課程設(shè)計報告---紅外料位儀雙面電路板設(shè)計

1、<p>　　PROTEL課程設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　設(shè)計題目：紅外料位儀雙面電路板設(shè)計</p><p><b>　　班級： </b></p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué)號： </p><p>　　

2、指導(dǎo)教師： </p><p>　　分院院長： </p><p>　　教研室主任： </p><p><b>　　電氣工程學(xué)院</b></p><p>　　一、課程設(shè)計任務(wù)書 </p><p><b>　　1.設(shè)計內(nèi)容</b></p&

3、gt;<p><b>　　1）原理圖設(shè)計</b></p><p>　　學(xué)習(xí)掌握電路板設(shè)計概念，熟悉PROTEL各種操作界面及其基本使用方法，學(xué)生熟悉電路原理圖的設(shè)計過程、畫面管理、設(shè)置圖紙樣本文件、放置元器件、繪制原理圖、文件管理、打印輸出和網(wǎng)絡(luò)表生成。</p><p>　　2）原理圖元件庫的制作</p><p>　　掌握自制元件

4、的方法。</p><p><b>　　3）印制電路板設(shè)計</b></p><p>　　學(xué)習(xí)掌握PCB印刷電路板的布線流程、PCB畫面管理、工作層面設(shè)置、設(shè)置印刷電路板規(guī)則、元件布局、自動布線、手工調(diào)整、打印輸出。</p><p>　　4）印制電路板元件封裝的制作</p><p>　　掌握PCB封裝的制作方法。</p

5、><p><b>　　2.設(shè)計要求</b></p><p>　　1）認真完成PROTEL軟件學(xué)習(xí)，熟練掌握基本操作。</p><p>　　2）進行紅外料位儀雙面電路板設(shè)計，要求布局符合電氣規(guī)范、美觀。</p><p>　　3）書寫報告，3千字左右，報告按照設(shè)計過程進行撰寫，文后需要附紅外料位儀電路原理圖、PCB圖各一份。&l

6、t;/p><p><b>　　4.參考資料</b></p><p>　　1.李俊婷主編.計算機輔助電路設(shè)計與Protel DXP (第1版) . 北京:高等教育出版社.2006</p><p>　　2. 楊旭方主編. Protel DXP實訓(xùn)教程（第1版）.北京：電子工業(yè)出版社.2007</p><p>　　3.  

7、;老虎工作室.電路設(shè)計與制板Protel DXP入門與提高.北京：人民郵電出版社.2003</p><p>　　5.設(shè)計進度（2011年8月15日至8月26日） </p><p><b>　　6.設(shè)計地點</b></p><p>　　新實驗樓 323(微機實驗室)</p><p><b>　　二、評語及成績&l

8、t;/b></p><p><b>　　課程設(shè)計成績：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師</b></p><p>　　PROTEL課程設(shè)計報告</p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p&

9、gt;<p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　撰寫日期： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 Protel DXP簡介1</p><p>　　1.1 DXP簡介1&

10、lt;/p><p>　　1.2 DXP工作界面2</p><p>　　1.3 DXP的使用方法2</p><p>　　第2章 原理圖的設(shè)計4</p><p>　　2.1新建原理圖文件4</p><p>　　2.2設(shè)置工作環(huán)境4</p><p><b>　　2.3拾取元件4<

11、;/b></p><p>　　2.4繪制原理圖5</p><p>　　2.5 自動命名元件6</p><p>　　2.6 原理圖的編譯和調(diào)整6</p><p>　　第3章 PCB板生產(chǎn)步驟7</p><p>　　3.1生成PCB7</p><p>　　3.2元件封裝布局7<

12、;/p><p>　　3.3 規(guī)則設(shè)置8</p><p><b>　　3.4布線8</b></p><p>　　3.5 PCB規(guī)則檢查9</p><p>　　第4章 原理圖11</p><p><b>　　原理圖11</b></p><p>　　第

13、5章 PCB圖12</p><p>　　第6章 課程設(shè)計總結(jié)13</p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p>　　第1章 Protel DXP簡介</p><p>　　Protel DXP是第一個將所有設(shè)計工具集于一身的板級設(shè)計系統(tǒng)，電子設(shè)計者從最初的項目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自

