确定，布局，布线，补泪滴，铺铜，抗干扰处理等）。
5）生成的报表有（网络表，板子信息表，材料清单表，数控钻孔文件，元件拾放文件）；
6）写说明书（以图为主，文字为辅）
7）必须打印的文档为：
①原理图②材料清单③顶层④底层⑤各层叠印（各层重叠一起打印）⑥丝印层⑦3D效果图。
其他的表单或PCB图层只生成，不打印。
8）提高说明书及电子文档
主要设计条件
1.现代电子设计实验室（EDA）；
2.Protel软件。
3.任务电路图；
4.设计书籍与电子资料若干。
5.示范成品PCB样板若干，示范电子成品若干。
说明书格式
目录
第1章电路图绘制
第2章元器件参数对应封装选择及说明（有适当文字说明）
第3章ERC与网络表（有适当文字说明，网络表不需打印）
第4章PCB制板与工艺设计（有适当文字说明）
第5章各种报表的生成
第6章PCB各层面输出与打印
第7章总结
参考文献
进度安排
设计时间为一周
第一周
星期一、布置课题任务，课题介绍及讲课。
借阅资料，电路图绘制。
星期二、PCB封装确定，生成正确网络表。
星期三、PCB制板与工艺设计
星期四、PCB制板与工艺设计
星期五、说明书的编写，下午答辩。
参考文献
参考文献
1、程路.《Protel99SE多层电路板设计与制作》[M].人民邮电出版社.2007.
2、高名远.《电子工艺实训与PROTELDXP应用》[M].化学工业出版社.2007.
3、高鹏.《电路设计与制版PROTEL99入门与提高（修订版）》[M].人民邮电出版社.2008.
4、Mark.I.Montrose著.《电磁兼容和印刷电路板理论,设计和布线》[M].人民邮电出版社.2007.
5.深圳华为.《华为PCB布线规范》[M].内部资料.1999.
6.《提高印刷电路板的电磁兼容设计》.网络资料.
目录
第1章电路图绘制…………………………………………………………1
第2章元器件参数对应封装选择及说明…………………………………2
第3章ERC与网络表………………………………………………………3
3.1ERC电气规则检查……………………………………………………3
3.2网络表生成……………………………………………………………3
第4章PCB制板与工艺设计………………………………………………4
4.1PCB制版流程…………………………………………………………4
4.2叠印图…………………………………………………………………5
4.33D效果图………………………………………………………………6
第5章各种报表的生成……………………………………………………7
第6章PCB各层面输出与打印……………………………………………11
6.1顶层……………………………………………………………………11
6.2底层……………………………………………………………………12
6.3丝印层…………………………………………………………………13
第7章总结…………………………………………………………………14
参考文献………………………………………………………………………15
第1章电路图绘制
根据设计的课题是GWL-100单片机学习板要求绘制电路图如下图：
图1-1GWL-100单片机学习板电路图
第2章元器件参数对应封装选择及说明
零件封装其实是指原件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。
选择菜单Design/Add/RemoveLibrary/装系统所在目录文件/ProgramFiles/DesignExplorer99SE/Library/Pcb/GenericFootprints,选取所需要的元件封装库进行Add，通常加载Advpcd元件封装库。
本设计所用到的元器件所对应的封装如下表所示：
1UF电容的对应封装是RB4
晶振Y2对应封装RAD-0.1
4K7电阻R6对应封装AXIAL-0.4
4K7的针插座RR1RR2对应封装SIP-9
10k电阻对应封装AXIAL-0.4
电容10UF的对应封装RB6
11.0592M的晶振Y1对应封装XTAL-1
电容20pf和104电容的对应封装RAD-0.1
单列直插的对应封装是SIP系
200和500电阻对应封装是AXIAL-0.4
三极管9012对应封装TO-92A
大电容对应封装RAD-0.1
DC-5V电源插座J1B对应封装DC-5
双列直插的对应封装是DIP系列
HEADER20X2对应封装是JJ1
IN4007二极管对应封装DIODE-0.4
ISPJ8对应封装J8
LED管对应封装是CCC
REST开关SW2对应封装BUTEN-2
SPEAKELB1对应封装LB
USB接口对应封装USB
第3章ERC与网络表
3.1ERC电气规则检查
电气规则检查是利用电路设计软件对用户设计好的电路进行测试，以便能够检查出人为的错误或者疏忽。
电气规则检查无误后才能继续的工作。
以下是这次课程设计原理图电气规则检查后生成的报表：
ErrorReportFor:
Documents\单片机实验板.Sch6-July-201221:
24:
38EndReport
3.2网络表生成
网络表是原理图与印制电路板之间的一座桥梁，是印制电路板自动布线的灵魂。
当原理图画好之后,选择菜单Design/CreateNetlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。
网络表是表示电路原理图或印刷电路板元件连接关系的文本文件。
网络表文件的主文件名与电路图的主文件名相同，扩展名为.NET。
部分网络表如下：
[
4K7
SIP9
RR2
]
[
6
RE
JD
]
[
240C2
DIP8
U3
]
[
C1
RAD0.3
20P
]
[
C2
RAD0.3
20P
]
[
C3
RAD0.3
10uf
…….
