但當設(shè)計大型、復(fù)雜系統(tǒng)的電路原理圖時,若將整個圖紙設(shè)計在一張圖紙上,就會使圖紙變得過分復(fù)雜不利于分析和檢錯,同時也難于多人參與系統(tǒng)設(shè)計。
6.在主菜單中選擇“Design”→“Create Sheet From Sheet Symbol”命令,十字光標點擊方塊圖,出現(xiàn)子圖和端口,繪制子圖如圖2-2、圖2-3。
7. 在主菜單中選擇“File”→“Save All”命令,將新建的3個原理圖文件和按照其原名保存。在頂層文件中總體進行編譯。
2、選中頂層文件,在主菜單中選擇“Design”→“Creat Sheet Symbol From Sheet or HDL”命令,打開如圖2-5所示的“Choose Document to Place”對話框。
在主電路圖(Main_top.SchDoc)內(nèi)連線,在連線過程中,可以用鼠標移動方塊圖內(nèi)的端口(端口可以在方塊圖的上下左右四個邊上移動),也可改變方塊圖的大小,完成后的主電路圖如圖2-6所示。
檢查是否同步,也就是方塊圖入口與端口之間是否匹配,選擇菜單“Design”→“Synchronize Sheet Entries and Ports”命令,如果方塊圖入口與端口之間匹配,則顯示對話框“Synchronize Ports to Sheet Entries In 層次原理圖設(shè)計.PrjPCB”,告知“All Sheet symbols are matched”,如圖2-7所示。
一.實驗?zāi)康?/div>
1.掌握原理圖元件庫的制作過程。
2.熟悉菜單和工具欄的基本使用。
二.實驗內(nèi)容
1.創(chuàng)建一個庫元件——STC11F02
2.為庫元件添加封裝
3.繪制STC11F02單片機最小系統(tǒng)電路
三.實驗步驟
1.創(chuàng)建一個庫元件
(1)執(zhí)行【文件】-【新建】-【庫】-【原理圖庫】命令,保存,命名為:myschlib.SCHlib。如圖3-1所示。
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圖3-1 新建庫元件界面
單擊右下角【SCH】→【SCH library】調(diào)出SCH library面板,如圖3-2所示。該庫中已經(jīng)默認添加了一個元件component_1 。
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圖3-2SCH library面板 圖3-3 【PIN特性】對話框
(2)執(zhí)行【工具】→【文檔選項】命令,設(shè)置相關(guān)參數(shù)
(3)執(zhí)行【放置】→【矩形】命令,放置一個矩形
(4)執(zhí)行【放置】→【放置引腳】命令,放置引腳,注意帶“×”的一段朝外,按下TAB鍵,彈出3-3所示的【PIN特性】對話框。
- Passive:不關(guān)心
- I/O:雙向
- Input:輸入
- Output:輸出
- power:電源
- Open emitter :發(fā)射極開路
- Open collector:集電極開路
- HIZ:高阻
- 隱藏:設(shè)置該引腳是否隱藏
- 低電平使能引腳:
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圖3-4整個名稱取反 圖3-5 一個字符取反
- 【工具】-【設(shè)置原理圖參數(shù)】,在【否定信號’’】前打鉤。
- 當反斜杠在整個顯示名稱最前面時:整個名稱帶橫杠,如
- 當反斜杠在顯示名稱字符后面面時:反斜杠前面的一個字符帶橫杠,如圖3-5所示。
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圖3-6 放置所有引腳圖 3-7 調(diào)整后放置所有引腳
(5)設(shè)置完畢,單擊“確定”按鈕,關(guān)閉對話框。放置引腳,同樣的方法放置其他引腳,如圖3-6所示。
(6)為了便于繪圖對原理圖符號進行適當調(diào)整,如圖3-7所示。
(7)設(shè)置器件屬性:單擊SCH library面板的【元件名】欄中的【編輯】,或者原理圖符號上【單擊鼠標右鍵】-【工具】-【器件屬性】,彈出Library Component Properties對話框,如圖3-8所示。
- Default designator:默認的庫元件標示符,例如IC?