14、己的設(shè)計方式實現(xiàn)。它能夠處理各種復(fù)雜的PCB設(shè)計過程。通過設(shè)計輸入仿真、PCB繪制編輯、拓撲自動布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)融合，Protel DXP提供了全面的設(shè)計解決方案。</p><p><b>　　1.1 DXP簡介</b></p><p>　　電路設(shè)計自動化（ Electronic Design Automation ）EDA 指的就是將電路設(shè)計中各

15、種工作交由計算機來協(xié)助完成。如電路圖（ Schematic ）的繪制，印刷電路板（ PCB ）文件的制作執(zhí)行電路仿真（ Simulation ）等設(shè)計工作。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模、 超大規(guī)模集成電路的使用是電路板走線愈加精密和復(fù)雜。 電子線路 CAD 軟件產(chǎn)生了， Protel是突出的代表， 它操作簡單、易學(xué)易用、功能強大。 到現(xiàn)在許多PCB工程師們也許還在使用Protel99或者protel99se在他們所熟悉的編輯環(huán)境下進行PC

16、B設(shè)計，他們都很有經(jīng)驗，能夠在protel99或protel99se上設(shè)計出一塊很棒的PCB。但有的時候他們甚至不相信軟件的智能化給他們帶來的巨大方便。于是許多PCB工程師根本不使用軟件帶有的強大的自動布線功能，因為即使重復(fù)布上幾百次都不能得到他們滿意的方案，或是調(diào)整的線太多還不如完全手工布線。這些都讓他們不愿意接受也不相信更新?lián)Q代了的人工智能能給他們的設(shè)計帶來什么巨大的方便，他們相信的只是他們多少年積累的經(jīng)驗。但實際上他們都很清楚當他

17、們設(shè)計一塊多</p><p>　　同時還降低了制作PCB的門檻，通過短時間的學(xué)習(xí)，很短時間您都可以很快的制作一塊合格的PCB。</p><p>　　1.2 DXP工作界面</p><p>　　如圖1-1是DXP 2004的工作面板的簡單介紹：</p><p>　　圖1-1 DXP工作面板</p><p>　　Prote

18、l DXP 的主菜單欄包括 File （文件）、 View （視圖） 、 project （項目）、 Window （窗口）和 Help （幫助）等。</p><p>　　1.3 DXP的使用方法</p><p>　　（1） 單擊【File】/【new】/【PCB Project】新建一個工程，（工程就是里面包含有一個或多個子文件，建工程就是方便多個文件的管理），單擊【File】/【sav

19、e】，然后選擇保存路徑，鍵入文件名保存即可。；</p><p>　?。?）單擊【File】/【new】【schematic】新建一個原理圖文件夾，單擊【File】/【save】，然后和工程保存在同一路徑下，鍵入文件名保存即可；</p><p>　?。?)單擊【File】/【new】【PCB】新建一個PCB文件夾，單擊【File】/【save】，然后和工程保存在同一路徑下，鍵入文件名保存即可

20、；最后結(jié)果如圖1-2所示：</p><p>　　圖1-2 PCB文件夾</p><p>　　第2章 原理圖的設(shè)計</p><p>　　2.1新建原理圖文件</p><p>　　1、首先在桌面建立文件夾如“課設(shè)”，便于管理生成的文件。</p><p>　　2、執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【PCB Project

21、】 ，建立一個工程</p><p>　　3、執(zhí)行菜單命令【File】/【Save Project】 ，在彈出的保存項目對話框中輸入“步進電機驅(qū)動”工程名，并保存在“課設(shè)”文件中。</p><p>　　4、執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【Schematic】 ，新建電路原理圖文件。</p><p>　　5、執(zhí)行菜單命令【File】/【Save】,在彈出的保存文

22、件對話框中輸入“driver for stepped motor”文件名，并保存在桌面的“課設(shè)”文件夾中。</p><p><b>　　2.2設(shè)置工作環(huán)境</b></p><p>　?。?）原理圖參數(shù)設(shè)置</p><p>　　執(zhí)行菜單命令【Dsign】/【Options】,打開 Document Options 對話框，如圖所示。在該對話框中對

23、圖紙參數(shù)進行設(shè)置。</p><p>　?。?）設(shè)置圖紙大小、方向</p><p>　　設(shè)置圖紙大小單擊“Standard styles(標準圖紙格式)”區(qū)域的下拉按鈕，顯示如圖所示的下拉列表框。選擇“A4”選項，即可把圖紙設(shè)置為 A4大小。</p><p><b>　　2.3拾取元件</b></p><p>　?。?）首

