《EDA课程设计实验报告(共16页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDA课程设计实验报告(共16页).doc（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上EDA课程设计报告学 号：姓 名：班 级：指导教师：2013年6 月24日- 2013年7 月5日目录2.4原理图中各元件的布局和连线.34.2 PCB元件库的导入.54.3PCB的生成及布局.64.4各PCB元件之间的连线及注意事项5.1元件库XX .LIB文件的建立.105.2 PCB元件的画法.105.3注意事项11专心-专注-专业1.引言EDA课程设计是一门综合性和实用性都很强的实践性课程，通过本次课程设计学会EDA软件的使用及设计应用，掌握原理图和印制板图设计的初步技能。本次课程设计的任务是实现MCU开发板的设计，要求设计基于单片机的应用开发板电路及元件选型
2、，并且要设计出此电路的PCB元件及PCB。主要要求有：（1）单片机选择STC12C5A60S2（2）具有人机交互功能，即要有输入单元（键盘）和输出单元（数码管、LCD显示，二者选一或二者都选）（3）有系统单元（4）有IC总线接口设计（5）有SPI总线接口设计（6）有串行接口设计2.原理图的设计原理图设计是完成PCB的关键。2.1 文件的新建打开protel软件，打开左上角菜单栏中的file,然后点击new，出现一个对话框，点击右下角的Browse出现一个save as 的对话框，如下图2.1.1所示。在保存在的地方选择保存目录，在文件名处输入文件名，然后点击保存，然后点击OK就完成了。 图2.
3、1.1文件新建2.2原理图文件XX .Sch的建立新建文件后点击菜单栏中的file或者直接在右半部空白的地方（如图2.2.1所示）右击，点击new，出现一个对话框，选择第六个（可以重命名）然后点击OK完成XX.Sch文件的建立。图2.2.1 XX.Sch的建立2.3元件库的导入 要用的元件来自于protel本身自带的库文件和自己建立的元件库。点击原理图左边的add/Remove出现图2.3.1所示的对话框，选择自己元件库所在目录，点击add将自画的元件库导入，然后选择元件点击place就可以使用了。 图2.3.1元件库导入2.4原理图中各元件的布局和连线在给原理图布局之前，先根据要用的元件在脑
4、海中规划一下，然后将要用的元件放置到XX.Sch中，然后根据自己一开始的规划进行放置，若有不妥的地方进行修改。连接元件选择writing tools中的第一个或者右击鼠标第一个place wire。鼠标左击开始连接，右击连接结束。还可以利用在两个要连接的引脚上标注同样的记号。例如：若要将单片机32脚到39脚连到数码管上，可以这样标记，如图2.4.1所示。 图2.4.1引脚连接3.原理图新元件的设计 Protel本身自带一部分元件，但有时候有些元件不存在或者有些库元件不是我们想要的，这就需要我们自己去设计新元件。3.1 元件库XX .Lib文件的建立 一开始建立好的文件，点击菜单栏中的file或
5、者在前面图2.2.1中的空白处右击，点击new，出现一个对话框，点击第七个（可以重命名），然后点击OK完成XX .Lib的建立。3.2 原理图元件的画法 （1）打开文件XX .Lib，点击图3.2.1所示的第二行第一个，根据芯片大小画出芯片，右击完成。（注意事项见3.3）（2）画引脚，点击图3.2.1中第二行最后一个，右击完成。（注意事项见3.3）双击引脚，出现一个对话框，第1、2行name和number可以改变引脚名和引脚号。图3.2.1绘制原理图工具的选取3.3 注意事项（1）画芯片的时候芯片应该画在中心（十字架）附近，如图3.3.1所示。（2）画引脚的时候，注意有小黑点的部分应该朝外，点
