计算机电气绘图实验实训指导书

计算机电气绘图实验、实训指导书重庆科技学院电子信息工程学院目录Protel99se实验实验一绘制最小单片机系统电路图.........................................2实验二电气规则检查功能的应用...........................................4实验三模拟电路仿真（一）...............................................5实验四绘制SCH元件.....................................................8实验五绘制单片机系统电路..............................................10实验六绘制PCB元件....................................................12实验七绘制PCB板......................................................13实验七绘制PCB板......................................................14实验八模拟电路仿真（二）..............................................16实验九数模混合电路仿真................................................17AutoCAD实验实验一AUTOCAD基本绘图练习..............................................19实验二AUTOCAD编辑、标注命令使用........................................23电子线路辅助设计实习教程第一章电路原理图的计算机辅助设计.......................................281.1电路原理图设计基础...............................................................................................281.2进一步认识SCH99..................................................................................................351.3电气原理图的后续处理...........................................................................................371.4电路仿真...................................................................................................................39第二章印刷电路板的计算机辅助设计.......................................452.1PCB设计基础知识..................................................................................................452.2印制电路板布局及布线...........................................................................................541Protel99se实验2实验一绘制最小单片机系统电路图一、实验目的：1、掌握电气原理图的绘制步骤。2、初步掌握电气原理图的基本操作。二、实验内容：绘制最小单片机系统电路图（电路图见下页）。三、步骤：1、SCH文件的建立。1）启动PROTEL99SE。2）在D:\MyDocuments\EDAUSER下新建一个Protel设计数据库文件：姓名.ddb。3）用File/New，选择SchematicDocument文件类型，新建一个原理图文件Cpu.sch；图纸大小为A4。2、摆放元件。1）添加/删除元件库：单击Design/AddRemoveLibrary，添加D:\MyDocuments\EDAUSER\Lib\Lib.ddb作此次设计用元件库，删除其它的元件库。2）放置元件。a.根据元件种类，选择合适的元件库。b.通过元件列表选择元件。c.放置元件，在放置的同时设置元件的属性。3）放置电源类元件：VCC、GND3、连接线路。4、检查原理图。5、保存文件，退出。3最小单片机系统电路图图中元件资料元件元件编号元件所在库（LIB.ddb中）库元件名元件封装电阻R1DEVICE.libRES2AXIAL0.4无极性电容C2、C3DEVICE.libCAPRAD0.2电解电容C1DEVICE.libELECTRO2RB.1/.2石英晶体X1DEVICE.libCRYSTALXTAL18031U1Intel.lib8031DIP4074LS373U2TTL.lib74LS373DIP20原理图设计常用热键：PageUp：图纸放大。PageDown：图纸缩小。End：刷新画面。Tab：在元件处于浮动状态时，编辑元件属性。Esc：结束当前操作。SpaceBar：旋转元件或改变走线方式。X：元件水平镜像。Y：元件垂直镜像。4实验二电气规则检查功能的应用一、实验目的：1、了解电气规则检查的原理。2、掌握电气规则检查功能的使用方法。3、掌握自动标注元件编号的方法。二、实验内容：元件编号自动标注和电气规则检查功能的使用。三、实验步骤：1、打开SCH文件Cpu.sch。