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1、课程设计任务书学生姓名： 李立 专业班级： 电信1005班 指导教师： 胡君萍 工作单位： 信息工程学院 题 目: PROTEL应用ISA总线及地址译码电路设计 初始条件：ISA总线及地址译码电路参考图一份，Protel99 SE 电路图辅助设计与绘制软件。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、 用PROTEL软件绘制电路的原理图，并给出相应的原理图网络表和原理图元件表。2、 建4个元件的原理图元件库以及相应的封装元件库。3、 用自动和手动相结合的方法设计出印制版电路图，除了给出完整的印制电路板图，还应给出分层图（顶层、底层、丝印层等）。4、 完
2、成课程设计报告。课程设计报告按章节书写，三项任务形成课程设计的三章内容，前面可以加PROTEL介绍，最后一章为总结。要求手写报告，PROTEL生成的图表须打印出来，以附件的形式放在报告的后面。时间安排：整个设计分散到学期中进行，期末上交报告，答辩。参考书目：1 柳春峰.Protel 99 SE实用教程.高等教育出版社2 顾滨.Protel 99 SE实用教程第二版.人民邮电出版社3 江思敏等.Protel电路设计教程.清华大学出版社指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录1 Altium designer概述32 电路原理图绘制4 2.1 DXP的启动4 2.2
3、安装元件库5 2.3 连接元件5 2.4 原理图6 2.5 网络报表及元件清单63 原理图元件库以及封装元件库的建立7 3.1 原理图元件库7 3.2 封装元件库94 印制版电路设计10 4.1印制电路板基础10 4.2 ISA总线及地址译码电路电路PCB设计11 4.3小结145 总结156参考文献167本科生课程设计成绩评定表117 1 Altium designer概述 2005年年底，Protel软件的原厂商 Altium公 司推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 6.0。 Altium Designer 6.0，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本
4、，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化 PCB 设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。 这款最新高端版本Altium Designer 6.除了全面继承包括99SE，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。Altium Designer 6.0拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和 SOPC设计实现
5、功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。 首先：在PCB部分，除了Protel2004中的多通道复制；实时的、阻抗控制布线功能；SitusTM自动布线器等新功能以外，Altium Designer 6.0还着重在：差分对布线，FPGA器件差分对管脚的动态分配， PCB和FPGA之间的全面集成，从而实现了自动引脚优化和非凡的布线效果。还有PCB文件切片，PCB多个器件集体操作，在PCB文件中支持多国语言 （中文、英文、德文、法文、日文）,任意字体和大小的汉字字符输入，光标跟随在线信息显示功能，光标点可选器件列表，复杂BGA器件的多层自动扇出，提供 了对高
6、密度封装（如 BGA）的交互布线功能, 总线布线功能，器件精确移动，快速铺铜等功能。 交互式编辑、出错查询、布线和可视化功能，从而能更快地实现电路板布局,支持高速电路设计，具有成熟的布线后信号完整性分析工具. Altium Designer 6.0 对差分信号提供系统范围内的支持，可对高速内连的差分信号对进行充分定义、管理和交互式布线。支持包括对在FPGA项目内部定义的LVDS信号的物理设计 进行自动映射。 LVDS 是差分信号最通用的标准，广泛应用于可编程器件。Altium Designer 可充分利用当今FPGA 器件上的扩展I/O管脚。 其次，在原理图部分，新增加“灵巧粘帖”可以将一些不