第4章PCB制版与工艺设计
4.1PCB制版流程
要制作PCB板必须先创建一个PCB文件，选择Keepoutlayer层后后再执行Place/InteractiveRouting选定进行规划PCB板的尺寸大小，实行菜单Design/Options,把电路板定义为双面板。
选择菜单Desgn/LoadNets（创建网络表）/点击Brower，选择在原理图中创建的.NET的网络表/若没有错误的话，点击Execute,将原理图中的元器件以各个封装形式加载到PCB中（若有错误，回到原理图中进行错误处修改，然后再生成网络表，以此一步一步走，直至没有错误），待元器件加载到PCB板上，合理的布局，紧凑，整齐，然后菜单/AutoRouting/All/Routeall，程序即对印刷电路板进行自动布线。
只要元件的布局合理，布线参数设置得当，Protel99SE的自动布线的布通率几乎是100%，但是PCB中的自动布线不是非常的符合要求的，这时应当手工布线修改一些线路使其符合布线的原则。
布玩线后就是补泪滴和覆铜。
4.2叠印图
图4-1各层叠印图
4.33D效果图
图4-2PCB板3D效果图
第5章各种报表的生成
根据设计要求要生成的报表有网络表，板子信息表，材料清单表，数控钻孔文件，元件拾放文件，其中材料清单表如下所示：
表5-1元器件列表及对应的封装
PartType
Designator
Footprint
1uF
C6
RAD0.2
1uF
C4
RAD0.2
1uF
C7
RAD0.2
1uF
C5
RAD0.2
3.2768M
Y2
XTAL1
4.7K
R6
AXIAL-0.3
4K7
RR1
SIP9
4K7
RR2
SIP9
5.1K
R1
AXIAL-0.3
10K
R2
AXIAL-0.3
10K
R5
AXIAL-0.3
10K
R3
AXIAL-0.3
10K
R4
AXIAL-0.3
10uF
C3
RB.2/.4
11.0592
Y1
XTAL1
20K
VR1
AXIAL-0.4
20p
C1
RAD0.1
20p
C2
RAD0.1
24C02
U3
DIP8
89X5X
U1
DIP40
104
C8
RAD0.1
200
R12
AXIAL0.3
200
R15
AXIAL0.3
200
R14
AXIAL0.3
200
R13
AXIAL0.3
200
R8
AXIAL-0.3
200
R7
AXIAL-0.3
200
R9
AXIAL-0.3
500
R11
AXIAL-0.3
9012
Q4
TO-18
9012
Q6
TO-18
9012
Q2
TO-18
9012
Q1
TO-18
9012
Q5
TO-18
9012
Q3
TO-18
CAP
C10
RAD0.1
CAP
C11
RAD0.1
CAP
C9
RAD0.1
COM
J3
DIP16
CON3
JP3
SIP3
CON3
JP2
SIP3
DC-5V
JIB
SIP3
DS18B20
U5
SIP3
HEADER20X2
JJ1
DIP40
HEADER20X2
JJ2
DIP40
HongWai
U6
SIP3
IN4007
D2
DIODE0.4
IN4007
D1
DIODE0.4
ISP
J8
DIP20
JIA
USB
SIP6
LCD1602
J4
SIP16
LCD12864
J5
SIP20
LED
L4
DIODE0.4
LED
L5
DIODE0.4
LED
L3
DIODE0.4
LED
L9
DIODE0.4
LED
L2
DIODE0.4
LED
L6
DIODE0.4
LED
L10
DIODE0.4
LED
L1
DIODE0.4
LED
L8
DIODE0.4
LED
L7
DIODE0.4
LN3461
U7
SIP12
MAX232
U4
DIP16
R200
RR3
SIP9
RELAY-SPDT
JD
DIP16
REST
SW2
AXIAL0.3
SPEAKER
LB1
AXIAL0.5
U4
DS1302
DIP8
K8
AXIAL0.3
第6章PCB各层面输出及打印
6.1顶层
图6-1顶层视图
6.2底层
图6-2底层视图
6.3丝印层
图6-3丝印层视图
第7章总结
通过这一周的PCB设计，在全盘的设计与制作过程中，自己亲自动手实践，画原理图、元器件符号和画PCB的封装，增强了我的实际动手、独立思考和解决问题的能力。
而有且很多的元器件比较难见到，因此需上网查资料查封装。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相联合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相联合起来，才能够真正的学会了实际操作的能力。
同时也发现了弄这些东西都是非常需要细心好耐心的。
而且必须静下心来认真的一步一步的去完成。
预计一周的PCB板，在我不懈努力下终于做出来了，很有一番成就感。
参考文献
1程路.《Protel99SE多层电路板设计与制作》[M].人民邮电出版社.2007.
2高名远.《电子工艺实训与PROTELDXP应用》[M].化学工业出版社.2007.
3高鹏.《电路设计与制版PROTEL99入门与提高（修订版）》[M].人民邮电出版社.2008.
4Mark.I.Montrose著.《电磁兼容和印刷电路板理论,设计和布线》[M
人民邮电出版社.2007.
5深圳华为.《华为PCB布线规范》[M].内部资料.1999.
6《提高印刷电路板的电磁兼容设计》.网络资料.
电气信息学院课程设计评分表
项目
评价
优
良
中
及格
差
设计方案合理性与创造性（10%）
开发板焊接及其调试完成情况*（10%）
硬件设计或软件编程完成情况（20%）
硬件测试或软件调试结果*（10%）
设计说明书质量（20%）
答辩情况（10%）
完成任务情况（10%）
独立工作能力（10%）
出勤情况（10%）
综合评分
指导教师签名：
________________
日期：
________________
注：
表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：
封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
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