电子线路CAD实验指导书.docx

1、电子线路CAD实验指导书电子线路CAD实验指导书 作者： 日期： 电子线路CAD实验指导书电子信息工程系 实验一 Altium Designer 认识实验一、实验目的 1. 掌握Altium Designer 的启动、关闭和文件管理等基本操作2. 熟悉Altium Designer的操作界面二、实验内容与步骤 二、实验内容与步骤1. Altium Designer 的启动 按以下几种方法启动Altium Designer：（ 1 ）单击任务栏上的“开始”按钮，在调出的“开始”菜单组中单击“Altium Designer” 菜单项。（ 2 ） 单击任务栏上的“开始”按钮， 在调出的“开始”菜单中

2、将鼠标指针移到“程序（ P ）”菜单项，停留片刻在调出的“Altium Designer”菜单组中单击“Altium Designer”菜单项进行启动。 （ 3 ）直接在桌面上双击Altium Designer 图标。启动主应用程序之后， 系统即可进入设计主窗口。Altium Designer启动后的操作界面如图1-1所示。2. Altium Designer 的关闭 关闭Altium Designer 主程序的方法有： （ 1 ）选择“ File ”菜单，然后在弹出的下拉菜单组中选择“ Exit ”菜单项。 （ 2 ）单击主窗口标题栏上的“退出”按钮，或者直接双击“系统菜单”按钮。（ 3 ）

3、 按下 ALT + F4 组合键。 在退出Altium Designer程序时，如果修改了文档而没有保存，则会出现一个对话框，询问用户是否保存文件。若要保存文件，单击“ Yes ”按钮；若不想保存文件，单击“ No ”按钮；若想退出的操作，单击“ Cancel ”按钮。3. 文件管理 (1)创建设计文件单击Altium Designer主画面的File NewProjectPCB Project 创建工程项目，后缀名PriPCB。 在project视窗中如图 图1-1 设计文件库单击 File Save Project 保存工程项目，在保存的过程中指定保存路径，可以重新命名工程项目。 单击 F

4、ileNewSchematic，创建原理图绘图纸文件，后缀名为SchDoc。之后工程项目视窗如图所示。图1-2 设计文件库 单击 FileSave 保存原理图图纸，要求和工程项目放置到同一个文件夹下。保存后注意工程项目和图纸文件的层次结构。 5 单击 ProjectClose Project 关闭所创建的项目。 (2)打开项目及文件1FileOpen，到上一步创建的文件夹下打开工程项目。2FileOpen，到上一步所创建的文件夹下打开图纸。问：比较两者有何不同？答：打开工程的话，整个工程相关的文件都出现在Project视窗中，然后可以在视窗中选择要打开的文件。直接打开图纸的话，Project视

5、窗中只出现图纸，它不属于任何项目，属于自由文件。图1-4 新文档选择窗口 （2）打开设计文件四、思考题1“File”菜单下的“Close”命令可以关闭工程项目文件吗？2在Altium Designer中，在Project视窗中删除文件是真的把文件从硬盘上删除了么？实验二 两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计一、实验目的 1.熟悉原理图编辑器 2.掌握原理图的实体放置与编辑 3.熟练完成两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 二、实验内容 绘制两级阻容耦合三极管放大电路原理图如图 2-1 所示。 图2-1 两级阻容耦合三极管放大电路原理图 三、实验步骤 1.启动 Altium Designer ，

6、创建新的项目文件“Mydesign”，在新建项目文件下创建图纸文件Tow_TTL_Amplifier.schdoc。保存在以自己姓名和学号命名的文件夹。 2.设置图纸为 A4。单击“Design”菜单中的“options”选项，打开“Document Options”对话框，在如图2-3所示的“Document Options”的文档设置窗内选择图纸类型。在“Standard Style”(标准图纸规格)设置框内的“Standard”下拉列表窗内找出并单击所需的图纸类型，如A4等，即可完成图纸规格的选取。单击OK退出。图2-3 “Document Options”的文档设置窗口3.放置元件。

