电子设计CAD技能培训报告.docx

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电子设计CAD技能培训报告

电子设计CAD

技能培训报告

姓名：

林初丰

班级：

电气N111

学号：

201145679226

日期：

2014/12/19

成绩：

第一部分：

大作业

1、常用的电路画图和仿真软件有哪些？

各有何特点？

答：

常用的电路画图仿真软件有：

Multisim、protel和proteus

特点：

Multisim有超强板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

高版本可以进行单片机等MCU的仿真。

Multisim有实际元器件和虚拟元器件，它们之间根本差别在于：

一种是与实际元器件的型号、参数值以及封装都相对应的元器件，在设计中选用此类器件，不仅可以使设计仿真与实际情况有良好的对应性，还可以直接将设计导出到Ultiboard中进行PCB的设计；虚拟元器件只能用于电路的仿真。

Protel的高版本Altium Designer，是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。

是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。

主要用途：

原理图输入设计PCB板。

Proteus具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS一232动态仿真。

C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

目前支持的单片机类型有：

68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。

持大量的存储器和外围芯片。

简单概括为：

 Multisim可以进行复杂模拟/数字电路的仿真、简单的PCB板设计、简单的单片机仿真。

Protel可以进行简单的模拟/数字电路的仿真、强大的PCB板设计

 Proteus可以进行直观的模拟/数字电路、单片机、ARM的仿真。

也可以进行简单PCB板的设计。

2、电路原理图设计的过程可分为哪几个步骤？

分别是什么？

答：

电路原理图的设计、生成网络表、印制电路板的设计、生成印制电路板报表、电路仿真和信号分析。

3、创建一个名为Motor.ddb的数据库文件，然后在该数据库中建立一个名为Motor1.sch的电路原理图文件。

写出操作步骤和截图。

答：

1.file—new出现NewDesignDatabase对话框

图1NewDesignDatabase

2.在DatabaseFileNa中输入Motor.ddb点击OK出现以下对话框

图2点击OK后效果图

3.点击file—new出现以下对话框

图3点击file—new后效果图

4.双击SchematicDocument并重命名为Motor1.sch

图4双击SchematicDocument后效果图

4、元件的对齐方式有哪些？

“左对齐”的操作过程是什么？

答：

左对齐、右对齐、水平中心对齐、顶端对齐、底端对齐、垂直中心对齐、水平匀布、垂直匀布。

左对齐操作过程：

选中元件--点击Edit--Align--AlignLeft.

5、如何绘制总线和总线出入口？

答：

画总线有两种方法：

Place-Bus命令或从Wiringtools工具栏上选择

画总线出入口两种方法：

单击菜单Place-BusEntry和从Wiringtools工具栏上选择

6、什么情况下需要自己制作一个元件？

如何制作？

请制作一个元件。

怎样建立自己的元件库？

答：

当元件库中找不到我们所需要的元件的情况下，需要自己制作一个元件。

制作元件：

单击菜单File—new命令，编辑器选择框中选中SchenmaticLibraryDocument点击OK，在重命名.Lib元件库文件，然后双击进入，进行绘制元件。

7、请回答层次原理图的主要作用，并介绍几种建立层次原理图的方法。

答：

作用：

将整个原理图划分为各个功能模块，由各个工作组成员来设计各个功能模块。

方法：

自上而下的层次图设计方法、自下而上的层次图设计方法、重复性层次图设计方法。

8、网络表的主要作用是什么？

如何产生？

答：

作用：

网络表文件可支持印制电路板编辑器的使用设计的自动布线及电路模拟程序、可以与印制电路板中的得到的网络版进行比较，进行核对查错。

产生：

执行Design--CreateNetlist菜单命令

9、请阐述PCB板设计的基本原则。

答：

1.印制电路板的设计：

1）印制电路板的设计从确定板的尺寸大小开始，印制电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制，以能恰好安放入外壳内为宜。

2）应考虑印制电路板与外接元器件（主要是电位器、插口或另外印制电路板）的连接方式。

3）印制电路板设计中元器件的封装常见有贴片和直插两种，每种还有规格、尺寸、面积的不同。

4）印制电路板与外接组件一般有直接式连接和插入式连接。

在插入式连接中设备内安装一个插入式连接要留出插口的接触位置，在印制电路板要留出插头或插座的位置。

5）对于安装在印制电路板上的较大的组件要加金属附件固定，以提高耐振、耐冲击性能。

6）对于安装在印制电路板上的需要散热的组件要加散热附件的固定，便于散热、改善散热性能。

7）对于安装在印制电路板上的安全和保护组件,要加附件的固定便于更换、改善安全和保护性能。

2.布线图设计的基本方法:

首先需要对所选用组件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解,对各部件的位置安排作合理的、仔细的考虑,主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度,走线短,交叉少,电源,地的路径及去耦等方面考虑。

各部件位置定出后就是各部件的联机,按照电路图连接有关引脚。

3.印制电路板中各组件和元器件之间布线的基本原则：

1）印刷电路中不允许有电路布线交叉，对于可能交叉的线条，可以用“钻”、“绕”两种办法解决。

2）电阻、二极管、管状电容器等直插封装组件有“立式”，“卧式”两种安装方式。

3）同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。

特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远。

4）总地线必须严格按高频，中频，低频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则，切不可随便翻来复去乱接，级与级间宁肯可接线长点，也要遵守这一规定。

5）强电流引线（公共地线，功放电源引线等）应尽可能宽些，以降低布线电阻及其电压降可减小寄生耦合而产生的自激。

6）阻抗高的走线尽量短阻抗低的走线可长一些。

4．进出接线端布置：

1）相关联的两引线端不要距离太大，一般为2~3/10英寸左右较合适。

2）进出线端尽可能集中在1至2个侧面，不要太过离散。

5.设计应按一定顺序方向进行。

10、请回答焊盘与过孔的区别，助焊膜和阻焊膜的区别。

答：

过孔是用来连接不同层之间的线路的，而焊盘是用来焊接元器件的；过孔一般直径较小，而焊盘根据不同的元器件直径不定，一般比过孔大些。

助焊膜是涂于焊盘上，提高焊接性能的一层膜。

阻焊膜的情况正好相反，在焊盘以外部分途上他防止这些部位上锡。

11、PCB板电路的抗干扰措施有哪些？

答：

（1）电源线设计：

根据印刷线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻;同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

（2）地线设计：

数字地与模拟地分开，接地线应尽量加粗，接地线构成闭环路

（3）退耦电容配置：

12、印制电路板的布线流程是什么？

答：

1绘制电路图，2规划电路板，3设置参数，4装入网络表及元件封装，5.元件的布局,6自动布线，7手工调整，8文件保存及输出

13、印制电路板有哪些工作层？

如何设置工作层？

答：

工作层：

信号层、内部电源/接地层、机械层、助焊膜及阻焊膜、丝印层、其他工作层。

设置工作层：

执行菜单命令Design--Option，出现DocumentOptions对话框。

在该对话框中，用鼠标单击Layers选项卡，即可进人工作层设置对话框。

从对话框中可以看到，每一个工作层前面都有一个复选框，如果工作层前面的复选框中有符号“√”，则表明工作层面被打开，否则该工作层面处于关闭状态。

当单击按钮AllOn时，将打开所有的工作层面；单击按钮A11off时，所有的工作层面将处于关闭状态；单击按钮UsedOn时，则可以由用户设定工作层面。

14、有哪几种常用的元件封装方式？

答：

AXIALxxx、DBxxx、DIODExxx、Fuse、DIPxxx、VRxxx、RADxxx或RBxxx、TOxxx。

15、请回答补泪滴在设计PCB板时的重要作用。

答：

使焊盘和倒显得连接处成泪滴形状，目的是增加焊盘和印制导线连接出的宽度，以提高焊盘在电路板上的机械强度

16、请阐述单面板、双面板和多面板的不同，以及布局和布线时的注意事项。

答：

单面：

只有一面走线，另一面装配元件。

双面：

两面走线，两面都装配元件.多层：

正反两面及板内部走线，正反两面装配元件。

17、请阐述PCB板从装载网络表到生成PCB板的操作过程。

答：

1.装入网络表:

执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。

若出现错误提示，必须更改错误。

2.元器件布局：

Protel 99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。

布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，多数设计者都采用手工布局方式。

3.自动布线：

Protel 99SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。

执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。

只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。

18、请阐述绘制元件封装需要注意哪些事项。

答：

画的管脚、封装所占的尺寸是和实际封装的对应的尺寸一致。

19、如何生成NC钻孔报表？

有何作用？

答：

1.执行File—New菜单命令，弹出如下图5对话框

图5执行File—New菜单命令效果图

2.单击CAMOutputConfigure图标，然后单击OK按钮。

3.系统将弹出如下图6对话框，在该对话框中，用户可以选择需要产生报表的PCB文件，然后单击OK

图6单击OK后效果图

4.系统弹出如下图7对话框，单击Next按钮。

图7单击OK后效果图

5.系统将弹出如下图8所示的选择生产文件类型对话框，此时选择NCDril类型，也可以选择BOM等类型，然后单击Next按钮。

图8单击Next按钮后效果图

6.系统将弹出如下图9所示的输入报文文件名对话框，此时可输入NCDril文件名，在此输入PWM-NC，然后单击NEXT按钮

图9

7.系统将弹出如下图10所示对话框，选择单位，还可以选择单位格式，然后单击NEXT按钮。

图10

8.系统将弹出结束对话框，此时单击Finish按钮，即可产生辅助制造管理器文件。

系统默认文件名为CAMManager1.cam。

9.打开CAMManager1.cam文件，执行Tools—GenerateCAMFiles命令，系统将产生PWM.DRR数控钻孔报表文件。

作用：

用于提供制作电路板时所需的钻孔资料。

20、PCB板如何打印输出？

答：

1.打印机设置

1）执行File--Printer--Preview菜单命令

2）执行此命令后，系统将会生成PreviewPWM.PRC文件。

3）进入PreviewPWM.PRC文件，选择File--SetupPrimt命令，系统将弹出PCBPrintOptions对话框，此时可以设置打印机的类型。

4）在Printer操作框中可选择打印机名。

5）设置完毕，单击OK按钮，完成打印设置操作。

2.打印输出

设置了打印机后，可执行菜单命令File--Print的相关命令进行打印。

打印PCB板图形命令有：

1）Print—all打印所有图形2）Print—Job打印操作对象。

3）Print—Page打印给定的页面。

4）Print—Current打印当前页。

第二部分：

画图部分

一、模拟电路

1、新建一个项目：

File→new

图11项目图

2、新建原理图：

file→new→schematicdocumengt

图12新建原理图

3、在元件库里寻找需要的原件，连线组成原理图

图13选择原件

图14模拟电路原理图

4、原件列表：

Reports→billofmaterial→sheet

图15元件列表

5、原理图生成PCB

图16PCB

二、数字电路

1、新建一个项目

2、新建一个原理图

3、在元件库里寻找需要的原件，连线组成原理图

图17数字电路原理图

4、原件列表

图18元件列表

5、原理图生成PCB

图19PCB图

三、单片机

1、新建一个项目

2、新建一个原理图

3、在元件库里寻找需要的原件，连线组成原理图

图20单片机原理图

4、原理图生成PCB

图21PCB图

第三部分：

总结

通过这次这次课程设计，我基本上对Protel99SE电子电路设计软件有了初步的了解。

Protel99SE具有出色的用户管理技术，强大的自动化设计功能，灵活的编辑功能，简单方便的操作环境和完善的元件库管理能力。

因为protel是专业电路设计软件，可供电子类各专业设计人员和广大电子爱好者使用，所提供的零件库包含了相当全面的元器件符号图。

所以零件库数量很多，零件的数量更多，使初学者不知该到哪个零件库中去寻找所需的元器件。

根据笔者的经验，载入protel的Schematic中的DEVICE.LIB和SYMBOLS.LIB可满足一般用户需求，两个零件库中含有二极管、三极管、电阻、电容、电感等常用元件。

由于protel原件的不完整，给我在具体操作上增加了很多的难度。

在画原理图和PCB电路图时要特别注意工作环境的设定。

如果参数设置的不对就会带来许多的麻烦。

当尺寸没有按照标准画时，那么在标注尺寸的时候就需要修改数据，不仅影响到了图的雅观，还直接影响了图的真实性，所以在画图过程中就要很细心，一步一步慢慢来，做到精确，无误差。

总之，在CAD实训中，我感觉我学到的东西比一个学期学的东西还多，绘图技巧在平常的学习中是学不到，我希望以后能够有更多的这种实训的机会。

第四部分：

参考文献

[1]康华光主编.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社.2006年

[2]文艳等编著.protel99SE电子电路设计.机械工业出版社.2006年

[3]何希才编著.新型集成电路应用实例.电子工业出版社.2002年

[4]张伟等编著.protel99SE高级应用.人民邮电出版社.2007年

[5]张伟等编著.protel99SE入门与提高.人民邮电出版社.2007年

[6]赵品编著.Protel99入门与提高.人民邮电出版社.2000.11