1、1目 录一、课程设计的目的 .2二、课程设计的要求 .2三、课程设计的流程 .2四、电路设计软件使用过程 .31.电路原理图设计 32. PCB 设计 33.基本框架 4五、 电路原理图结构分析 .5六、电路中所需要的元器件清单 6七、文件库的创建 .7八、DXP 2004 电路原理图 .7九、绘制的 PCB 图像 .8十、加补泪滴 .8十一、放置覆铜 .9二、课程设计的要求 .9十二、制作过程的封装 .10十三、遇到的问题 .11十四、心得体会 .11十五、参考文献 .112PCB 课程设计报告一、 课程设计的目的教学目的是培养学生掌握典型电路设计软件 DXP 2004 ，具备独立绘制电子线
2、路图、制作 PCB 电路板的能力。使得同学们在以后的学习和工作中掌握常用电子线路设计软件的使用方法。1.掌握 DXP 2004 的创建数据库、新建文件、文件的导入导出、文件的拷贝剪切粘贴、文件的更名、文件的删除、设置多窗口的显示方式等操作。2.掌握原理图图纸尺寸、图纸边框、图纸颜色、标题栏格式、网格尺寸、光标形状、系统字符字体等的设置方法。3.电路原理图的绘制方法和高级绘图工具绘制电路原理图的方法。4.掌握根据原理图生成各种报表的操作方法和打印原理图的方法。5.掌握原理图元件库元件的编辑方法。6.掌握绘制印刷线路板的环境设置。7.掌握绘制印刷线路板的基本操作。集中将以上技能通过一个完整的电路充
3、分的反映出来,以实现电路原理图的绘制, 印刷线路板的绘制,设计布局, 布线规则等。通过此课程设计的训练，进一步提高对 DXP 2004 这一软件的综合运用能力，锻炼实际应用能力，巩固所学的知识，为同学们将来走向工作岗位奠定基础。二、课程设计的要求：1.设计报告简述设计原理和思路，附上电路原理图和 PCB 设计图及元件报表, 元件连接网络表； 。2.要求电路满足：包含 IC 芯片 4 个；电容不小于 10 个；电阻不小于 10 个；连接器 13 个；其它元器件若干。3.设计上述印制电路板图时不限尺寸和形状，但要求元件布局紧凑、科学合理、整齐美观。(单层板局部手工布线)4.对设计印制电路板图进行敷
4、铜和补泪滴处理。三、课程设计流程：1.查找资料确定符合要求的原理图。2.了解电路图的原理。3.绘制原理图。4.集中熟悉各种元器件，以及各种封装的形式。5.绘制印刷线路板图。6.打印设计说明所需各种资料。7.写设计说明上交资料。3四、电路设计软件使用过程：1.电路原理图设计：原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。(1) 启动原理图设计界面，进入 DXP 2004,创建一个文件库；(2) 设置原理图设计环境，执行菜单 Design/Option 和 Tool/Preferences，设置图纸大小，捕捉栅格，电器栅格等;(3) 创建自己的元件库，先
5、进入 DXP 2004 的原理图编辑器，新建一个元件，绘制 SCH 元件以及放入元件的管脚，给新建的元件改名，绘制元件的外形以及放入说明文字并保存好，画原理图的时候,就可以调用这些元件了 ;(4) 装入所需的元件库，在设计管理器中选择 Browse 区域中的下拉框中选择Library,然后单击 ADD 按钮，在弹出的窗口中寻找 DXP 2004 子目录，在该目录中选择 Library 路径，在元件库列表中选择所需的元件库，单击 ADD 按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中; (5) 放置元件，根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的 Place 按钮将原件放置在工作平
6、面上，再根据与按键之间的走线把元件调整好; (6) 原理图布线，利用 DXP 2004 所提供的各种工具，指令进行布线，将工作平面上的器件用具有其意义的导线，符号连接起来，构成一个完整的电路原理图;(7) 编辑和调整，利用 DXP 2004 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号，封装进行定义和设定等;(8) 检查原理图，使用 DXP 2004 的电器规则，及执行菜单命令 Tool 对画好的电路原理图进行电气规则检查，若有错误，根据错误情况进行改正；(9) 生成网络表，网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，元件封装，参数及元件之间
7、连接关系的网络表。2. PCB 设计：电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。基本的结构框图如下(1) 启动印刷电路板设计服务器,执行菜单 File/New 命令，从框中选择 PCB 设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立 PCB 设计文档。双击文档图标，进入设计服务器界面；(2) 规划电路板,根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取 Keep Out Layer 复选框，执行菜单命令 Place/Track,绘制电路板的边框。执行菜单 Design/Options，在“ Signal Lager”中选择 Bottom Lage
8、r,把电路板定义为单面板；(3) 设置参数,参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules,左键单击 Routing 按钮，根据设计要求，在规则类(Rules Classes)中设置参数；(4) 装入元件封装库, 执行菜单命令 Design/Add/Remove Library,在“添加、删除元件库”对话框中所选取所有元件所对应的元件封装库；(5) 装入网络表 ,执行菜单 Design/Load Nets 命令，然后在弹出的窗口中单击Browse 按钮，再在弹出的窗口中选择地电路原理图生成的网络表文件，如果没4有错误，单击 Execute。若出现错误提示，必须更改错
