电子线路CAD课程设计

电气信息学院电气制图与电子线路CAD报告专业班级学号学生姓名指导教师评分2016年12月27日至2017年1月4日I课程设计任务书一、课程设计的目的通过本课程的实习，使学生掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧；使学生掌握电路原理图的设计方法，掌握电路板的绘制方法和技巧；培养学生的动手操作能力，提高学生的专业技能水平；为学生胜任实际PCB板设计打下坚实的基础。主要包括以下内容：1、电气原理图（SCH）设计系统。2、电气原理图元件库编辑。3、印制电路板（PCB）设计系统。4、印制电路板元件库编辑。二、课程设计的内容（一）原理图（SCH）设计系统（1）原理图的设计步骤；（2）绘制电路原理图；（3）文件管理；（4）生成网络表文件；基本要求：掌握原理图的设计步骤，会绘制电路原理图，利用原理图生产网络表，以达到检查原理图的正确性的目的；熟悉文件管理的方法。（二）原理图元件库编辑（1）原理图元件库编辑器；（2）原理图元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的元件库。基本要求：熟悉原理图元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制自己的元件库。（三）印制电路板（PCB）设计系统（1）印制电路板（PCB）的布线流程；（2）设置电路板工作层面和工作参数；II（3）元件布局；（4）手动布线；（5）电路板信息报表生成。基本要求：熟悉PCB布线的流程，熟练设置电路板的工作层面和参数，根据实际情况，规范的对元件进行布局。掌握自动布线和手动布线的方法，并会对布线后生成的信息报表进行检查，以达到修改完善PCB的目的。（四）印制电路板元件库编辑（1）PCB元件库编辑器；（2）PCB元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的PCB元件库基本要求：熟悉印制电路元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制作自己的元件库。三、课程设计的具体要求按照学号尾号顺序根据给定的电气原理图样本图绘制原理图和PCB图。共10个题目（见附件），如学号尾号为0的选择0号题目，尾号为1的选择1号题目，以此类推。四、课程设计报告格式1、课题名称2、课程设计任务书3、电气元器件图库设计4、电气原理图设计5、网络表的生产和导入6、元器件封装库设计7、PCB图设计8、列出系统所需要的的元器件清单9、设计过程中遇到的困难及解决方法10、设计体会11、参考文献目录1、电气元器件图库设计.............................................12、电气原理图设计................................................33、网络表的生产和导入............................................54、元器件封装库设计..............................................65、PCB图设计.....................................................86、元器件清单...................................................107、设计过程中遇到的困难及解决方法...............................118、设计体会.....................................................12参考文献.........................................................13附录1系统原理图.................................................14附录2PCB图.....................................................1511、电气元器件图库设计1、首先在电脑上打开AltiumDesigner软件，点击【文件】→【新建】→【Project】，新建一个工程，保存到目标文件夹里。2、点击【文件】→【新建】→【库】→【原理图库】，如图1.1所示。新建一个电气元器件库，保存到目标文件夹，在这里面可以设计你想要的元器件。图1.1新建原理图库3、单击菜单栏目里的【放置】，可以放置引脚和矩形框，双击引脚可修改引脚属性标号，按要求新建元件，如图1.2所示。2图1.2新建元件32、电气原理图设计元件新建好后，我们开始设计原理图，就是将元件放入原理图中按要求连接线路。单击菜单栏目的【文件】→【新建】→【原理图】，就新建了一张空白的原理图纸，点击【放置】→【器件】→【选择】，也可以在你设计的元件库中点击左边的放置，如图2.1所示，将你设计的元件库里面的元件放入，将各个引脚标上网络标号，最后保存到目标文件夹。原理图如图2.2所示.