7、在library视窗中选择元件放置至图纸上，按照图2-1布局。若缺少必要的元件库，添加元件库。表 1 给出了该电路每个元件样本、元件标号、所属元件库数据。 放到图纸直到工作区内显示出大小适中的可视栅格线为止，然后即可进行原理图的绘制操作。图2-5“Change Library File List”窗口元件库的安装(Miscellaneous Devices. Lib是电原理图的默认元件库，下面介绍的是元件库的装入方法，读者可依此装入其他需要的库) 单击Library视窗中的LibraryAdd，到指定的文件家中添加指定的元件库。表 1 元件样本 元件标号 所属元件库 ELECTRO1 C1 C

8、5 Miscellaneous Devices. lib RES2 R1R10 Miscellaneous Devices. lib NPN Q1，Q2 Miscellaneous Devices. lib 通过滚动元件列表窗内的上下滚动按钮，在元件列表窗口内找到并单击“NPN”元件，如图2-7所示。单击元件列表窗口下的“Place”（放置）按钮，将NPN三极管的电气图形符号拖到原理图编辑区内，如图2-7所示。4.设置元件属性。 在元件放置后，用鼠标双击相应元件出现元件属性菜单更改元件标号及名称（型号规格）。图2-75.调整元件位置，对齐元件等，注意布局合理。 方法一：将鼠标移到待调整的元件上

9、，单击鼠标左键，选定目标元件，被选定的元件的四周将出现一个虚线框，按“Delete”键可删除。方法二：将鼠标移到目标元件上，按下鼠标左键不放，然后直接移动鼠标（或通过空格、X、Y键也能迅速移动或调整元件的方向），当元件调整到位后，松开左键即可。 6.连线。根据电路原理，在元件引脚之间连线。注意连线平直。 单击画线工具中的导线工具（注意在连线时一定要使用“Wiring Tools”工具中的导线），SCH编辑器即处于连线状态，将光标移到元件引脚的端点、导线的端点以及电气节点附近时，光标下将出现一个黑圆圈（表示电气节点所在位置）。删除连线：将鼠标移到需要删除的导线上，单击鼠标左键，导线即处于选中状态

10、（导线两端、转弯处将出现一个灰色的小方块），然后按下Del键，即可删除被选中的导线。调整导线长短和位置 当发现导线长短不合适时，可将鼠标移到导线上，单击左键，使导线处于选中状态；然后将鼠标移到小方块上，单击左键，鼠标箭头立即变为光标形状；移动光标到另一位置，即可调节线段端点、转折点的位置，使导线被拉伸或压缩；然后再单击鼠标左键固定。 将鼠标移到导线上，按下左键不放，移动鼠标也可以移动导线的位置。7.放置节点。一般情况下，“ T ”字连接处的节点是在我们连线时由系统自动放置的（相关设置应有效），而所有“十”字连接处的节点必须手动放置。 单击画线工具中“放置电气节点”工具，将光标移到“导线与导线”

11、或“导线与元件引脚”的“T”形或“十”字交叉点上，单击鼠标左键即可放置表示导线与导线（包括元件引脚）相连的电气节点。注意：在放置电气节点时，单击“放置电气节点”工具后，按下Tab键激活电气节点选项属性设置框，取消锁定状态（“Lock”处于非选中状态）。8.放置电源和地。 网络标号选项属性设置窗口 9.放置网络标号（Place Net Label）。单击画线工具栏的放置网络标号工具，一个虚线框就出现在光标附近，按下“Tab”键，进入网络标号选项属性设置窗口，如图2-9 所示，在“Net”后的方框内输入“Vin”和“Vout”后，将光标移到需要放置这一网络标号的引脚端点或导线上，单击鼠标左键即可完

12、成。 10.电路的修饰及整理。在电路绘制基本完成以后，还需进行相关整理，使其更加规范整洁。 11.单击 ProjectCompile,编译项目，图纸。四、注意事项 1. 元件库Miscellaneous Devices. lib已被程序自动添加，可不用执行添加元件库步骤。2. 建议把光标形状和大小进行优化设置。单击“Tools”菜单下的“Preferences”(优化)命令，在弹出的对话框内单击“Graphical Editing”标签，即可显示出如图2-10所示的设置窗口。在“Cursor/Grid Options”设置框内，单击“Cursor”即可重新选择光标的形状和大小： 图2-13 光