7、同的对象拷贝到原理图当中，比如一些网络标号， 一页图纸的BOM表，都可以拷贝粘帖到原理图当中。原理图文件切片，多个器件集体操作，文本筐的直接编辑，箭头的添加，器件精确移动，总线走线，自动网标 选择等！ 强大的前端将多层次、多通道的原理图输入、VHDL开发和功能仿真、布线前后的信号完整性分析功能。在信号仿真部分，提供完善的混合信号仿真,在对 XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。对FPGA设计提供了丰富的IP内核，包括各种处理器、存储器、外设、接口、以及虚拟仪器 。 第三 在嵌入式设计部分，增强了JTAG器件的实时显示功能，增强型基于FPGA的逻辑分析仪，可以支持3
8、2位或64位的信号输入。除了现有的多种处理器内核 外，还增强了对更多的32位微处理器的支持，可以使嵌入式软件设计在软处理器，FPGA内部嵌入的硬处理器，分立处理器之间无缝的迁移。使用了 Wishbone 开放总线连接器允许在FPGA上实现的逻辑模块可以透明的连接到各种处理器上。Altium Designer 6.0支持 Xilinx MicroBlaze，TSK3000 等32位软处理器，PowerPC 405 硬核，并且支持AMCC 405和Sharp BlueStreak ARM7 系列分立的处理器。对每一种处理器都提供完备的开发调试工具。 2 电路原理图绘制2.1 DXP的启动 启动DX
9、P，在DXP主页面下,打开软件时缺省设置就出现DXP主页，如图2.1-1 图2.1-1可以通过左键点击ViewHome 来打开DXP主页。用鼠标左键点击 FileNewProjectPCB Project,左边的工程资源管理器中就出现了一个名为PCB_Project1.PrjPCB的PCB 工程,如图2.1-2 图2.1-2用左键点击FileSave Project as ，项目名称改为PCB.PrjPCB,再在所建工程点击右键，分别加上一个原理图文件和一个PCB图文件，如图2.1-3 图2.1-32.2安装元件库画原理图首先得安装元件库了，其中原理图常用库文件：MiscellaneousDe
10、vicesDallas MicroprocessorIntelDatabooksProtelDOSSchematic LibrariesPCB元件常用库：Advpcb,General IC,Miscellaneous左键单击库，即可安装元件库了，如图2.2-12.3寻找元件及连接导线连接2.3.1首先我们的在库里面找到元件，然后按照所给电路图放置元件，如果库里面没有的话，我们就要自己动手相应元件的原理图元件，后面第3章中会详细介绍2.3.2执行菜单命令【Place】/【Wire】或单击布线工具栏的按钮，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
11、与元件引脚的电气点可以正确单击，导线的起点就与元件的引脚连接在一起了2.4我画成的原理图，如图2.4-1 图2.4-12.5 网络报表及元件清单SIP9 RES Pack3C11 RAD0.1 普通电容C12 CD4 0.1uFC15 RB.1/.2 10uFC16 RB.1/.2 10uFC17 RB.1/.2 10uFD1 DO-41 Diode 1N4004D2 DO-41 1N4004P1 CON AT62B UndefinedP10 P22V10S1 DIP_SW_8WAY_SM DSW DIP-8S2 SO8 INTERUPT SELECTU11 SN74HC32 74HC32(C
12、11-2 C12-2C15-2)(+12V C16-1 D2-2)(-12V C17-2D1-1)(GND C16-2 C17-1 S1-9 S1-10 S1-11 S1-12 S1-13 S1-14 S1-15 S1-16 U11-1 U11-2 U11-7)(Net*_2 *-2 P10-18 )(Net*_3 *-3 P10-17)(Net*_4*-4P10-16S1-1)(Net*_5*-510-15S1-2)(Net*_6*-6P10-14S1-3)(Net*_7*-7P10-13S1-4)(Net*_8*-8P10-11S1-5)(Net*_9*-9P10-10S1-6)(NetD
