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单片机实验板电路图绘制、 PCB制版设计课设

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ID:356294 发表于 2018-6-21 19:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
对给定电路(按学号进行分配),使用Protel99或protelDxp或AD软件,进行电路图绘制、 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。

一、任务及要求

设计任务:
对给定电路(按学号进行分配),使用Protel99或protelDxp或AD软件,进行电路图绘制、 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)绘制原理图(绘图、输入封装、ERC规则检查、生成Netlist);
(2)进行PCB设计(板框大小确定、参数设置、布局、布线、补泪滴、铺地、元器件清单、丝印调整、四周放置螺钉孔);
(3)撰写说明书,以图为主,文字说明为辅(必须含有的内容:原理图、材料清单、顶层、底层、各层叠印(各层重叠一起打印)、丝印层、3D效果图。其他的表单或PCB图层只生成,不打印)。
二、进度安排

第一周:
周一:集中布置课程设计任务和相关事宜,查资料确定设计方案。
周二:完成原理图绘制
周三~周四:完成PCB设计
周五:完成设计报告、答辩。
三、参考资料

[1]王雅芳. Protel 99 SE电路设计与制版从入门到提高.机械出版社,2011.
[2]苏州矽科. 印制板设计规范.1版. 苏州矽科电子信息科技有限公司,2005.

目  录
第1章 绘制原理图            
1.1元件封装清单
1.2原理图
1.3 ERC电气检测
1.4网络表
第2章 PCB设计            
2.1设计工艺
2.2各种报表的生成
第3章 PCB各层面输出与打印            
3.1 PCB板顶层图            
3.2 PCB板底层图            
3.3 PCB板丝印层图            
3.4 PCB板各叠层图            
3.5 PCB板3D效果图            
第4章  总结  

第1章 绘制原理图
1.1元件封装清单
制作原理图过程中,都需要对每个元器件进行指定的封装,非标准器件则需自己对封装进行设计,下表为各个元器件的封装。

1.2原理图
本次课程设计使用Protel 99 SE绘制原理图,如图1.1

图1.1

图1.1是课题LK-1型单片机学习板的原理图,在绘制原理图的过程中,有一部分元件是Protel 99 SE常用库里没有的,需要自己画,再进行加库。新建元件库文件格式为SCHLIB.LIB,引脚需要编号才能正常使用,需要画的元件有51系列单片机、红外传感器LT0038、四合十七段显示器,如图1.2,图1.3,图1.4。


          图1.2                                         图1.3


   
图1.4

1.3 ERC电气检测

原理图制作完毕后,接下来进行的就是ERC电气检测,在生成ERC报表后,则能看出原理图接线中哪里出现了问题,根据指出的错误和类型及时修改,直到原理图不再出现问题为止。

1.4网络表

    ERC电气检测无错误后,便是生成网络表。网络表是电路图和PCB之间的连接桥梁,是生成PCB文件的基本依据。所以正确的网络表是制作PCB板的前提。

部分网络表如下图



                             

图1.5             图1.6               图1.7                图1.8

第2章 PCB设计

2.1设计工艺

  PCB 设计过程中有一些需要考虑的设计工艺,这些工艺影响板子的抗干扰性、正确性、实用性等。
1、首先应该考虑安装孔、插头、定位孔、基准点等都要满足要求,各种元件的摆放位置和准确地安装在规定的位置,同时要便于安装、系统调试、以及通风散热。
2、适当大一些的焊盘、通孔、走线;减少过孔,优化走线,使其疏密均匀,一致性
好。
3、避免使用小于 90 度弯的走线,并规定其弯度为 45°
4、对于本课题同类的大功率电路板,因为其发热剧烈,因此尽量避开使用大面积铜箔;否则,在使用过程中时间过长产生热量时,易发生铜箔膨胀和脱落现象,如必须使用大面积铜箔时,可采用栅格状导线。导线的端口则是焊盘。焊盘中心孔要比器件引线直径大一些。焊盘太大在焊接中易形成虚焊,焊盘外径 D 一般不小于(d+1.2)mm,其中 d 为
孔径,对于一些密度比较大的元件的焊盘最小直径可取(d+1.0)mm
5、根据不同的电路板流过电流的大小,尽量加大电源线的宽度,从而来减小环路电阻,同时电源线与地线走向以及数据传送方向保持一致。

2.2各种报表的生成

本课题需要生成的报表有:网络表,板子信息表,材料清单表。各种报表生成方法与过程如下:
    (1)网络表:在原理图编辑窗口中进行如下操作(Design—>Create Netlist…)即可。
    (2)板子信息表:在PCB编辑窗口中进行如下操作:(Report->Board Information…->Report)在出现的对话框中选择所要的信息,再点击Report按钮即可。  
  • 材料清单表:在原理图编辑窗口中进行如下操作(Report->Bill of Material)根据向导生成材料清单即可。



第3章 PCB各层面输出与打印

3.1 PCB板顶层图

                                         图3.1

3.2 PCB板底层图

                                           图3.2

3.3 PCB板丝印层图


                                       图3.3

3.4 PCB板各叠层图

                                      图3.4

3.5 PCB板3D效果图

                                         图3.5

第4章  总结

     在开始接触PROTEL软件时,对其全英文的操作界面一窍不通,但在同学的讲解和操作指导下,加上自己的实际练习慢慢对它渐渐地熟悉了。开始只会建原理图文件和PCB文件,但都不会查找元件和绘制元件,更不用说绘制PCB封装了。通过这次对单片机PROTEL课程设计,让我了解了印制电路板设计的基本过程,由以前的懵懂到现在的基本掌握了设计PCB设计的步骤。

       这周我学到了很多知识,特别对于以后工作有很大的帮助,也培养了我的耐心和独立性,让我的动手能力得到了提高。临近毕业,这次的课设让我受益匪浅,赵老师的严格要求让我以后对待任何事情都会持着严谨的心态去完成,让自己不断的提升,变得越来越好。


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