13、标形状和大小进行优化设置3. 建议设置编辑区移动方式：图2-13中的“Autopan Options”选项框用于选择编辑区移动方式。在画线或放置元件操作过程中，即在命令状态下，当光标移到编辑区窗口边框时，SCH编辑器窗口将根据“Autopan Options”项设定的移动方式自动调整编辑区的显示位置，单击其中“ Auto Pan Off（关闭编辑区自动移动方式）”。4. 电解电容的“+”极端要置于直流高电位。可通过空格、X和Y键调整。5.修改属性时，要在图形符号上双击鼠标。“十”字连接处的节点必须手动放置。6.放置元件时，单击“Place”按钮后，把光标移到编辑区适当位置，再按下“Tab”键进

14、行属性修改，属性修改完毕后退出，再单击左键放置元件。鼠标点击次数不要多，否则会在一点放置多外元件。7.在连线时一定要使用“Wiring Tools”工具中的导线。元件引脚之间最好用一条完整导线连接；不要从元件引脚、导线的中部开始连线；连线不能重叠。8.放置电源和接地时，要放在导线或引脚端点上。五、思考题 1.为什么放置元件前应先加载相应的元件库？如何加载？2. 如何对单个或多个元件位置进行移动和旋转调整？实验三 直流稳压电源的设计一、实验目的1、熟悉画原理图工具2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图二、实验内容与步骤：练习1稳压电源电路原理如下，原理如图1所示，试画出它的原理图。图1 稳压电源电

15、路 练习2画好图后：（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。（2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Spread菜单）（3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）（4）在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX5.sch电路原理图文件。练习打开及关闭Main Tools（主工具栏）、Wiring Tools（布线工具栏）、Drawing Tools（绘图工具栏）、Power Objects（电源及接地工具栏）、Digital Objects（常用器件工具栏）、Simulation Sou

16、rces（信号仿真源工具栏）、PLD Toolbar（PLD工具栏），放大及缩小原理图。三、思考题（1）网络标号放置时应注意那些问题?（2）如何将连线方式由正交改为非正交?（3）为什么要给元件定义封装形式?是否所有原理图中元件都必须定义封装形式？实验四 小信号功率放大器的设计一、实验目的1、熟悉画原理图工具2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图二、实验内容与步骤：练习1电路如图1所示，试画出它的原理图。图1功率放大器练习2画好图后：（1）请进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。（2）请做元件表（选择Report/Bill of Material或Edit/Export to Sprea

17、d菜单）（3）请做网络表（选择Design/Create Netlist）三、思考题 1说明放置元件（Part）有哪几种方法。 2在元件属性中，Lib Ref、Footprint、Designator、Part Type分别代表什么含义？实验五 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图设计一、实验目的 1.熟悉原理图编辑器 2.熟练掌握原理图的实体放置与编辑方法和技巧 3.熟悉 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图设计 二、实验内容 绘制 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图 如图5-1所示 图5-1 8031 单片机存储器扩展小系统电路原理图 三、实验步骤 表 4元件样本 元件

18、标号 所属元件库 CAP C2、C3 Miscellaneous Devices.lib ELECTRO1C1Miscellaneous Devices.lib8031 U1 Protel Dos Schematic Intel.lib 74LS373 U2 Protel Dos Schematic TTL.lib 27256 U3 Protel Dos Schematic Memory Devices.lib 6264 U4 Protel Dos Schematic Memory Devices.lib RES2 R1、R2 Miscellaneous Devices.lib SW-PB K

19、1 Miscellaneous Devices.lib CRYSTAL Y1 Miscellaneous Devices.lib DIODED1Miscellaneous Devices.lib四、注意事项1.画导线不能用“drawing Tools ”工具栏里的“直线”工具；2.除了元件库“Miscellaneous Devices. lib”，只需要再添加一个元件库： Protel Dos Schematic LIBRA（或者Intel Databooks）即可；3.总线连接的元件引脚电气上并不相连，还需要使用 “总线分支”、“标号”作进一步的说明； 4.总线末端的细小分岔是用总线分支画出