6、击空格键可以改变黑点的方向。（3）要修改元件名称时点击要修改的元件，然后点击tools中的rename component,然后出现一个对话框（如图3.3.2所示），输入元件名，点击OK。（4）一个元件画好后画新元件时，点击tools中的new component，出现一个对话框，输入元件名，点击OK就可以进行新元件的绘制。 图3.3.1元件摆放位置 图3.3.2新元件的命名4. PCB的设计PCB（印刷电路板）的设计是以原理图为基础形成的，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。4.1 PCB文件XX .PCB的建立 一开始建立好的文件，点击菜单栏中的file或者在前面图2.2.1中的空白处
7、右击，点击new，出现一个对话框，点击第三个（可以重命名），然后点击OK完成XX .PCB的建立。4.2 PCB元件库的导入 点击XX.PCB文件左侧的Browse PCB，在处选择Libriaries，点击，出现如图4.2.1所示的对话框，选择导入的PCB元件库的目录，将要用的PCB元件库导入。 图4.2.1 PCB元件库的导入4.3 PCB的生成及布局打开之前建立的XX .Sch文件，为原理图中的各元件进行编号，若有多个电阻，可以编为R1，R2，R3，R4等等，多个芯片，可以编为U1，U2，U3，U4等等。双击图中的各个元件出现一个对话框，如图4.3.1所示，修改Lib Ref开始的前三行
8、，第一行写元件本身的名称，第二行写PCB元件的名称，第三行写为元件的编号,然后点击OK完成修改。 图4.3.1元件各参数的修改 然后点击菜单栏中的Design，点击第一个update design，出现图4.3.2所示的对话框，点击下方的,再点击图4.3.3中间的only show errors显示错误，若有错误则进行改正，若没有则点击图4.3.3中的Execute便生成了PCB。 图4.3.2 PCB生成操作 图4.3.3 PCB生成检误生成PCB后移动各元件进行布局，可以根据原理图进行布局，以就近原则进行布局。在生成PCB图时，我们可以先把原理图划分成几部分，然后一部分一部分的来画图，这样
9、有助于我们更好地完成PCB的绘制。例如，我们可以先进行电源部分PCB图（如图4.3.4所示）的生成，然后进行连线，再进行其他部分（如数码管部分，如图4.3.5所示）的PCB图的绘制。 图4.3.4绘制PCB电源部分举例 图4.3.5绘制PCB数码管举例4.4各PCB元件之间的连线及注意事项 PCB各元件进行连线时使用placementTools（如图4.4.1）中的第一个,或者鼠标右击第一个Interactive Routing进行连线。电路板可以钻孔，同种层面的线不能相交（通俗地说就是同种颜色的线不能相交）这次课程设计使用的是双层的，使用的是toplayer和bottomlayer（即红色和
10、蓝色的线），键盘的Tab键可以实现钻孔，或者台式机键盘右侧的“+”快捷键也可以实现。若元器件的引脚是焊盘（即引脚为红色）则不可以使用bottomlayer（即蓝色线）。当我们连线时，在引脚上点击后会有一条白色的细线牵引着我们往目标引脚走，到目标引脚后在左击一下完成连线。若遇到穿不过去的时候，我们可以采用钻孔的方式进行（即引出一条不同颜色的线）。如图4.4.2所示（红线穿不过红线，则钻孔引出蓝线），连玩各部分线之后检查一下是否有些改接的引脚没有接，此时可以到原理图中找找原因。找到错误后，在进行update design的操作，将未连接的连接。最后还要将接电源的线进行加粗，可以先找到一条接电源的线
11、，双击，出现如图4.4.3所示的对话框，改变第三行width进行加粗，然后点击Global,如图4.4.4所示，点击net选择same。然后点击图4.4.3的OK完成 图4.4.1PCB元件连接工具选择 图4.4.2钻孔 图4.4.3电源线加粗 图4.4.4同网络电源线加粗 遇到线太粗造成图颜色变绿的时候，可以用一根粗线引进来，然后由细线接入，如图4.4.5所示 图4.4.5粗线引细线接 图4.4.6连线的拐角PCB连线，最好不要出现直角,尽量拐出一定的角度（如图4.4.6所示），PCB图完成后选择keepoutlayer将PCB图描个矩形框将绘制的PCB规划起来（如图4.4.7最外边矩形框所
