CAD课程设计报告

盐城工学院《电子线路CAD》课程设计报告设计题号:第五题姓名:邓钟鸣学院:信息工程学院专业:电科班级:141学号:33日期2016年12月26日——2017年1月13日指导教师:曹瑞、朱明目录一、摘要……………………………………………………………1二、设计的任务与要求……………………………………………1三、软件介绍………………………………………………………1四、画图的步骤……………………………………………………3五、设计总结………………………………………………………20六、参考文献………………………………………………………21附录：附录1.原理图附录2.PCB图一、摘要电子线路CAD是从实用角度出发，详细介绍了AltiumDesigner的实用功能，可以引导读者轻松入门，快速提高。全面介绍了AltiumDesigner的界面、基本组成及使用环境等，并详细讲解了电路原理图的绘制、元件设计、印制电路板图的基本知识、印制电路板图设计方法及操作步骤等，详细讲解了电路从电路原理图设计到印制电路板图输出的整个过程。关键词：AltiumDesigner软件；电路原理图设计；电路板；二、设计的任务与要求1.锻炼学生将理论用于实际和动手的能力以及更熟练的使用AltiumDesigner软件2.使学生学会绘制电路原理图、电路查错、仿真、PCB(PrintedCircuitBoard，印刷电路板)设计3、掌握元件封装的方法意义：通过这次AltiumDesigner期末考试以及报告的设计,提高思考能力和实践能力。同时通过本课题设计，巩固已学的理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，了解各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算各个单元电路。而且更加掌握的AltiumDesigner该软件的使用，对原理图的绘制和PCB的布局以及电路的仿真都有了进一步的理解。三、软件介绍软件概述：AltiumDesigner是Altium澳大利亚公司推出的一个全32位的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，使用该软件的设计者可以容易地设计出电路原理图和画出元件设计电路板图。而且由于其高度的集成性与扩展性，一经推出，立即为广大用户所接受，很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件，并成为新一代电气原理图工业标准。AltiumDesigner主要有两大部分组成，每一部分个有几个模块，第一部分是电路设计部分，主要有：原理设计系统，包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch,用于修改和生成原理图元件的原件编辑器，以及各种报表的生成器Schlib。印刷电路板设计系统，包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改，生成元件封装的元件封装编辑器PCBLib。第二部分是电路仿真与可编程逻辑器件设计。AltaiDesigne采用数据库的管理方式。AltiumDesigne软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel99大体相同，新增加了一些功能模块，功能更加强大。新增的层堆栈管理功能，可以设计32个信号层，16个地电层，16个机械层。新增的3D功能让您在加工印制版之前可以看到板的三维效果。增强的打印功能，使您可以轻松修改打印设置控制打印结果。AltiumDesigne容易使用的特性还体现在“这是什么”帮助，按下右上角的小问号，然后输入你所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助顾问。软件发展：ProtelForWindows1.0～1.5Protel3.x和Protel98Protel99以及ProtelSEForWindows98ProtelDXPForWindowsXP/2000AltiumDesigner6AltiumDesigner08AltiumDesigner10AltiumDesigner12软件功能：1．电路原理图设计①绘制和编辑电路原理图等；②制作和修改原理图元件符号或元件库等；③生成原理图与元件库的各种报表。2．印制电路板设计①印制电路板设计与编辑；②元件的封装制作与管理；③板型的设置与管理。3.设置原理图编辑界面的系统参数和工作环境为了适应不同用户的操作习惯，以及不同的项目的原理图格式需求，AltiumDesigner允许用设置原理图编辑界面的的工作环境，例如设置网络的大小和类型以及鼠标指针类型等，其中大多数参数可以用系统默认值，但根据用户个人的习惯来适当调整环境设置，将会给设计者带来方便，显著提高设计效率。在对原理图编辑界面进行调整后，用户还需要对原理图的图纸尺寸进行设置，以满足图纸使用者的要求，图纸的格式、规格要根据实际情况进行选择，良好的图纸格式会使图纸管理工作变得更加轻松。尤其是在一个项目汇总包含多张原理图时候。4.布置元件并调整元件属性和布局这一步是原理图设计的关键，用户根据实际电路的需要，选择合适的电子元件，然后载入包含所需元件的集成元件库，从元件库中提取元件放置到原理图纸上，同时还需设定零件的标识、封装等属性。5.原理图布线原理图布线就是利用“Wiring”工具栏的连线工具将图纸上的独立元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。6.检查、仿真、校对及线路调整当原理图绘制完成以后，用户还需要利用系统所提供的各种工具对项目进行编译，找出原理图中的错误，进行修改。如果需要，也可以在绘制好的电路图中添加信号进行软件模拟仿真，检验原理图的功能。7.输出报表，保存文件原理图校对结束后，用户可利用系统提供的各种报表生成服务模块创建各种报表，例如网络列表、元件列表等。为后续的PCB设计做准备。获得报表输出后，保存原理图文档或打印输出原理图，设计工作结束。软件面板：四、画图步骤（1）制作流程：电子线路设计流程有三个步骤:1.电路原理图，电路原理图就是使用电子元器件的符号以及绘制电路原理图所需的导线、总线等示意性绘图工具来描述电路系统中各元器件之间的电气连接关系的一种符号化、图形化的语言。2.