24、先觀察任務(wù)原理圖中各元件的數(shù)量和類型。Library 面板中，單擊庫文件名列表框的下拉按鈕，選中 MiscellaneousDevices.IntLib元件庫，后輸入【RES】。</p><p>　?。?）在當前庫元件列表中選中要放置的元件 ，在面板右上部的 [Place </p><p>　　RES2]按鈕或直接雙擊 RES，此時光標變?yōu)槭中?，且元件隨光標移動，在工作區(qū)適當位置單擊鼠標

25、左鍵可將元件放到當前位置。當連續(xù)放入8個NPN后單擊右鍵結(jié)束。</p><p>　　（3）同理在MiscellaneousDevices.IntLib元件庫中找到所有需要普通元器件的，在Miscellaneous Connectors.Lib中找到需要的插針（Header）。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)的要求對每個元件的屬性進行修改，可以雙擊元件進入屬性界面或在按完P(guān)lace RES按鈕

26、或直接雙擊RES，此時光標變?yōu)槭中吻以S光標移動的時候按Tab鍵進入元件屬性界面,右下角是元器件的封裝號，雙擊可以改變元器件的封裝號；如圖2-4</p><p><b>　　2.4繪制原理圖</b></p><p>　?。?）按照原理圖的功能模塊將各元件擺放整齊，如圖2-1；</p><p><b>　　圖2-1 元件布局<

27、/b></p><p>　?。?）放置、編輯電源及接地符號</p><p>　　電源及接地信號有很多種，系統(tǒng)提供了專門的電源及接地符號工具，有 10 多種不同形狀供選用。</p><p>　　單擊連線工具中的按鈕，可一次放置電源及接地符號。編輯電源及接地符號。雙擊或執(zhí)行完放置電源及接地符號后，在放置之前按 Tab鍵。打開“設(shè)置電源或接地符號屬性”對話框。如圖2

28、-8所示。在 Properties欄的 Net 右邊的方框中可設(shè)置所屬網(wǎng)絡(luò)，Style 右邊的下拉列表可設(shè)置符號外形。設(shè)置完后，單擊 OK 即可。</p><p>　?。?）單擊 Wring 工具欄按鈕或執(zhí)行菜單命令【Place】/【W(wǎng)rie】 ，光標變?yōu)槭中螤睢?lt;/p><p>　　在適當位置單擊鼠標左鍵確定導(dǎo)線起點，移動鼠標到適當位置，再次單擊鼠標左鍵，完成兩點間的連線，繪制完后單擊

29、鼠標右鍵結(jié)束此條導(dǎo)線。此時光標仍處于繪制導(dǎo)線狀態(tài)，可繼續(xù)繪制，要退出繪制導(dǎo)線狀態(tài)，雙擊右鍵即可。</p><p>　　2.5 自動命名元件</p><p>　　在繪制原理圖時，主要放置元件與連線，元件可能會被刪除或調(diào)整位置，因此元件序號常常不夠規(guī)范，可能會有重復(fù)或遺漏。Protel DXP 提供了一種途徑：在原理圖繪制完后統(tǒng)一為所有元件進行編號。具體操作如下：執(zhí)行菜單【Tools】/【An

30、notate】 ，打開“自動編號”對話框。</p><p>　　單擊 Update Changes List 按鈕，將元件序號全部更換為“類型+數(shù)字”的形式，然后單擊OK，右側(cè)的列表顯示全部元件的序號為“類型+數(shù)字”的形式。</p><p>　　單擊 Execute Change 按鈕執(zhí)行修改，系統(tǒng)開始逐項進行序號更改，并在更改成功的 Done區(qū)域標上√。</p><p

31、>　　這時原理圖基本完成，下面就要對畫完的原理圖進行檢查；</p><p>　　2.6 原理圖的編譯和調(diào)整</p><p>　　執(zhí)行菜單【Project】/【Compile PCB Project】對項目進行編譯，并生成信息報告。根據(jù)提示信息找到錯誤并加以改正。可雙擊提示信息，打開 Compile Error 面板，單擊其中的提示信息自動定位到錯誤處，即可進行修改。</p>