- 注釋:庫元件型號說明,這里設(shè)定為STC11F02
- 描述:庫元件的性能描述,這里為”8-bit microcontroller,2kB flash”
- 類型:默認即可
- Symbol reference:為所繪制的庫元件重新命名。這里為STC11F02
- 鎖定PIN:選中該復(fù)選框后,所有的引腳將和庫元件成為一個整體,這樣不能在原理圖上單獨移動引腳。務(wù)必選中,否則繪圖時容易出麻煩。
- 在圖紙中顯示全部PIN(包括隱藏的):選中后,原理圖上會顯示該元件的全部引腳。
- 本地化:設(shè)置引腳、邊框、填充的顏色。
- 編輯PIN:打開【元件管腳編輯器】,編輯引腳。
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圖3-8 Library Component Properties對話框
2.為庫元件添加封裝
(1) 執(zhí)行【工具】-【模式管理器】命令,打開【模型管理器】,如圖3-9
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圖3-9【模型管理器】對話框 圖3-10 【PCB模型】對話框
(2) 單擊【add footprint】,打開【PCB模型】對話框,如圖3-10所示。
(3) 單擊【瀏覽】,打開【瀏覽庫】對話框,如圖3-11所示,【瀏覽庫】對話框中顯示了當前可用的封裝庫信息。單擊【發(fā)現(xiàn)】按鈕,進入【搜索庫】對話框,如圖3-12所示。
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圖3-11 【瀏覽庫】對話框 圖3-12 【搜索庫】對話框
- 域:輸入name
- 運算符:contains
- 值:DIP20(SOP是貼片,數(shù)字是引腳數(shù);DIP是雙列直插)
在圖3-12界面中設(shè)置完成后,點【搜索】開始搜索庫,進入【瀏覽庫】對話框,如圖3-13所示。
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圖3-13 【瀏覽庫】對話框 圖3-14加載封裝提示框
在圖3-13中,選擇合適的封裝,點【確定】,關(guān)閉【瀏覽庫】對話框,彈出加載封裝提示框,如圖3-14所示。單擊【是】,加載相應(yīng)的庫,【PCB模型】對話框中已經(jīng)加載選中的封裝,如圖3-15所示。單擊【確定】,關(guān)閉【PCB模型】對話框。封裝顯示在【模型管理器】對話框中,如圖3-16所示。
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圖3-15 加載封裝 圖3-16封裝已經(jīng)添加
3.同樣的方法繪制MAX813L看門狗芯片的SCH庫元件。
4.繪制STC11F02單片機最小系統(tǒng)電路
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圖3-17 STC11F02單片機最小系統(tǒng)電路
四.思考題
1.簡述制作原理圖元件庫的基本過程?
2.創(chuàng)建原理圖元器件有那幾種方法?
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實驗四 印刷電路板設(shè)計一.實驗?zāi)康?/div>
1.掌握PCB設(shè)計流程,手動布局以及自動布線的方法;
2.理解導(dǎo)向生成PCB的方法以及布線規(guī)則的設(shè)置;
3.了解PCB布局的方法。
二.實驗內(nèi)容
設(shè)計圖3-17 “STC11F02單片機最小系統(tǒng)電路”的PCB板。
三.實驗步驟
1. 新建和設(shè)置PCB文件
執(zhí)行菜單命令:【文件】-【新建】-【PCB】,新建一個PCB文件,保存為STC11F02.PcbDoc,如圖4-1所示
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圖4-1 新建PCB文件 圖4-2 PCB filter面板
2.繪制改變板子形狀
第1步:首先是在 Keep Out Layer層。使用繪圖工具繪制板子形狀。
第2步:選中繪制的板子外形邊框線;繪制完后,采用查找相似對象的方法,選中繪制的線條;或采用“PCB filter面板”如圖4-2所示, 輸入“iskeepout”過濾詞,可選中在Keep Out Layer層繪制的線條。
