交通灯原理图绘制及PCB板设计.docx

1、交通灯原理图绘制及PCB板设计第一学府Altium Designer课程设计 题目名称： 交通灯原理图绘制及PCB板设计 系 别： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导老师： 日 期： Altium Designer课程设计任务书主要容了解交通灯工作原理，熟练应用Altium Designer软件，根据所学知识及要求绘制交通灯电路原理图并设计PCB板。基本要求1.熟悉Altium Designer软件的界面。2.掌握并能熟练运用Altium Designer软件制作元件库。3.掌握并熟练运用Altium Designer软件设计电路原理图及PCB板布线。参考资料1童诗白.模拟电子技术基础M.：高

2、等教育，2005.2君里，为理.信号与系统（第三版）：高等教育，2011.3邱关源，罗先觉.电路（第五版）M.：高等教育，2006.4长海，天鹏，翟亚芳.数字电子技术.：高等教育，2013.5谷树忠，文洲，航.AltiumDesigner教程.：电子工业，2010.6公茂，马宝匍，晨.单片机入口接口实例集M.：航空航天，2002.7蔡菲娜.单片微型计算机原理和应用M.：大学，2003.1 Altium Designer软件的简介Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows XP操作系统。这套软件通过把原理图设

3、计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。 由于Altium Designer 在继承先前Protel软件功能的基础上，

4、综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，Altium Designer 对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。2 交通灯电路的功能分析本电路通过使用HEADER 5X2，EPF10K10LC84-4(84)，HEADER3等器件，通过对信号的处理，来实现LED信号灯的控制。2.1 滤波电路滤波电路由电容的一端接电源一端接地构成一般起到滤波（通过交流，隔断直流）作用。如图1所示：图1 滤波电路2.2 复位电路复位电路是由极性电容、电源及接地等元器件组成的电路。然后，将各个元器件连接起来。最后将其连接到EPF10K10LC84-4器件的RESET端，就可以对其进行上电复位。如图2所示：图2

5、复位电路2.3 蜂鸣器电路蜂鸣器电路是由蜂鸣器、NPN三极管和电阻等元器件组成。将元器件连接起来，并与EPF10K10LC84-4器件的的端口连接。本交通灯电路由两个蜂鸣器分别与SPEA1和SPEA2两个端口连接。如图3所示： 图3 部分电路2.4 控制信号传输电路主控制板要通过HEADER3把控制信号传送到LED显示屏上，电路图如图4所示：图4 控制信号传送3 工程的新建及元器件的绘制3.1 新建工程打开Altium Designer Winte软件新建File新建Project新建PCB Project。如图5所示：图5 新建工程在已建的工程上新建一个Schemetic及PCB。如图6所示

6、：图6 新建Schemetic及PCB保存工程至相应的文件夹。3.2 绘制元器件在工程上新建Schematic Library，以EPF10K10LC84-4(84)为例：选择placerectangle绘制器件的框架，在选择placepin给器件添加针脚，按TAB键可对针脚的属性就行编辑。绘制好的EPF10K10LC84-4(84)如图7所示：图7 EPF10K10LC84-4(84)器件绘制好后保存至相应文件夹并添加到库中，其他元器件绘制与此类似。3.3元器件的封装在工程上新建PCB Library，选择toolcomonpent wizard 图8 Comonpent Wizard按Ne

7、xt设置元件正确的焊点尺寸和焊点距离以及其他的尺寸设置。最后按finish完成如图9所示：图9 EPF10K10LC84-4(84)封装画好器件的封装后保存并添加到libraries中，接着对器件进行封装。选择toolsmodel manager ，选择add footprint。如图10所示：图10 器件封装选择所要的封装，完成器件的封装。如图11所示：图11 完整的封装其他器件的封装方式与此相同。将所有已封装好的元器件全添加到库中，如图12所示：图12 添加库4 原理图的绘制从库中添加所需的器件按原理图摆放，器件的添加如图13所示：图13 器件的添加把所需要的元器件放置原理图版上，然后排列

8、好位置，引脚与引脚之间用线连接起来，有些引脚接地就街上接地装置，有些是接端口的，可在放置上找到端口放上去，同样的道理连接好整个原理图。选择place Wire 进行连线如图14所示：图14 连线其他器件的添加与此相同，绘制好的原理图如图15所示：图15 原理图选择design-update pcb document生成pcb，检查是否错误，可能出现的错误：unknown pin、footprint not found等，找出相应原因并解决。图16 电路检查及生成报告5 PCB板的制作当解决问题后，按DesignUpdate PCB如图17所示：图17 Update PCB生成PCB后如图18所

9、示 ：图18 生成PCB将页面右边的元器件一个个的拉到左边的PCB板里面，同时将元器件放置到合适的位置，以便后续的布线能尽可能不会交叉和重叠及布线图美观。当出现交叉现象，可以选择不同层的线（不同颜色的线条）进行布线。合理布置元器件的位置后如图19所示：图19 布置后的PCB图右击鼠标，选择Design选项，单击打开Rules，然后再里面的Width新建New Rule。最后就可以设置Vcc和GND线条的尺寸。最后将设置好的尺寸保存起来。图20 修改线条元件布置合理后，点击菜单栏按钮进行接线，注意原理图叉的线路应该绘制在不同的涂层，通过不段的调整尽量少跳线。完成后保存。布完线后的pcb图如图21

10、所示：图21 完整的PCB图6 心得体会这次课程设计使我进一步熟悉了altium designer软件 。本次课程设计通过使用altium designer软件来设计实现交通灯控制电路。通过此次课设，我深深地认识到了altium designer的强大功能。altium designer通过把电路图设计、PCB绘制编辑、等技术的完美融合，为用户提供了全线的设计解决方案，使用户可以轻松地进行各种复杂的电子电路设计工作。尤其是其强大的绘制原理图和PCB的功能，更是给我留下了深刻地印象。此次课程设计让我收获颇多，为我以后的学习和工作都奠定了良好的基础。参考资料1童诗白.模拟电子技术基础M.：高等教育

11、，2005.2君里，为理.信号与系统（第三版）：高等教育，2011.3邱关源，罗先觉.电路（第五版）M.：高等教育，2006.4长海，天鹏，翟亚芳.数字电子技术.：高等教育，2013.5谷树忠，文洲，航.AltiumDesigner教程.：电子工业，2010.6公茂，马宝匍，晨.单片机入口接口实例集M.：航空航天，2002. 7蔡菲娜.单片微型计算机原理和应用M.：大学，2003Altium Designer课程设计成绩评价表课程名称Altium Designer课程设计题目名称交通灯原理图绘制及PCB板设计学生学号指导教师职称讲师序号评价项目指 标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的

12、完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：课程设计期间表现较好，能够按期完成课程设计任务，掌握Altium Designer软件的各项操作，并应用所学知识绘制电路原理图和设计PCB板。课程设计报告结构合理，层次清晰，文字表达流利，能够对课设的容进行总结，但独立分析和解决问题的能力有待加强。答辩时对课设过程熟悉，回答问题思路清晰，能清楚述相关知识点。指导教师： 2014 年 6 月 30 日