32、;<p>　　第3章 PCB板生產(chǎn)步驟</p><p><b>　　3.1生成PCB</b></p><p>　　我們用Protel DXP 2004制作設(shè)計好電路圖以后，即可生成PCB板，在這之前，應(yīng)先注意各個元件封裝的選擇，原則應(yīng)與實際尺寸相等，沒有的可以自己畫封裝。首先，在工程中新建PCB。選中工程，點擊File—new—PCB，新建一個PCB。單

33、擊保存按鈕，重命名，保存。進入PCB界面，導(dǎo)入原理圖，點擊design,選擇import changes from Driver PCB.PrjPCB如圖3-1所示界面</p><p>　　但后點擊左下角的validate changes,再點擊execute changes,在右側(cè)全都準確無誤后，然后點close。按Page down鍵，然后選中右下角的元件，突入黑色背景中，然后按delete鍵，去掉外框，準備

34、布局</p><p><b>　　3.2元件封裝布局</b></p><p>　　DXP提供了自動布局和手動布局自動布局選中所有元件。</p><p>　　自動布局：點擊Tools—Auto placement—Auto placer,進入界面然后點擊OK，然后縮小屏幕，可以找到排好的元件。移入黑框中。</p><p>

35、　　手動布局：自動布局往往不太令人滿意，結(jié)構(gòu)混亂，造成浪費空間。所以還要手工布局，從新調(diào)整元件的布局是指在滿足電氣特性的同時，更加優(yōu)化，美觀。</p><p>　　選取元件；移動元件，拖動選中的元件到合適的位置；旋轉(zhuǎn)元件，拖動元件時，按空格鍵，每次旋轉(zhuǎn)90°；排列元件，點擊工具欄按鈕，在其彈出欄中可以按一定規(guī)則排列元件；元件標注與調(diào)整，包括位置，方向，內(nèi)容，字體等。雙擊某元件注釋，在彈出選項中進行修改。

36、</p><p>　　電氣邊界：先畫電氣層，在屏幕左下方選中keep-out layer。</p><p>　　然后單擊工具欄的place—line,在元件外圍一定距離處畫線，畫一個方形。</p><p>　　物理邊界：然后再在mechanical1層畫物理邊界，畫在電氣邊界的外圍</p><p><b>　　3.3 規(guī)則設(shè)置<

37、;/b></p><p>　　在設(shè)置參數(shù)，選擇design-rules，把線寬參數(shù)設(shè)置如圖3-1</p><p><b>　　圖3-1 規(guī)則窗口</b></p><p><b>　　3.4布線</b></p><p>　　單擊工具欄的auto route---all，如圖3-2</p&g

38、t;<p><b>　　圖3-2 自動布線</b></p><p>　　選擇route all，系統(tǒng)會自動布線，布完線后，如圖3-3</p><p><b>　　圖3-3 布線圖</b></p><p>　　3.5 PCB規(guī)則檢查</p><p>　　布完線以后，還要運行設(shè)計規(guī)則檢查命

39、令檢查設(shè)計完成的電路板有無違反設(shè)計規(guī)則的狀況，確保電路板的正確性。另外為了便于存檔，電路板的加工生產(chǎn)及電路元件的安裝，需要生成各種報表文件。</p><p><b>　　設(shè)計規(guī)則的檢查</b></p><p>　　點擊Tools—Design Rule Check,進入界面。如果需要進行具體檢查，點擊左側(cè)Rules To Check,可進行具體調(diào)整，一般情況下可以在直

40、接點左下角的Run Design Rule Check。</p><p>　　根據(jù)報表分析可知，沒有違反涉及規(guī)則。若檢測出錯誤信息，要分析其錯</p><p>　　誤原因，并進行修改。然后可以加上安裝孔，點擊place---via，放在物理邊界內(nèi)，即可。最后，保存。這樣PCB制作就可以了。</p><p><b>　　第4章 原理圖</b>&l

41、t;/p><p><b>　　原理圖</b></p><p><b>　　第5章 PCB圖</b></p><p>　　第6章 課程設(shè)計總結(jié)</p><p>　　首先我要感謝葉天池老師在這兩周對我的耐心輔導(dǎo)和幫助，使我對Protel DXP設(shè)計系統(tǒng)以及PCB課程設(shè)計有了一定的認識和了解。也讓我明白了學(xué)習(xí)