2、标注元件编号。单击Tools/Annotate，采用不同标注方法对所有元件重新进行标注，然后对照元件编号变化报告，观察原理图元件编号的变化情况。3、检查原理图是否存在以下错误：原理图上（或四周）有无多余的电气对象。元件编号是否重复或未加编号（如R？等）。原理图上是否存在不必要的电气连接点。元件的输入引脚是否悬空？对数字电路未用的输入引脚按逻辑功能的要求接“地”或接“高电平”，模拟电路视实际情况而定。4、运用电气规则检查功能检查原理图。5、分析错误原因，修改原理图。在确定正确的连接关系上放置NoERC标记。6、无错误后，保存原理图文件。原理图设计常用热键：PageUp：图纸放大。PageDown：图纸缩小。End：刷新画面。Tab：在元件处于浮动状态时，编辑元件属性。Esc：结束当前操作。SpaceBar：旋转元件或改变走线方式。X：元件水平镜像。Y：元件垂直镜像。5实验三模拟电路仿真（一）一、实验目的：了解利用计算机进行电路仿真的方法和步骤。二、实验内容：模拟电路瞬态和交流信号仿真。三、实验电路：有源带通滤波器（Bpf.sch），参数Av=4，f0=1000Hz，Q=10，具体电路及信号源参数见下图，此二阶带通滤波器的有关参数和技术指标见附录。要求：（1）验证电路功能：使用SIM99瞬态特性分析功能显示此有源滤波器在1KHz方波信号激励下的输入、输出波形。（2）测量并记录电路技术指标：使用SIM99交流小信号分析功能测量此有源滤波器的放大倍数Av、中心频率f0、品质因数Q，使用Place/Annotation。将测量结果标在图上。四、实验步骤：（1）用SCH99SE绘制电路图，检查电路图有无错误；（2）定义需显示输出的信号和仿真分析类型，具体设置见右图：6（3）仿真分析参数设置：1）瞬态特性分析参数设置：StartTime=0，StopTime=25ms，StepTime=20us，MaximumStep=20us。具体设置见下图。2）交流小信号分析参数设置：StartFrequency=500Hz，StopFrequency=1.5KHz，TestPoints=10000。具体设置见下图。（4）仿真、分析记录数据。五、思考题：如设计要求：AV=5，f0=1000Hz，Q≥10，电路参数该如何调整？（只修改电阻R2，R3）。7附录带通滤波器一、带通滤波器参数：二、多环反馈型二阶带通滤波器技术特性当取C1=C2=C时，a）Av：带通滤波器对中心频率正弦信号的放大倍数，上图是以输入正弦信号的振幅为1V时绘制。Av=－123RRb）f0（ω0=2×π×f0）：带通滤波器的中心频率，即带通滤波器放大倍数最大时的输入信号频率。ω02=232121CRRRRRc）BW：带通滤波器的频率带宽，指带通滤波器放大倍数下降为最大放大倍数的0.707时的最高和最低截至频率之差。BW=fH－fL=CR31d）Q：滤波器的品质因数，Q=BWf0=2111321RRR带通滤波器幅频特性8实验四绘制SCH元件一、实验目的：1.掌握原理图元件库的使用。2.掌握建立元件库和元件的方法、步骤。二、实验内容：创建原理图元件库和元件。三、实验步骤：1.Sch.lib库文件的建立1)启动PROTEL99SE，打开D:\MyDocuments\EDAUSER下先前所建的设计数据库文件。2)单击File/New，选择SchematicLibraryDocument，新建一个原理图库文件（Sch.lib）。2在Sch.lib库文件中添加元件DS1620，如右图所示，DS1620的简介见附录。1)用Tools/NewComponent创建元件，输入新元件的名称DS1620。2)用DrawingTools中的绘图工具绘制描绘元件电气功能的几何图形。3)用DrawingTools中的添加元件引脚，同时根据元件管脚属性设置引脚的名称、引脚序号、引脚的电气特性等参数。4)重复步骤3)，直到所有引脚添加完毕，隐藏DS1620的电源引脚(VCC和GND)。注意：元件管脚从绘制原理图方便、清晰易懂的角度考虑其排列，不必依据其真实的管脚顺序。5)元件描述：在Tools/Description下输入元件缺省编号DefaultDesignator=U？和元件封装FootPrint=DIP8，如此当在原理图中调用此元件时，元件的缺省编号为U?，其缺省封装为DIP8。6)保存文件，退出。注意：元件在第四像限围绕坐标原点绘制，以便于在原理图中对此元件定位。9附录DS1620简介DS1620是DALLAS公司生产的数字式温度测控芯片，其测温范围宽、读数稳定，外围电路简单，与PC机或单片机接口方便。一、DS1620的基本特点：1.测温范围-55℃~+125℃，测量分辨率0.5℃；2.温度值以9位数字读出；3.在1秒内将温度值转化为数字量；4.用户可定义上下限温度值，且永久保存；5.数据读写通过3线串行接口（CLK、DQ、RST）；6.工作频率最大为2MHz。二、DS1620的管脚资料：DS1620管脚功能10实验五绘制单片机系统电路一、实验目的：1、熟练掌握SCH元件库的使用方法。2、了解、掌握元件常用属性的含义及设置。3、熟练掌握Wire、NetLable、Bus的绘制方法。4、熟练掌握原理图的绘制方法和步骤。二、实验内容绘制单片机系统电路原理图（具体电路见下页）。三、实验步骤：1、打开姓名.ddb，新建图纸大小为A4原理图文件SCM.sch。2、添加和删除元件库：此次原理图设计，除用D:\MyDocuments\EDAUSER\Lib\Lib.ddb实现普通元件的放置外，还将用到含集成电路DS1620的元件库。3、元件放置和连线：充分利用Cut、Copy及Paste功能。4、自动标注元件编号。5、使用ERC检查原理图。提示：为提高绘图速度，应1）首先绘制核心部分电路，然后绘制外围部分电路。2）放置元件时，首先放置好核心元件，再放置其余元件。3）相同类型的元件一并放置。4）在放置元件