9、误；(6) DXP 2004 既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，最好采用手工布局的方式；(7) 自动布线 DXP 2004 采用的无网络，基于形式的对角线自动布线技术。执行菜单命令 Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击 Route all 按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理；(8) 手工数调整自动布线结束后，手工调整，把电路板设计得尽善尽美。(9) 继续完善 PCB 设计，对其进行对设计印制电路板图进行敷
10、铜和补泪滴处理。3.基本框架：综合上述所得出的顺序逻辑图大纲如下：绘制原理图文档保存及输出元件的布局规划电路板装入网络表及封装布线及调整5五、 电路原理图 结构分析：图 1以上原理图系统板上硬件连线： a) 把“单片机系统”区域中的 P1.0P1.7 与“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端口用 8芯排线连接。 b) 把“单片机系统”区域中的 P2.0P2.7 与“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用 8芯排线连接。 6c) 把“单片机系统”区域中的 P3.0与“模数转换模块”区域中的 ST端子用导线相连接。 d) 把“单片机系统 ”区域中的 P3.1 与“模数转换
11、模块” 区域中的 OE 端子用导线相连接。 e) 把“单片机系统”区域中的 P3.2与“模数转换模块”区域中的 EOC端子用导线相连接。 f) 把“单片机系统”区域中的 P3.3与“模数转换模块”区域中的 CLK端子用导线相连接。 g) 把“模数转换模块”区域中的 A2A1A0端子用导线连接到“电源模块”区域中的 GND端子上。 h) 把“模数转换模块”区域中的 IN0端子用导线连接到“三路可调电压模块”区域中的 VR1端子上。 i) 把“单片机系统”区域中的 P0.0P0.7 用 8芯排线连接到“模数转换模块”区域中的 D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。 j) 把“单片机系统”区域中的
12、 P3.6、P3.7 用导线分别连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的 L1、L2 上。 k) 把“单片机系统”区域中的 P3.5用导线连接到“音频放大模块”区域中的 SPK IN端口上。 l) 把“音频放大模块” 区域中的 SPK OUT 插入音频喇叭。六、电路中所需要的元器件清单：7七、文件库的创建：八、DXP 2004 电路原理图：8九、绘制的 PCB 图像：（未处理过）十、加补泪滴：9十一、放置覆铜：覆铜：将电路板空白的地方用铜膜铺满，主要目的是提高电路板的抗干扰能力，通常将铜膜与地相接，这样电路板中空白的地方就铺满了接地的铜膜，电路板的抗干扰能力就大大提高了。10十二、制作过程中需
13、要对四位一体数码管进行画图和封装：其中关于四位一体数码管的管脚参数如下：1112十三、遇到的问题：通过这次 PCB 设计作业，提高了我对 DXP 2004 软件的认识，进一步巩固、加深和拓宽了所学的知识，树立了正确的设计思想，熟悉掌握了 PCB 设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力，对自己进行了一个全面的 PCB 设计基本技能的训练。 在操作中遇到的问题及解决方法：1. 手动布线的时候，导线是不能交叉的，解决这个问题的方法就是增添一个焊盘，然后分别在 Top layer 和 Button layer 两层布线通过焊盘将两端连起来。2. 元件导入 PCB 时，如果某个元件不能完成封装，就
14、要双击该元件查看，在出现的 Component Properties 对话框中双击 Footprint 即可查看该元件是否封装，如果没有，就要在 Library 库中添加上该元件。3.PCB 封装时，最好不要在封装图上写标注，否则，此标注将和封装连为体，布线时，线不能通过此标注，这就给布线带来了麻烦，其实在原理图中可以直接对元件进行标注，双击某个元件就可以改名了。4.这次的原理图比较复杂，给布线带来了很多麻烦，线不能全部布完整或线布一半电脑就死机了，所以在放置元器件时要特别注意，尽量按照原理图的位置摆放，先放大的元器件，再放置元器件周围的电容电阻及 LED，最后布线就方便快速多了。这次作业能够
15、顺利的完成我要特别感谢老师的帮助与指导，今后我要更加努力, 多多上机练习加强自己的动手操作能力。十四、心得体会：此次课程设计不仅加深巩固所学内容，同时对所学内容进行扩展，有一定的深度和广度，能充分发挥学生的能动性和想象力。我不仅学会了如何使用Protel，并且画出电路的原理图和设计 PCB板，而且还在实习中更加深刻的体会了如何与同学配合，互帮互助的精神。在课程设计中碰到了一些比较难的问题，自己不怕困难，自己专研，学会如何独立思考并解决问题。最后解决不了的上网搜集资料，请教老师，大家互帮帮助，体现了良好的团队意识。为将来进入社会前锻炼自己的合作精神，更好的为将来工作打好基础。通过电路设计，安装，调试等一系列环节的实施，提高学生的电路设计能力，实际操作能力。最终在大家共同的努力下，圆满的完成了本次课程设计的所有任务。十五、考考文献：Protel 2004 实用教程- 原理图与 PCB 设计 （第三版）电子工业出版社（谷树钟、温克利、冯雷著）