生成网络表，网络表文件是文本文件，它记录了原理图中元件类型、序号、封装形式以及各元器件之间的连接关系等信息。因此，借助网络表文件描述的元件连接关系即可验证原理图编辑过程中连线的正确性。3.生成PCB文件，PCB设计是电子产品设计过程中的关键环节，电子产品的功能有原理图决定，但电子产品的许多性能指标，如稳定性、可靠性、抗震强度等不仅与原理图设计、元器件质量、生产工艺有关，而且很大程度上取决于印制电路板的布局、布线是否合理。(2)原理图设计1.设计图纸大小首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。2.设置AltiumDesigner设计环境包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。3.旋转零件用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。4.原理图布线利用AltiumDesigne提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。5.调整线路将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。原理图具体操作：1.创建项目选取菜单File/New来新建一个设计库，执行菜单命令【File】/【New】/【PCBProject】，弹出项目面板，执行菜单命令【File】/【Save】，在弹出的保存文件对话框中输入文件名，对原理图文件进行命名。2.加载元件库AltiumDesigner系统默认打开的元件库有两个：常用分立元器件库MiscellaneousDevices.Intlib常用接插件库MiscellaneousConnectors.Intlib执行菜单命令【Design】/【Add/RemoveLibrary...】弹出元件库加载/卸载元件库对话框在元件库加载/卸载对话框中，单击“Install”按钮，弹出打开库文件对话框3.放置元件打开库文件面板（Libraries）搜索元件编号找到对应元件，双击使元件虚线化拖动到需要的地方。4.放置导线执行菜单命令【Place】/【Wire】或单击布线工具栏的快捷按钮光标移动到元件的引脚端（电气点）时，光标中心的“×”号变为一个红“米”字形符号，表示导线的端点与元件引脚的电气点可以正确连接单击，导线的起点就与元件的引脚连接在一起了(如图)5.元件参数的直接标识和编辑元件属性对话框上“Properties”栏中，“Comment”项的“Visible”，“Parametersfor...”栏中“Value”6.制作原理图库（1）这过程是把我们所要画的原理图中所需要的各种元器件的原理图库建立，并保存。新建原理图库要在新建的工程*.PrjPCB单击右键然后点击“AddNewtoProject”，再点击“SchematicLibrary”。（2）制作新元器件原理图库—ToolsNewComponent（在命名完后就可以进行制作）。7.制作封装库把刚才制作的“原件库”在添加到工程中。这时工程中有两个库，一个包含杂原件的软件自带库，一个我们自己的库。打开库，双击原件，即可把原件依次添加到操作界面里。然后我们把原件用线连接起来。注意当原件较多时，我们可以用网络标号的方法来代替。这个过程是根据实际的各元器件的尺寸大小来进行制作。（1）新建封装库要在新建的工程*.PrjPCB单击右键然后点击“AddNewtoProject”再点击“PCBLibrary”；（2）制作新元器件封装库在点击Tools后再点击ComponentWizard。8.添加封装我们把原理图库中的元器件和对应的封装库中的封装进行封装。值得注意的是，封装库中的封装是可以重复使用的。添加封装在点击Tools之后再点击ModelManager后选中所需封装元器件名称再按AddFootprint最后把封装库中相应的封装找到并确认。9.元件绘制添加封装在点击Tools之后再点击ModelManager后选中所需封装元器件名称再按AddFootprint最后把封装库中相应的封装找到并确认。检测封装的正确性。本次设计绘制元件图如下。7.设计好的原理图(3)PCB设计PCB板是所有设计过程的最终产品。PCB图设计的好坏直接决定了设计结果是否能满足要求，PCB图设计过程中主要有以下几个步骤。1.首先创建PCB选择：文件〉新〉PCB（File\New\PCB），重命名并保存。左键点中原理图，键盘上PageUp，PageDown可调整视图大小。选择：设计〉文档选项〉标准样式（Design〉DocumentOptions〉SheetOptions）可调整图纸尺寸大小。2.电路板禁止布线区的设置（1）设定当前的工作层面为“Keep-OutLayer”。（2）执行菜单命令【Place】/【Line】（3）适当位置单击，确定起点。然后拖动至某一点，再单击确定终点3.导入元件执行菜单命令Design—ImportChangesFrom第五题,将原理图设计数据导入PCB文件，打开工程（项目）更新，更新文件并修改生成PCB过程中已知检测到的错误。4.自动布局或手动布局打开Tools-Component，可以选择自己喜欢或者合理的布局方式。如果原理图过于复杂，尽量选择手动布局。一般布局按如下原则进行：①．按电气性能合理分区，一般分为：数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区（干扰源）；②．完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁；同时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁；③．对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏感元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；④．I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件；⑤．时钟产生器（如：晶振或钟振）要尽量靠近用到该时钟的器件；⑥．在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个去耦电容（一般采用高频性能好的独石电容）；电路板空间较密时，也可在几个