图2.1添加元件到原理图4图2.2原理图53、网络表的生产和导入点击菜单栏目的【设计】→【工程的网络表】→【Protel】，即可启动生成网络表命令，系统自动在当前工程文件下添加一个与工程文件同名的网络表文件（*.NET）.如图3.1所示。图3.1生成网络表64、元器件封装库设计我们通常会创建一个新的元件库为自己制作封装的专用库，把平时自己创建的新元件放置到这个专用库中。首先单击【文件】→【新建】→【库】→【PCB元件库】，保存到目标文件夹中。如图4.1所示。利用向导创建PCB元件引脚封装。点击【工具】→【元器件向导】，通过查阅资料了解元件封装的外形尺寸、焊盘类型、引脚排列、安装信息等，新建元件封装，保存到目标文件夹中。如图4.2所示。图4.1新建元件封装库图4.2PCB器件向导7将原理图中的元件添加封装设计，双击元器件，出现如图4.3所示属性面板，点击Add，添加新模型种类Footprint,浏览封装库，选择自己设计的封装模型，将每个元件都加上封装，保存。图4.3元件添加封装85、PCB图设计点击【文件】→【新建】→【PCB】，会在工程目录下新建一个PCB板，保存到目标文件夹，注意：没保存是不能用的！然后在原理图菜单栏目点击【设计】→【UpdatePCBDocumentPCB.PcbDoc】,会出现工程更改顺序界面，点击【生效更改】，有错误会打叉，然后去修改自己的原理图，直到没错误为止，点击执行更改，在PCB板中会出现封装连线好的元件，将元件在PCB板在排列好，手动布线。9图5.1PCB设计106、元器件清单点击菜单栏目【报告】→【BillofMaterials】,如图6.1所示。可选择输出不同格式的清单列表。图6.1输出元件清单列表117、设计过程中遇到的困难及解决方法在这次课程设计中，我遇到了很多困难，主要是对这门课程设计的陌生和软件的不了解，使得我刚开始根本无从下手，只是按照教程将软件下载、安装和破解，设计的第一步也不知道该怎么办。无奈之下只能翻阅各种教材学习设计方法，按照教材一步一个脚印设计，过程中我遇到了下列一些困难。1、原理图连好以后不知道该怎么把每个元件进行封装。通过看教材知道有两种封装方法，一种是利用向导创建PCB元件引脚封装，另一种是手工制作元件封装。但是又不知道该封装成什么样的模型，和同学讨论了解到要去网上查找你要封装元件的规格参数，确定封装的外形尺寸、焊盘类型、引脚排列、安装信息等。2、原理图中每个元件引脚的网络标号标好后显示不能连接。把每个网络标号检查并重标，封装的引脚也标好标号。3、原理图中每个元件都封装好后不能导入到PCB板中。通过同学检查发现是未建立工程文件，建立工程文件后将原理图库、封装库、原理图、PCB放在工程文件目录下才可以。4、导入到PCB板时系统检查出原理图连接有错误。仔细检查原理图的连线和网络标号，修改发现的错误。5、原理图中有一个元件的引脚A15没有对应的连接。仔细检查老师布置的任务里面也没有连接，所以就按照老师的要求来画。6、导入到PCB板后连线太多不知道该如何布线。在同学的指导下一根一根连接好。128、设计体会这次电气制图与电子线路CAD课程设计用了一个星期的时间，我们按照老师的基本要求做出了电气原理图、电气原理图元件库、印制电路板、印制电路板库，虽然有很多不足之处，但是让我们体验了一次当设计师的感觉。当老师分配好设计任务以后，我在图书馆和网上查阅了大量关于电气制图与电子线路CAD的资料。回来首先在自己电脑上按照教程将此次课程设计所需要的软件AltiumDesigner下载安装破解好，由于对软件的陌生，刚开始两天一直在学习软件的使用步骤，每天看的眼睛都花了，但学习一点新知识让我感到兴奋。简单熟悉后我就开始在自己的电脑上设计原理图。整个课程设计中元件封装特别困难，刚开始都不知道从哪里开始，在同学的帮助下，一步一步，先去网上查找你要封装元件的规格参数，确定封装的外形尺寸、焊盘类型、引脚排列、安装信息等，再利用向导创建PCB元件引脚封装。封装好后要导入到PCB板中，系统检查出了错误，显示我的原理图引脚元件之间并没有连接上，但是我仔细查看发现都是连好的，不知道错误出现在哪里，然后只能又重新标记网络标号，但还是失败了，一下午也发现不了问题所在，心情特别烦躁。但是第二天重新导入的时候有没有错误，导入到PCB板成功了。刚开始连接PCB板时，显得特别不工整，在熟悉了软件功能后开始追求电路图的美观和排版，最后搭出了自己满意的PCB板，你突然觉得这几天所有的烦恼都被抛开了，自豪和喜悦溢于言表，内心有自己成为了一名设计师的成就感。课程设计需要很大的耐心，尤其是遇到困难的时候，这也是对我们的考验，在设计过程中，我们遇到问题不应该感到焦躁，而是耐心的寻求解决办法，与老师、同学进行交流讨论。我觉得这一周的课程设计时非常充实的，最重要的是学习了新知识，锻炼了我们学以致用的能力，提高了动手能力和独立分析问题与解决问题的能力，积累了我们的实践经验。最后，我要感谢课程设计指导老师的悉心指导，感谢我的同学在我设计过程中提供的帮助。13参考文献[1]王国玉,管莉.电子线路CAD与实训[M].北京:电子工业出版社,2011.[2]邵群涛.电气制图与电子线路CAD[M].北京:机械工业出版社,2005.14附录1系统原理图15附录2PCB图