计算机辅助制图技能训练课程设计报告.docx

1、计算机辅助制图技能训练课程设计报告计算机辅助绘图训练课程设计报告专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 一计算机辅助绘图训练的目的 1、熟悉Altium Designer绘图环境，各个功能模块，界面环境设置方法以及文件管理方法。 2、理解用Altium Designer设计电子电路的基本思想。 3、掌握用Altium Designer电子电路原理图的基本方法。4、掌握用Altium Designer绘制电子电路PCB板的过程。5、具体应用和巩固单片机甚至本专业课程的理论知识，了解并学会计算机绘图软件protel 99 se 或Altium Designer的使用

2、。掌握好一般的绘图方法及步骤，培养学生有的计算机绘图能力，并为后继的专业课及工作打下扎实的基础。 6、通过原理图及PCB板图的绘制，培养学生的动手能力，使学生具有能够选择合方案、合理布局、合理布线的能力。二绘图要求练习部分： 1、按照单片机理论考试中综合题第3题，画出硬件电路的原理图及板图。试设计一简易秒表，使得七段符显示管的a-g分别接在单片机的P1口上，输出低电平时，显示管点亮，要求从“0”显示到“9”，延时间隔为1秒。画出硬件电路图并说明实现方法。 2.在原理图库中做一新元器件（STC单片机）设计部分： 1.在STC单片机系列中选一款，画出原理图和板图，要求：（1）设复位键(2) 设电源

3、指示灯(3) 6位数码管（或4个），16（或8个）个发光二极管(串口驱动)（4）6个（或4个）按键（5）设232口转换，可在线编程（或有编程/运行两种工作模式）（6）其他口线都由端子引出，并设有+5V输入端子。 (自己上网查STC系列芯片及管脚管脚) 2、自己上网检索其他型号单片机，希望功能更多些，画出相关原理图。 考试部分：要求： （1）用单片机实现交通灯的功能，绘制原理图，生成PCB （2）板子尺寸 2700mil*2900mil （3）电源、接地线宽 30mil （4）其他 15mil （5）插座焊盘距离100mil （6）焊盘孔径30mil，外径70mil （7）交通灯12个LED灯3

4、*4正方形排列（8） LED灯封装管脚距离100mil，外径200mil （9）晶振管脚距离200mil，宽120mil，长200mil （10）电解电容管脚距离100mil，外径200mil （11）分布电容管脚距离100mil，宽100mil，长200mil三绘图过程及所遇到的问题刚开始绘制简易秒表原理图和板图时，我用的是protel 99 se 绘制，在绘制原理图和板图前也对protel 99 se 软件的使用进行了认真的学习，但在绘制完原理图后，制作封装时遇到了难题，用protel 99 se 制作出来的封装导因不出来而无法进行使用，导出的网络表*.NET也无法导出PCB图。因此，第二

5、天我改用了Altium Designer软件进行绘图，当然也对绘图软件Altium Designer的使用进行了学习。看了一个90分钟学会altium designer的视频。练习部分：1.简易秒表原理图及PCB图的绘制方法及步骤 （1)打开绘图软件Altium Designer ，在“文件” 选项下新建一个PCB工程，然后再分别新建原理图文件和PCB图文件，并将它们保存在同一个文件夹下。 （2）在“设计”选项下，点开浏览库，添加自己到网上下载的单片机及常用器件的原理图库和封装库文件，并添加自己制作的原理图库和封装库文件且安装。 （3）在原理图文件*.SchDoc中绘制原理图。 1）从原理图库

6、里边找到80c51单片机，导出来将其放置在电路原理图中。 2）从原理图库中找到电容、电阻等，并找好电源、接地地线，按照复位电路图的接线规则，用导线把他们连接起来，形成复位电路，并将其接到80c51单片机的RST引脚上。 3）从原理图库中 找到电容、晶振等器件，按照晶振电路的接线规则，用导线把他们连接起来，形成晶振电路。并分别把他们连接到单片机的XTAL1和XTAL2引脚上。 4）从原理图库中找到电阻、数码管。数码管的a、b、c、d、e、f、g、dp引脚分别串接一个电阻，并将其连接到单片机的P1口上。 5）将80c51单片机上的电源引脚和接地引脚分别接上电源和地。 6）检查上述原理图绘制过程中是