12、示），以便电路板的印刷。 图4.4.7绘制矩形框5. PCB新元件的设计 PCB的形成必然离不开PCB元件，没有PCB元件就没有PCB，因此我们需要通过PCB元件的封装来绘制出符合条件的PCB元件。5.1元件库XX .LIB文件的建立 一开始建立好的文件，点击菜单栏中的file或者在前面图2.2.1中的空白处右击，点击new，出现一个对话框，点击第四个（可以重命名），然后点击OK完成XX .LIB的建立。5.2 PCB元件的画法找到与原理图中元件相对应的封装图，看好尺寸（长宽，各引脚之间的距离等等），然后进行绘制，引脚有双列直插和贴片两种，双列直插采用焊孔的形式，贴片采用焊盘的形式。如芯片AT
13、24C02相对应的PCB元件的画法，我采用贴片的方式，焊盘宽取图5.2.1中B的长度为0.51mm，高取图5.2.1中L的长度的两倍为2.54mm，两引脚之间的距离取图5.2.1所示e的长度为1.27mm（注意：单位中有BSC的表示不能有一点误差）。 图5.2.1 元件封装图 图5.2.2绘成图 两排焊盘之间的距离取图5.2.1所示E1的长度为4.0mm，元件的宽度取图5.2.1的D的长度。焊盘中间的洞孔内径设置为0。绘制的图如5.2.2所示5.3注意事项（1）区分好双列直插和贴片，贴片内部不需要洞孔（即洞孔内径为0），而双列直插的需要洞孔。（2）改变引脚的长宽可以双击引脚改变X-Size和Y
14、-Size。（3）为了识别引脚1，可以将引脚1的外形修改为方形的。修改时双击要修改的引脚，将shape改为rectangle就行了。（4）为了使引脚排列整齐，我们可以使用键盘的L键，来改变改成引脚之间的距离，排哪一行引脚的时候就将这一排的第一个引脚设为坐标原点。（5）若左右移动距离过大过小也可以通过L键来改变Snap X的大小和Snap Y的大小。（点击L键，出现图5.3.1的对话框,点击options，改变Snap X的大小和Snap Y的大小，然后点击OK完成） 图5.3.1移动距离大小的改变（6）若画线时，十字架嫌小，画出的线不直，可以点击菜单栏中的Tools，选择最后一个prefere
15、nces,会出现如图5.3.2所示的对话框，在最后一行将设置为Large 90,点击OK即可。 图5.3.2光标大小的改变6.PCB自动布局、布线 这是完成所有步骤后需要做的最后步骤，首先打开PCB文件，点击placement tools中的，出现图6.1所示的对话框，将选择GND,将设置为Toplayer,点击OK完成，此时沿着紫色外框将其描一个同样的矩形。再以同样的办法将设置为Bottomlayer进行一次。 图6.1布线最后选择菜单栏中Design，然后点击rules，在出现的对话框中点击。将设置为Object Kind，勾上，将设置为1mm，点击OK，板会自动开始刷新。等刷好后就成了一
16、个成品。这时候点击板中任意位置，依次选中点击OK完成。7.结束语 本次课程设计学会了用protel画图的方法，比较全面了解掌握了绘制、编辑电路原理图和印刷电路板的方法，一定程度上提高了自己的动手能力，在老师的教导和帮助下，解决了过程中遇到的一系列难题难点，这对今后的学习和工作会有一定的作用，虽然对它掌握还不太熟练，但是经过多次练习后一定会有所改进。 从一无所知到现在课程设计的完成，学到了很多，画元器件，原理图，画PCB元件，PCB制作等等，每个步骤都需要足够的耐心和细心，虽然每天长时间坐在电脑前很枯燥，很无味，但是从发现问题到解决问题的过程还是很开心的，这也算是一种成就。 电路板是完成了，但效果不是很好，图不够简洁美观有些地方被弄得过于复杂，在以后的学习中需要多注意。同时，每门课程都需要理论与实际相结合，从本次课程设计中我发现我对单片机的学习还不算到位，有些知识一学就忘，还有些知识可以说根本不了解，所以，在以后的学习生活中一定要理论与实际相结合，好好学习书本知识并且应用到实际中。8.附录