13、1_2D1-2P1-B7)(NetD2_1D2-1P1-B9)(NetP1_A11P1-A11P10-1)(NetP1_A21p1-A21P10-2)(NetP1_A22P1-A22P10-3)(NetP1_A23P1-A23P10-4)(NetP1_A24P1-A24P10-5)(NetP1_A25P1-A25P10-6)(NetP1_A26P1-A26P10-7)(NetP1_A27P1-A27P10-8)(NetP1_A28P1-A28P10-9)(NetP1_B21P1-B21S2-8)(NetP1_B23P1-B23S2-7)(NetP1_B24P1-B24S2-6)(NetP1_B
14、25P1-B2S2-5)(NetS2_1S2-1S2-2S2-3S2-4U11-6)(NetU11_4U11-4-8)(NetU11_5U11-5U11-11)(VCC*-1C11-1C12-1C15-1P1-B3P1-B29U11-14) 3 原理图元件库以及封装元件库的建立3.1原理图元件库3.1.1新建一个原理图元件库文件，依次点击“文件”“新建”“库”“原理图库”3.1.2点击画图工具，画一个合适的矩形，并画上引脚，例如CON AT62B这个元件有62个引脚，先画一个合适的矩形，然后依次画上62个引脚，各引脚参数可按TAB键进行设置其参数，如图3.1.2 图3.1.23.1.3最后画好
15、的原理图元件如图3.1.3 CON AT62 P22V10RP SN74HC32 图3.1.33.2封装元件库3.2.1新建一个原理图元件库文件，依次点击“文件”“新建”“库”“PCB图库”3.2.2在网上查找所画封装元件的资料，然后单击菜单中的工具按钮，选择元器件向导，按照元件得到封装资料，再根据元件向导的指示一步步设计，即可得到所需元件的封装 另外，还可以自己手工绘制封装元件，点击画图工具，画一个与封装一样的图形框架,然后很据元件的资料放置焊盘，画得的封装元件如图3.2.2 CON AT62B RP SN74HC32 P22V10 4 印制版电路设计4.1印制电路板基础4.1.1 PCB布
16、线设计流程：A：设计原理图；B：确认原理；C：检查电器连接是否完全；D：检查是否封装所有元件，是否尺寸正确；E：放置元件；F：检查元件位置是否合理（可打印1：1图比G：可先布地线和电源线；较）；H：检查有无飞线（可关掉除飞线层外其他层）；I：优化布线；J：再检查布线完整性；K：比较网络表，查有无遗漏；L：规则校验，有无不应该的错误标号；M：文字说明整理；N：添加制板标志性文字说明；4.1.2印制电路版布线规则：PCB布线规则：1、3点以上连线，尽量让线依次通过各点，便于测试，线长尽量短2、引脚之间尽量不要放线，特别是集成电路引脚之间和周围。3、不同层之间的线尽量不要平行，以免形成实际上的电容。
17、4、布线尽量是直线，或45度折线，避免产生电磁辐射。5、地线、电源线至少10-15mil以上（对逻辑电路）。6、尽量让铺地多义线连在一起，增大接地面积。线与线之间尽量整齐。7、注意元件排放均匀，以便安装、插件、焊接操作。文字排放在当前字符层，位置合理，注意朝向，避免被遮挡，便于生产。8、元件排放多考虑结构，贴片元件有正负极应在封装和最后标明，避免空间冲突。9、目前印制板可作45mil的布线，但通常作6mil线宽，8mil线距，12/20mil焊盘。布线应考虑灌入电流等的影响。10、功能块元件尽量放在一起，斑马条等LCD附近元件不能*之太近。11、过孔要涂绿油（置为负一倍值）。12、电池座下最好
18、不要放置焊盘、过空等，PAD和VIL尺寸合理。13、布线完成后要仔细检查每一个联线（包括NETLABLE）是否真的连接上（可用点亮法）。14、振荡电路元件尽量靠近IC，振荡电路尽量远离天线等易受干扰区。晶振下要放接地焊盘。15、多考虑加固、挖空放元件等多种方式，避免辐射源过多。4.2 ISA总线及地址译码电路电路PCB设计4.2.1选择：文件新PCB （FileNewPCB），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（DesignDocument OptionsSheet Options）可调整图纸尺寸大小。4.2.2电路板禁