7、否存在漏接、错接等现象。（4）绘制PCB板图 1）在原理图文件中，选中80c51单片机并双击，在footprint中添加封装从自己制作的封装库或网上下载的封装库中找到DIP40并添加。 2）同样，在原理图文件中，分别选中电容、电阻、晶振、数码管等双击，按照1）中的方法找到封装并分别添加。 3）在设计选项下，点击Import changes.检测是否存在错误，若存在错误，则回去更改错误；若无误，则全部执行更改。然后关闭该窗口。 4)点击“设计”下的Update PCB Document ,更新更改。 5）在PCB 文件中，查看PCB图，合理布局，尽量紧凑，节约板材，并设置板子的大小。 6）布局完

8、成后，设定线宽，在“自动布线”选项下，点击全部，而后点击编辑规则，选择Width(线宽)，分别对所有、网络进行设置，对所有，线宽的最小值为10mile,最大值为20mile,最佳线宽设置为15mile；再新建一个网络布线规则，所选择对象为电源线，线宽最大值最小值最佳值都设置为30mile,点击应用并确定。 7）可选择手动布线或自动布线，此次选择自动布线。 8）检查线宽是否与设置的线宽一致，是否存在少线，未连接上等现象，若都无误，则将PCB工程、原理图文件、PCB文件保存。 （5）绘制出的原理图如下 （6） PCB图如下 （7）网络元件清单 2.在原理图库中做一新元器件方法及步骤 (1)打开绘图

9、软件Altium Designer，在“文件”选项下新建一个原理图库文件并保存。 (2)在网上查找一个STC单片机，并按照所找的STC单片机绘制这一元件。 (3)所绘制的新元器件STC单片机如下： 设计部分：1、设计部分原理图及PCB图的绘制方法及步骤（1)打开绘图软件Altium Designer ，在“文件” 选项下新建一个PCB工程，然后再分别新建原理图文件和PCB图文件，并将它们保存在同一个文件夹下。（2）在“设计”选项下，点开浏览库，添加自己到网上下载的单片机及常用器件的原理图库和封装库文件，并添加自己制作的原理图库和封装库文件且安装。（3）在原理图文件*.SchDoc中绘制原理图。

10、 1）从原理图库里边找到80c51单片机，导出来将其放置在电路原理图中。 2）从原理图库中找到电容、电阻等，并找好电源、接地地线，按照复位电路图的接线规则，用导线把他们连接起来，形成复位电路，并将其接到80c51单片机的RST引脚上。 3）从原理图库中 找到电容、晶振等器件，按照晶振电路的接线规则，用导线把他们连接起来，形成晶振电路。并分别把他们连接到单片机的XTAL1和XTAL2引脚上。 4）从原理图库中找到电阻、数码管。4个数码管的a、b、c、d、e、f、g、dp引脚连接到单片机的P0口上,数码管的共阳极接到三极管的c极上，三极管的b极串接一个电阻接到单片机的p2.0口。 5）单片机的p3

11、.1口和p3.2口接到JI上将80c51单片机上的电源引脚和接地引脚分别接上电源和地。 6）检查上述原理图绘制过程中是否存在漏接、错接等现象。 （4）绘制PCB板图 1）在原理图文件中，选中80c51单片机并双击，在footprint中添加封装从自己制作的封装库或网上下载的封装库中找到DIP40并添加。 2）同样，在原理图文件中，分别选中电容、电阻、晶振、数码管、按键开关、三极管、232口等双击，按照1）中的方法找到封装并分别添加。 3）在设计选项下，点击Import changes.检测是否存在错误，若存在错误，则回去更改错误；若无误，则全部执行更改。然后关闭该窗口。 4)点击“设计”下的U

12、pdate PCB Document ,更新更改。 5）在PCB 文件中，查看PCB图，合理布局，尽量紧凑，节约板材，并设置板子的大小。 6）布局完成后，设定线宽，在“自动布线”选项下，点击全部，而后点击编辑规则，选择Width(线宽)，分别对所有、网络进行设置，对所有，线宽的最小值为10mile,最大值为20mile,最佳线宽设置为15mile；再新建一个网络布线规则，所选择对象为电源线，线宽最大值最小值最佳值都设置为30mile,点击应用并确定。 7）可选择手动布线或自动布线，此次选择自动布线。 8）检查线宽是否与设置的线宽一致，是否存在少线，未连接上等现象，若都无误，则将PCB工程、原理

