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單片機實驗板電路圖繪制、 PCB制版設計課設

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ID:356294 發(fā)表于 2018-6-21 19:23 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
對給定電路(按學號進行分配),使用Protel99或protelDxp或AD軟件,進行電路圖繪制、 PCB制版設計,設計為雙面板,板子大小合適,進行合理的規(guī)則設置,PCB板子的元器件布局、布線合理,要求補淚滴、鋪銅,電源線與地線不小于20mil,要求按工業(yè)化標準設計,并進行必要的合理的抗干擾處理。

一、任務及要求

設計任務:
對給定電路(按學號進行分配),使用Protel99或protelDxp或AD軟件,進行電路圖繪制、 PCB制版設計,設計為雙面板,板子大小合適,進行合理的規(guī)則設置,PCB板子的元器件布局、布線合理,要求補淚滴、鋪銅,電源線與地線不小于20mil,要求按工業(yè)化標準設計,并進行必要的合理的抗干擾處理。
設計要求:
(1)繪制原理圖(繪圖、輸入封裝、ERC規(guī)則檢查、生成Netlist);
(2)進行PCB設計(板框大小確定、參數(shù)設置、布局、布線、補淚滴、鋪地、元器件清單、絲印調(diào)整、四周放置螺釘孔);
(3)撰寫說明書,以圖為主,文字說明為輔(必須含有的內(nèi)容:原理圖、材料清單、頂層、底層、各層疊印(各層重疊一起打。⒔z印層、3D效果圖。其他的表單或PCB圖層只生成,不打。
二、進度安排

第一周:
周一:集中布置課程設計任務和相關事宜,查資料確定設計方案。
周二:完成原理圖繪制
周三~周四:完成PCB設計
周五:完成設計報告、答辯。
三、參考資料

[1]王雅芳. Protel 99 SE電路設計與制版從入門到提高.機械出版社,2011.
[2]蘇州矽科. 印制板設計規(guī)范.1版. 蘇州矽科電子信息科技有限公司,2005.

目  錄
第1章 繪制原理圖            
1.1元件封裝清單
1.2原理圖
1.3 ERC電氣檢測
1.4網(wǎng)絡表
第2章 PCB設計            
2.1設計工藝
2.2各種報表的生成
第3章 PCB各層面輸出與打印            
3.1 PCB板頂層圖            
3.2 PCB板底層圖            
3.3 PCB板絲印層圖            
3.4 PCB板各疊層圖            
3.5 PCB板3D效果圖            
第4章  總結  

第1章 繪制原理圖
1.1元件封裝清單
制作原理圖過程中,都需要對每個元器件進行指定的封裝,非標準器件則需自己對封裝進行設計,下表為各個元器件的封裝。

1.2原理圖
本次課程設計使用Protel 99 SE繪制原理圖,如圖1.1

圖1.1

圖1.1是課題LK-1型單片機學習板的原理圖,在繪制原理圖的過程中,有一部分元件是Protel 99 SE常用庫里沒有的,需要自己畫,再進行加庫。新建元件庫文件格式為SCHLIB.LIB,引腳需要編號才能正常使用,需要畫的元件有51系列單片機、紅外傳感器LT0038、四合十七段顯示器,如圖1.2,圖1.3,圖1.4。


          圖1.2                                         圖1.3


   
圖1.4

1.3 ERC電氣檢測

原理圖制作完畢后,接下來進行的就是ERC電氣檢測,在生成ERC報表后,則能看出原理圖接線中哪里出現(xiàn)了問題,根據(jù)指出的錯誤和類型及時修改,直到原理圖不再出現(xiàn)問題為止。

1.4網(wǎng)絡表

    ERC電氣檢測無錯誤后,便是生成網(wǎng)絡表。網(wǎng)絡表是電路圖和PCB之間的連接橋梁,是生成PCB文件的基本依據(jù)。所以正確的網(wǎng)絡表是制作PCB板的前提。

部分網(wǎng)絡表如下圖



                             

圖1.5             圖1.6               圖1.7                圖1.8

第2章 PCB設計

2.1設計工藝

  PCB 設計過程中有一些需要考慮的設計工藝,這些工藝影響板子的抗干擾性、正確性、實用性等。
1、首先應該考慮安裝孔、插頭、定位孔、基準點等都要滿足要求,各種元件的擺放位置和準確地安裝在規(guī)定的位置,同時要便于安裝、系統(tǒng)調(diào)試、以及通風散熱。
2、適當大一些的焊盤、通孔、走線;減少過孔,優(yōu)化走線,使其疏密均勻,一致性
好。
3、避免使用小于 90 度彎的走線,并規(guī)定其彎度為 45°
4、對于本課題同類的大功率電路板,因為其發(fā)熱劇烈,因此盡量避開使用大面積銅箔;否則,在使用過程中時間過長產(chǎn)生熱量時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象,如必須使用大面積銅箔時,可采用柵格狀導線。導線的端口則是焊盤。焊盤中心孔要比器件引線直徑大一些。焊盤太大在焊接中易形成虛焊,焊盤外徑 D 一般不小于(d+1.2)mm,其中 d 為
孔徑,對于一些密度比較大的元件的焊盤最小直徑可。╠+1.0)mm
5、根據(jù)不同的電路板流過電流的大小,盡量加大電源線的寬度,從而來減小環(huán)路電阻,同時電源線與地線走向以及數(shù)據(jù)傳送方向保持一致。

2.2各種報表的生成

本課題需要生成的報表有:網(wǎng)絡表,板子信息表,材料清單表。各種報表生成方法與過程如下:
    (1)網(wǎng)絡表:在原理圖編輯窗口中進行如下操作(Design—>Create Netlist…)即可。
    (2)板子信息表:在PCB編輯窗口中進行如下操作:(Report->Board Information…->Report)在出現(xiàn)的對話框中選擇所要的信息,再點擊Report按鈕即可。  
  • 材料清單表:在原理圖編輯窗口中進行如下操作(Report->Bill of Material)根據(jù)向?qū)刹牧锨鍐渭纯伞?/font>



第3章 PCB各層面輸出與打印

3.1 PCB板頂層圖

                                         圖3.1

3.2 PCB板底層圖

                                           圖3.2

3.3 PCB板絲印層圖


                                       圖3.3

3.4 PCB板各疊層圖

                                      圖3.4

3.5 PCB板3D效果圖

                                         圖3.5

第4章  總結

     在開始接觸PROTEL軟件時,對其全英文的操作界面一竅不通,但在同學的講解和操作指導下,加上自己的實際練習慢慢對它漸漸地熟悉了。開始只會建原理圖文件和PCB文件,但都不會查找元件和繪制元件,更不用說繪制PCB封裝了。通過這次對單片機PROTEL課程設計,讓我了解了印制電路板設計的基本過程,由以前的懵懂到現(xiàn)在的基本掌握了設計PCB設計的步驟。

       這周我學到了很多知識,特別對于以后工作有很大的幫助,也培養(yǎng)了我的耐心和獨立性,讓我的動手能力得到了提高。臨近畢業(yè),這次的課設讓我受益匪淺,趙老師的嚴格要求讓我以后對待任何事情都會持著嚴謹?shù)男膽B(tài)去完成,讓自己不斷的提升,變得越來越好。


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