19、止布线区的设置计过程中主要有（1）设定当前的工作层面为“Keep-Out Layer”。（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。4.2.2自动生成PCB图 在PCB界面下点击design，在design的下拉菜单下，会多出一个选项，选第二项，import changes from课设.prjpcb 按照提示导入PCB。如图4.2.2图4.2.24.2.3：手动布线1：移动元器件到合适位置2：在印制电路板的正面和反面画线3：最后结果如图4.2.3底层图 丝印层顶层图 焊接层 图4.2.3 4.3小结 经过本次PCB电路板的设计
20、以及制作，我体会到了dxp强大的功能，特别是在印刷电路板的制作上。虽然在学习过程中遇到了很多的挫折，进过翻阅资料和看视频讲解，以及和同学的讨论，我收获了很多，绘制电路图的时候，我们的先把元件的布局布好，这样连线的时候就不用老是去移动元件了。生成PCB后，我们布线时，也要多多注意，尽量不要交叉。最后就是DXP上面的英文，开始看不懂，后来逐渐熟悉了，对学英语也有好处啊。 5总结 Altium designer被现代电子设计者们广泛的使用，我们作为电子信息工程专业的学生，理应熟练掌握这种实用性好、专业性强的软件，为此老师组织我们进行了Altium designer的学习。经过对Altium desi
21、gner一周的学习和应用，开始的无法上手，现在已经对其性能应用有初步了解，虽然期间遇到了很多问题，但是通过同学之间的讨论都解决了，所以觉得受益匪浅。在自学初步操作技能之后，我们开始设计了。开始是按设计图布线，第一次做用的汉化版，所以熟悉的也要快点，在设计的时候就出现了问题，最后才发现是连接导线到总线的时候没有用上总线接入线，后来从头改过之后终于完成。开始也不知道要封装，所以第一次没有封装，然后进行ERC电气检查，有很多错误，然后返回SCH制作页面，发现是有2个网络标号标记错误和一条总线断掉，修改错误后再检查就没问题了。紧接着是制作网络表，这时我是靠观看视频来学习的，再是创建PCB电路板，这时就
22、发现有很多错误，这时我才知道元件需要仔细设置管脚（Footprint），即元件的封装，我上网搜了一个封装表，里面有很多封装形式，电阻电容都有它各自的封装形式，于是我对它们进行封装，再制作网络表导入PCB，发现还是有问题，后来才发现，我们软件Altium designer本身就有一个PCB封装库，一些常用元件就有它自己的封装，如果没有封装形式，就需要按照元件实际大小进行封装设计，比如TL16C554在封装库就有它自己的封装形式，它的封装形式就是PGA68X11_SKT，这在封装库中libraries是可以找到的，这时再对SCH文件中进行封装，制作网络表，从60个错误剩下了只有4个错误了，这4个错
23、误都和电阻R1有关，经过分析，最后发现是最开始做SCH文件时，自己编辑电阻管脚长度忘记管脚NODE的标记，这样再对它进行修改后，网络表中就没有错误了。导入PCB的制作，PCB的制作有很多规则，首先要满足可行性，再是要节省，画出板的大小后，就可以将元件添加进去了，第一次手动布线，花了很长时间还是做不好，最后采用了自动布线，我想，一块好的PCB需要人的手动布线，好的手动布线需要人长时间的训练磨出来的，不过由于时间少，我只花了半天的时间。这次课程设计我的收获很大，学到了很多的东西，接触了一个全新的东西，不过这是开始，以后我还会深入学习，做出自己设计的电路板。 6 参考文献1. 闫胜利，Altium
24、Designer实用宝典：原理图与PCB设计，电子工业出版社，20072. 姜艳波Altium Designer 6电路图设计百例，化学工业出版社，20083. 穆秀春, 李娜, 訾鸿编著，轻松实现从Protel到Altium Designer，电子工业出版社4. 北京三恒星科技公司，Altium Designer 6设计教程，电子工业出版社，20075.袁鹏平, 何志刚, 罗开玉，快速精通Altium designer 6电路图和PCB设计，化学工业出版社 ，2009本科生课程设计成绩评定表姓 名李立性 别男专业、班级电信1005班课程设计题目：MATLAB运算与应用设计5课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日