13、图文件、PCB文件保存。 （5）绘制出的原理图如下 6)PCB如下： 7）网络元件清单 考试部分：1、交通灯原理图及PCB图绘制的方法和步骤 1）在DXP主页面下（打开软件时缺省设置就出现DXP主页，如果不是，可以通过左键点击ViewHome来打开DXP主页），用鼠标左键点击ProjectPCBProject,左边的工程资源管理器中就出现了一个名为PCB_Project1.PrjPCB的PCB工程,现在可以左键点击Projectas来改变项目的保存路径和项目名称。在项目名称上右键点击，在引处的菜单中选择AddnewtoProjectSchematic,这样，在当前的工程当中添加了一个新的原理图

14、文件Sheet.schDoc,原理图文件上右键点击，在引处的菜单中选择Saveas来改变原理图名称和保存路径。现在，我们已经在一个PCB工程中添加了一张空白的原理图了。 2)按照设计要求制作自己的封装库，制作出电容、分解电容、按键、二极管、晶振、插头、电阻、单片机的封装。（制作封装时，选择Top Overlay 层的线画封装，即黄线） 3）在原理图的下方偏右的边框上，左键点击SystemLibraries,打开库文件，在库文件的面板里左键点击Libraries可以对当前使用的库文件进行添加，移出和排序，并安装好自己的封装库。 4）要从元器件库中拖出我们需要的元器件，用线把它们了连起来，完成原理

15、图设计。从元器件库选中需要的元器件，按Place或拖出我们需要的元器件，左键点击PlaceBus和PlaecWire,用线或总线把它们连起来，并且给所有的元器件加上相应的标号（Designator）,保存完成原理图设计。 5）在“文件”选项下新建一个工程和一个PCB文件，并把他们保存在和原理图同一个文件夹下。 6）在原理图中，从自己的封装库中导出封装给各个元器件添加封装。 7)点击“设计”下的Update PCB Document ,更新更改。 8）在PCB 文件中，查看PCB图，合理布局，尽量紧凑，节约板材，并设置板子的大小。 9）布局完成后，设定线宽，在“自动布线”选项下，点击全部，而后点

16、击编辑规则，选择Width(线宽)，分别对所有、网络进行设置，对所有，线宽的最小值为10mile,最大值为20mile,最佳线宽设置为15mile；再新建一个网络布线规则，所选择对象为电源线，线宽最大值最小值最佳值都设置为30mile,点击应用并确定。 10）可选择手动布线或自动布线，此次选择自动布线。 11）检查线宽是否与设置的线宽一致，是否存在少线，未连接上等现象，若都无误，则将PCB工程、原理图文件、PCB文件保存。 12）制作出的封装如下 插头的封装 分解电容 电容 晶振 二极管 13）绘制出的原理图如下： 14）PCB图如下： 15）网络元件清单 四收获在绘图训练过程中，通过观看视频

17、，开始熟练掌握Altium Designer的使用方法，在此过程中，学会了绘制原理图、制作原理图库、制作封装库、绘制PCB图等，还学会了如何导出网络表、如何合理布局、怎么合理布线等。五总结及心得体会 通过一周计算机绘图训练课程设计，让我熟悉Altium Designer绘图环境，各个功能模块，界面环境设置方法以及文件管理方法。理解了用Altium Designer设计电子电路的基本思想。掌握了用Altium Designer电子电路原理图的基本方法。掌握了用Altium Designer绘制电子电路PCB板的过程。对以往学过的单片机甚至本专业课程的理论知识有了更深的认识，让自己具有了计算机绘图

18、基本能力，并为后继的专业课及工作打下扎实的基础。在此过程中，通过原理图及PCB板图的绘制，培养了自己的动手能力，使自己具有能够选择合方案、合理布局、合理布线的能力。刚开始时，通过对视频教程的观看，感觉很简单，但自己一动手做时，又感觉无从下手，各种问题想不起来，然后只能再看视频再观摩并和同学讨论，如此反复在做。在绘制原理图时，没遇到什么困难，但在绘制PCB图时，需要制作自己的封装，制作封装时又需要考虑封装尺寸，焊盘之间的距离等，同时又要考虑PCB板子的经济性和实用性，这就需要选择合理的板子大小和合理的布局了。而在布线过程中，电源线和地线需要加粗。在布局和布线时需要有足够的耐心。通过由简到难的练习、设计与考试，逐步加深了对Altium Designer的认识与理解，也对其的使用更加熟练，对所遇到的问题也都能一一解决了。通过此次课程设计，既锻炼了自己的实际动手能力，也锻炼了自己的耐心与毅力，只要自己认真琢磨认真研究，不耻下问，没有什么学不会，解决不了的事情。在此感谢在本次课程设计过程中给予很大帮助的邸老师和同学。