20、来的；5. 在放置网络标号时，网络标号电气节点一定要对准元件引脚端点或导线（出现黑点），否则不能建立电气连接关系；网络标号可以是任意长度的字符串，但当网络标号以“数字”结尾，如用A8、D0或SD2等作为网络标号时，在放置了当前网络标号后，网络标号会自动递增，这样在放置多个网络标号时，单击放置“网络标号”工具，并设置第一个网络标号名后，即可不断重复“移动单击”操作迅速放置剩余的网络标号。6.当需要在网络标号上放置上划线，以表示该点信号低电平有效时，可在网络标号名称字符间插入“”，如“RAMRD”、“RAMWR”等。五、思考题 1Bus 线与 Wire 有何区别？ 2元件引脚之间的连接有哪几种不同

21、的方法？实验六 原理图元件库编辑一、实验目的 1.熟悉元件库编辑器 2.掌握原理图元件库的创建、新元件的绘制 二、实验内容 利用元件库编辑器提供的制作工具，来绘制（创建）一个 8 脚集成电路，并将它保存在“ schlibl.lib ”元件库中，绘制的实例如图 6-1 所示。 图 6-1 集成电路实例三、实验步骤 1.启动元件图形符号编辑器 2.使用菜单命令“ ViewZoom In ”或按 Page Up 键将元件绘图页的四个象限相交点处放大到足够程度。 3.调整编辑平面栅格的设置，执行菜单命令“OptionsDocument Options”，弹出“Library Editor worksp

22、ace”对话框。在对话框的右下角处有Grids项，其中Visible右边的框中显示为10，说明栅格的大小为10mil。而Snap表示的是光标移动的最小范围，为绘制斜线和箭头的方便，可将右边框中的数字改写为1。4.用菜单命令“ PlaceRectangle ”或者单击“SchLibDrawingTools（画图）”中的“矩形”工具，光标变为十字状，然后绘制一个直角矩形。纵向占8格，横向占6格。注意元件符号图形的引脚处一定要位于栅格的交叉点。5.绘制元件的引脚。执行菜单命令“PlacePins” 光标变为十字状，并拖带一个一头端部带有圆点的引脚，这时按下键盘上的Tab键，弹出引脚属性Pin对话框。

23、设置好后单击对话框下部的OK按钮，系统会自动回到光标拖带引脚状态，这时可以按键盘上的空格键使引脚旋转，移动鼠标到安放的位置，让引脚的圆点端朝外，不带圆点的端与符号图形相接，单击鼠标左键确认。但一定保证引脚的两端都要处在栅格的十字交叉点。这时鼠标仍然处于放置引脚状态，可接着放置下一引脚，待全部放置完后单击右键取消引脚的放置状态。6.编辑各管脚属性。 将鼠标移到引脚，双击左键，调出引脚的属性对话窗，按表6-1设置引脚属性。表6-1 引脚属性管脚序号（Number）12345678名称（Name）GNDTRIGOUTRESETCVOLTTHOLDDISCHGVCC负逻辑标志（Dot Symbol）电

24、气属性（Electrical）PassiveInputOutputInputInputInputInputPassive引脚序号显示/隐藏（show Number）引脚名称显示/隐藏（show Name）引脚长度（Pin）20202020202020207.给元件重新命名。执行菜单命令“ToolsRename Component”，弹出“New Component Name”对话框，将框中的名字改写为“555”。8.保存已绘制好的元件。单击“保存”按钮保存。9.导出文件至桌面。在编辑器浏览窗口找到该文件并单击右键，在弹出的快捷菜单中单击“Export”导出文件至桌面。四、注意事项 1. 在绘制