42、都應(yīng)以嚴謹認真的態(tài)度來對待才能有所提高，有所收獲。</p><p>　　經(jīng)過兩周的學(xué)習(xí)與實踐我總算圓滿完成了原理圖的繪制以及PCB版的生成，但在設(shè)計過程中往往遇到一些問題。</p><p>　　1．生成的印刷電路板圖與電路原理圖不相符，有一些元件沒有連上。這種情況時有發(fā)生，問題出在原理圖上，原理圖看上去是連上了，但畫圖不符合規(guī)范，導(dǎo)致未連接上。</p><p>　　

43、2．在印刷電路板設(shè)計中裝入網(wǎng)絡(luò)表時元器件不能完全調(diào)入。原因有：</p><p>　?、儆∷㈦娐钒宸庋b的名稱不存在，致使在封裝庫中找不到；②封裝可以找到，但元件的管腳名稱與印刷電路板庫中封裝的管腳名稱不一致。</p><p>　　但在老師和同學(xué)們的幫助下，我也順利地攻克了這些難題，找到了解決的方法：</p><p>　　到網(wǎng)絡(luò)表文檔中查找未定義封裝的元件，補上元件封

44、裝；</p><p>　　確認印刷電路板元件封裝庫是否已調(diào)入，同時檢查原理圖中元件封裝名稱是否與印刷電路板元件封裝庫中的名稱是否一致；</p><p>　　將印刷電路板元件封裝庫中的元件修改成與原理圖中定義的一致。如二極管的管腳名稱在原理圖中定義為1，2，而在印刷電路板封裝庫中焊盤序號定義為A，Ｋ，必須修改印刷電路板封裝庫中的二極管管腳名稱，使他與原理圖中定義的二極管管腳名稱一致。<

45、/p><p>　　在整個課程設(shè)計階段，我共完成了以下學(xué)習(xí)步驟：</p><p><b>　　繪制電路圖。</b></p><p>　　檢查制圖并修改差錯。</p><p>　　裝入網(wǎng)絡(luò)連接與原件封裝。</p><p>　　原件自動布線與手工調(diào)整。</p><p><b&g

46、t;　　繪制PCB圖。</b></p><p><b>　　覆銅并生成網(wǎng)絡(luò)表。</b></p><p><b>　　文件保存和輸出。</b></p><p>　　通過DXP原理課程設(shè)計，我掌握了DXP程序工作的基本過程及其各階段的基本任務(wù)，理解了DXP中PCB的生成過程、對電路知識有了更深的理解，對實驗原理有了

47、更深的體會。</p><p>　　通過做這個課程設(shè)計，知道和理解了DXP是怎樣執(zhí)行的，對理論在實踐中的應(yīng)用有更深刻的理解。</p><p>　　通過該課程設(shè)計，全面系統(tǒng)的理解了DXP一般原理和基本實現(xiàn)方法。把死板的課本知識變得生動有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把學(xué)過的DXP原理和知識強化，能夠把課堂上學(xué)的知識點通過自己設(shè)計的原理圖設(shè)計出來，加深對理論知識的理解。</p><

48、p>　　而且我也體會到良好的印刷電路板的設(shè)計除了選擇高質(zhì)量的元器件,合理的電路外，其印刷電路板的部件布局和電氣連接方向的設(shè)計也非常關(guān)鍵，同一種部件和參數(shù)的電路，由于布局設(shè)計和電氣連接方向的不同會產(chǎn)生不同的效果，甚至可能存在很大的差異。因而，一個良好的印刷電路板設(shè)計必須將印刷電路板布局，正確選擇布線方向及整體印刷電路板的工藝聯(lián)合起來考慮，合理的工藝結(jié)構(gòu)，既可以消除因布線的不當而產(chǎn)生的昭聲干擾，同時便于生產(chǎn)中的安裝，調(diào)試和檢修等。&l

49、t;/p><p>　　總之，這兩周的課程設(shè)計讓我受益匪淺，既學(xué)到了實用的設(shè)計，又對學(xué)習(xí)和團隊意識有了更進一步的認識，使我對今后的學(xué)習(xí)生活有了更完善的規(guī)劃和充分的準備！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李俊婷.計算機輔助電路設(shè)計與Protel DXP (第1版) [M].北京:高等教育出版社.2006<