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圖4-3 生成的板框 圖4-4 焊盤屬性
第4步,執(zhí)行【設(shè)計】-【板子形狀】-【按照選擇對象定義】,生成PCB外形,如圖4-3所示。
2.加螺絲孔:
切換到機械層,即點擊Mechanical 1
方法一:在合適的位置畫個圓圈即可。不在贅述
方法二:在PCB上放置焊盤,設(shè)置好直徑,將孔屬性中進行如下設(shè)置即可!板兘鸬摹钡膶︺^去掉。因為是螺絲孔,無需鍍金。如圖4-4所示
方法三:放置過孔,螺絲孔,經(jīng)常把“網(wǎng)絡(luò)”連接到GND,如圖4-5所示
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圖4-5過孔屬性 圖4-6 加螺絲孔后線路板
在此采用過孔的方法放置4個螺絲孔,如圖4-6所示。
3.裝載元件和手動布局
(1)原理圖中,使用【設(shè)計】/update PCB document命令,或者在在PCB編輯器中【設(shè)計】/Import Changes From 命令,系統(tǒng)打開如圖4-7的【工程更改順序】窗口
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圖4-7 【工程更改順序】窗口 圖4-8驗證后的【工程更改順序】窗口
(2)單擊【工程更改順序】窗口中的“生效更改”按鈕,對進行更改驗證,并顯示出手影響元素檢查后的結(jié)果,如圖4-8所示。檢查無誤的信息以綠色的“√”表示,檢查出錯的信息以紅色的“×”表示,顯示檢測不通過的原因。
(3)根據(jù)檢查驗證結(jié)果重新更改原理圖中存在的缺陷,直到通過為止。單擊“執(zhí)行更改”按鈕,將元器件、網(wǎng)絡(luò)表裝載到PCB文件中,如圖4-9所示。所有元件的封裝導(dǎo)入到PCB環(huán)境中,如圖4-10所示。
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圖4-9接受后的【工程更改順序】窗口 圖4-10導(dǎo)入封裝后
(4)根據(jù)信號流動方向,以及將接口類元器件放置在PCB板邊緣的原則對元器件進行手動布局。交互選擇:當在SCH原理圖中選中元器件時,PCB環(huán)境下對應(yīng)的元器件,也被選中。
(5)手動布局過程中常用快捷鍵表4-1;完成布局,如圖4-11所示。
表4-1 手動布局常用快捷鍵
快捷鍵 | 說明 |
A | 調(diào)出“排列”菜單 |
I+L | 在矩形區(qū)域內(nèi)排列 |
L | 調(diào)出【視圖配置】對話框 |
空格 | 旋轉(zhuǎn)元件 |
G | 點出標尺;例如G+G是設(shè)置跳轉(zhuǎn)柵格 |
R+P | 測量兩個部件之間的距離 |
R+M | 測量兩個點之間的距離 |
Q | 公尺和英尺切換 |
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圖4-11 完成布局 圖4-12 規(guī)則對話框
4.布線規(guī)則設(shè)置:尤其是一些線的寬度和距離。例如地線和電源線。
【設(shè)計】→【規(guī)則】→【Routing】→【W(wǎng)idth】,在此單擊鼠標右鍵→【新規(guī)則】,可以添加規(guī)則,如圖4-12所示,其中“優(yōu)先權(quán)”設(shè)置優(yōu)先權(quán),前面的優(yōu)先權(quán)高。
5.手動布線:手動布線完成,如圖4-13所示。
表4-2 手動布線常用快捷鍵
快捷鍵 | 說明 |
P+P | 放置焊盤 |
P+T | 放置導(dǎo)線: 按~鍵,跳出快捷菜單提示 按Ctrl,單擊Net,可在兩個焊盤之間自動布線。 按大鍵盤的1鍵切換預(yù)布線 按大鍵盤的2鍵可以添加一個過孔(在拐角處) 按小鍵盤/放置過孔(過孔出現(xiàn)在導(dǎo)線末尾) 按l鍵切換布線層 按小鍵盤*放置過孔(在拐角處)并在布線層切換。 按“空格鍵”改變布線起始角度 按Shift+空格,改變布線拐角類型弧形的拐角的弧度可以通過快捷鍵“,”(逗號)或“!保ň涮枺┻M行減小或增加弧的半徑。使用shift+“<”快捷鍵或Shift+“>”快捷鍵則以10倍速度增加或減小控制。 按Shift+A,調(diào)出蛇形布線,再按1和2改變轉(zhuǎn)角,3和4改變間距,<和>改變寬度。 按Shift+R,改變穿越方式。 按Shift+W,選擇布線寬度(只能在min和max之間選擇 )。 |