25、元器件时注意尺寸的把握，不要过大或过小。 2. 画图前要先调整编辑平面栅格的设置。把“Snap”右边框中的数字改写为1。3. 一定保证引脚的两端都要处在栅格的十字交叉点。4. 绘制元件的引脚时，让引脚的圆点端朝外，不带圆点的端与符号图形相接。5.使绘图区中心出现在屏幕中央，在第四象限内绘制元件主体（引脚除外）。五、思考题 1哪些情况下需要自行建立新的元件及元件库？2进入元库编辑器界面需要经过哪几个步骤？3如何查找一个元件？ 实验七 PCB板尺寸定义与PCB参数设置一、实验目的1.PCB板的尺寸的设定2.PCB的参数的设置二、验内容与步骤：练习1使用PCB创建向导规划如下形状的双面电路板（电路板

26、尺寸、属性采用缺省值）练习2定义一块宽为1800mil，长为2000mil的单层电路板，要求在禁止布线层和机械层画出板框，在机械层标注尺寸。练习3设置在对象被选中后，系统不自动保护所定对象。设置当用户进行整体编辑时，系统会自动弹出确认对话框。设置当出现重复对象时，系统会自动删除重复对象。练习4设置度量单位为公制，设置水平，垂直捕捉栅格和水平，垂直元件栅格依次为20mil，20mil，25mil，25mil，电器栅格为10mil。设置旋转角度为30度，设置底层丝印层的颜色为100号色，设置尺寸线为“简单显示”，其余为“精细显示”，设置显示焊盘网络名称和焊点序号。练习5设置当用户选择新的元件时，系

27、统不取消原来选择的元件。设置当用户进行PCB设计时，系统会在线进行DRC检查。练习6设置与组件连接的导线会随组件的移动而一起伸缩。设置转换特殊字符串功能，设置只显示当前板层。练习7设置操作撤消次数为50次，设置光标类型：Large90，设置布线使用多边形进行障碍检测，交互布线：避开障碍。练习8设置多边形铺铜栅格尺寸为20mil，路径宽度为5mil，最小长度为3mil，焊盘环绕形状为八边形。三、实验报告1.写出第二项中实验内容的实验步骤2.讨论在设计与实验过程中遇到的问题3.总结PCB板的尺寸设定及PCB的参数设置4.思考：A.在编辑线宽时想修改全板连线的线宽应如何进行?若想修改某条连线的线宽应

28、如何进行?若想一次修改部分连线的线宽应如何进行? B.焊盘与过孔有何区别?实验八 闪光灯控制电路图设计和PCB图自动布局、自动布线一、实验目的 1.学会元件封装的放置。 2.熟练掌握 PCB 绘图工具。 3.熟悉双面印制板的自动布局和自动布线，DRC检查。二、实验内容 1.绘制闪光灯控制电路原理图如图 8-1 所示。 图 8-1 闪光灯控制电路原理图 2.根据图 8-1 所示电气原理图，绘制一块双面电路板图。电路板长 2500mil ，宽 1600mil ，加载 ADVPCB.Ddb 元件封装库。根据表 8-1 提供的元件封装并参照图 8-1 进行手工布局，其中“Vin1、Vin2”需在电路板

29、上放置焊盘。布局后在底层进行手工布线，布线宽度为 20mil 。布线结束后，进行字符调整。图 8-2 闪光灯控制电路PCB图三、实验步骤 1.启动 Protel 99 SE ，创建新的原理图文件。2.设置图纸为 A4。3.添加元件库。 如Sin.ddb，Miscellaneous Devices. lib。4.放置仿真元件。所用元件及所属元件库均列于表10。表 8-1元件样本 元件标号 元件封装原理图元件/封装所属元件库 CAPC2RAD-0.2Miscellaneous Devices.lib/Miscellaneous.libELECTRO1C1 、C3、 C4 、C5RB-.2/.4Mi

30、scellaneous Devices.lib/Miscellaneous.libRES2 R1R4 AXIAL-0.3Miscellaneous Devices.lib/Miscellaneous.libDIODE D1、D2、D3、D4、D5 DIODE-0.4Miscellaneous Devices.lib/Miscellaneous.libVOLTREG WY1 SIP-3Miscellaneous Devices.lib/Miscellaneous.libNPNQ1、Q2TO-92AMiscellaneous Devices.lib/PCB Footprints.libLEDLED1、 LED2SIP-