P+D+L | 放置尺寸標注 |
Shift+S | 只顯示當前層的對象 |
Ctrl+點某線 | 選中NET上的布線,變亮,其他變暗。 |
Ctrl+Pagedown | 圖紙充滿屏幕 |
鼠標滾輪 | 上下移動 |
Shift+鼠標滾輪 | 左右移動 |
Ctrl+鼠標滾輪 | 放大縮小 |
D+S+V | 通過設(shè)定定點,而改變PCB板邊界形狀 |
D+S+R | 直接畫出板子形狀 |
U | 刪除布線 |
P+D+L | 標出量的尺寸 |
R+M(CTRL+M) | 測量兩點之間距離 |
J+L | 定位到指定的坐標的位置。定位坐標應(yīng)該為吸附尺寸的整數(shù)倍 |
J+C | 定位到指定的元件處。在彈出的對話框內(nèi)輸入該元件的編號。 |
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圖4-13 布線完成
6.添加淚滴
第1步:打開需要放置淚滴的PCB板,執(zhí)行【工具】→【滴淚】命令,彈出淚滴設(shè)置對話框,如圖4-14所示。
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圖4-14 淚滴設(shè)置對話框 圖4-15加淚滴后
第2步:在“通!痹O(shè)置欄中,如果選擇“全部焊盤”,將對所有的焊盤放置淚滴;如果選擇“全部過孔”,將對所有的過孔放置淚滴;如果選擇“僅選擇的對象”,將只對所選擇的元素所連接的焊盤和過孔放置淚滴。
在“行為”設(shè)置欄,“添加”單選按鈕表示此操作將添加淚滴;“刪除”單選按鈕表示此操作將刪除淚滴。
在“淚滴類型”設(shè)置欄,設(shè)置淚滴的形狀,其中“Arc”和“Track”選擇淚滴的形狀。
第3步:單擊OK按鈕,系統(tǒng)將自動按所設(shè)置的方式放置淚滴,效果如圖4-15所示。
7.覆銅:可以增強抗干擾能力或散熱能力。
單擊工具欄“放置多邊形平面”圖標或單擊【放置】→【多邊形覆銅】,如圖4-16所示,可進行覆銅設(shè)置。具體方法是:
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圖4-16 【多邊形覆銅】對話框
第1步:設(shè)置好覆銅屬性:
層:選擇要覆銅的層,Top Layer或者Bouttom Layer。
連接到網(wǎng)絡(luò) :選擇覆銅連接的NET。多數(shù)選擇GND。
Pour Over Net Polygons Only:覆銅不跟要連接的NET成為一體。即覆銅不覆蓋連接的NET。
pour over all same net objects: 即覆銅覆蓋擬連接的NET。
死銅移除:打鉤,可以出去死銅
第2步:在要覆銅的層上畫出鋪皮外形即可完成覆銅。如圖4-17所示。
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圖4-17 覆銅效果圖
8.生成元器件表:
生成XLS格式的元器件列表,便于元件采購等。
報告→Bill Of Materials
四.思考題
1.如何設(shè)置布線規(guī)則?
2.簡述PCB板設(shè)計的流程。
畫好原理圖之后,屬性修改好封裝,如果封裝找不到就需要自己新建封裝,反正要把所有元件都加上封裝,之后保存。新建PCB文件,定義板子尺寸和柵格等,在直接在原理圖界面design--update PCB doucument PCB,接下來就是擺放原件和布線了
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心得體會:通過這四次的實驗基本掌握了計算機輔助制圖的方法。了解了他們的功能,通過原理圖設(shè)計基礎(chǔ)電路,原理圖設(shè)計進階繪制,原理圖元件庫,印刷電路板設(shè)計這四個功能塊的設(shè)計基本掌握了他們的方法,為以后的工程設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ),感謝這樣的輔助制圖設(shè)計實驗,讓自己又多了一項新的技能,從實驗步驟一步步的走下去,看到結(jié)果無誤的那種開心心情,其實這樣的實驗挺有意思的,以后還會繼續(xù)學(xué)習(xí)更多的關(guān)于這樣制圖方法。
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交通燈設(shè)計
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