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1、 宁波城市职业技术学院书名:电子电路CAD项目化教程 ISBN: 978-7-111-38757-2 作者:兰建花 出版社:机械工业出版社 本书配有电子课件n电路图如图2-1所示,简易声光显示报警器电路,可用做门铃、水位检测、婴儿尿湿报警、汽车超载测量等,使用时将开关的两个端点置于要检测的部位,当开关的两个端点连通时,发光二极管点亮,蜂鸣器将发出声音,进行报警。项目引入n图2-1 简易声光显示报警器电路原理图任务目标n1 . 绘制图2-1所示电路原理图,保证电气连线正确。 n2. 初步设计完成PCB单面板布线,如图2-2所示。图2-2 简易声光显示报警器电路PCB单面板 时间(23学时)任务分
2、析与具体实施过程n首先,直观分析任务完成的结果n1 )分析图2-1由元件符号和导线连接而成,此即为电路原理图的组成,电路原理图重在表达电路的结构、功能。)分析图-是以元件封装图形和导线连接而成。PCB板通过“引脚封装”和导线来实现电路原理图的具体功能。 PCB图是用来描绘实际产品PCB的走线、元器件的位置等。接着,分析两图中元器件符号元件符号、实物及封装对照关系n原理图元器件符号与PCB元器件符号是用来表征元器件实体的,但侧重点不同,前者侧重表现元器件实物的逻辑含义,对外观和尺寸要求不高,承接电气特性的是引脚;后者侧重表现元器件实体(俯视图),关注其物理尺寸与相对位置,承接电气特性的是焊盘。
3、特别说明:SCH元件引脚编号与PCB焊盘编号时对应一致的。具体任务实施n任务2.1 新建项目工程文件n任务2.2 新建电路原理图文件n任务2.3 绘制简易声光显示报警电路原理图n 任务2.3.1 从库面板查看元件n 任务2.3.2 从库面板放置元件,调整元件位置,设置元件属性n 任务2.3.3 电源和接地放置,及其属性设置n 任务2.3.4 Wire导线连接n 任务2.3.5 完成原理图的绘制n任务2.4 初步进行单面PCB的设计n 任务2.4.1 项目中新建PCB文件n 任务2.4.2 将原理图封装和网络关系装入到PCB板中n 任务2.4.3 手工布局元件n 任务2.4.4 电气边框粗略绘建
4、n 任务2.4.5 单面自动布线 n这些任务就是实际的图的设计过程。一个任务的完成,再做另一个任务。n主要由教师带领下一边讲解操作,学生一边跟随实践操作,采用小步骤教学。任务的教学方式工程项目及相关文件的创建与管理n 工程项目是Protel 2004工作的核心,一个设计项目组织各种设计文件,如原理图SCH 文件,电路图PCB 文件,及各种报表文件。n任务2.1 新建项目工程文件n任务2.2 新建电路原理图文件n 在默认编辑界面下,从内置默认库中找出元件,电气连线绘制简单电路原理图。n任务2.3 绘制简易声光显示报警电路原理图图纸格点的显示n 按Page Up键直至看到画面栅格。若画面显示栅格太
5、大按Page Down键缩小。 若觉得这些栅格线影响了视野,可改成点状。有关SCH界面参数,请参看知识链接原理图编辑环境。常见分立元件所在库n 三极管NPN,三极管2N3906、2N3904,电阻RES2,电容CAP,蜂鸣器Buzzer,发光二极管LED0,电池Battery,开关按键SW-PB。话筒Mic2,扬声器Speaker,二级管DIODE*,电位器VR5,开关SW*等均在 Miscellaneous Devices.IntLib(混合杂项集成库) 为加快绘图的速度,通常在元件放置过程中,元件还粘附在光标上,按下空格键/X键/Y键,调整元件方向。若同时按“Tab”键,可调出元件的属性对
6、话框,修改元件属性。对元件等对象的编辑操作技巧,请看本项目的技能链接。元件放置编辑技巧电源和接地放置,及其属性设置 执行菜单命令Place/Power Port或在Wiring工具栏中单击 ,鼠标箭头上会有 一个电源/地线对象随鼠标移动,单击放置,右击结束。 n1)Net(网络名称),可写入VCC、VDD、VSS、和Gnd,指电路中的 电气连接关系,具有相同网络名称的导线在电气上是连接在一起的。n2)Style,符号外形风格。设置电源和接地符号的形状,有以下七种 :nCircle 圆形; Arrow 箭形: nBar T形; Wave 波浪形; Power Ground电源地; Signal
7、Ground 信号地; nEarth Ground接大地:按图2-12设置,Net栏输入网络名称为GND,在Style栏选取所需 的地线形状Power Ground,设置完毕单击OK按钮。Wire导线连接 n注意这里不是用Line连线的,Line是绘制标注图形的。 n注意一定要从元件引脚端点开始连线,连线不要与元件引脚有重复。 任务2.4 初步进行单面PCB的设计n 任务2.4.1 项目中新建PCB文件,完成效 果如图2-16所示。图2-16 创建的简易声光报警器印 制板文件任务2.4.2 将原理图封装和网络关系装入到PCB板中n打开原理图文件,执行菜单命令Design/Update PCB
8、Document简易声光显示报警器.PcbDoc, 具体操作请参阅任务2.4.3 手工布局元件nPCB元件布局,就是把电路图上所有的元器件都合理地安排到有限面积的PCB上。如图2-21所示。图221 手工调整元件的PCB布局n 元件布局通常要求按照原理图信号流向摆放PCB元件,元件移动和调整过程,元件之间的飞线长短会发生变化,要求飞线就进原则。若在调整过程飞线突然不见,按键End刷新即会看见。任务2.4.4 电气边框粗略绘建电气边界是用来限定元件布局和布线的范围。 具体操作请参阅 P20。任务2.4.5 单面自动布线n用单面板进行布线,即一面布线,Top Layer(顶 层)不布线,Botto
9、m Layer(底层)布线。n 具体操作方法:请参阅P21。 小 结k 基本完成了PCB板的设计,但以上的PCB,所有元件均采用默认的封装,通常这不能保证和实物相吻合或者符合设计者的意图。 1)比如对于默认的发光二极管封装,外形轮廓过大浪费了PCB板的空间,当然在PCB板面积没有受限下尚可使用。事实上,根据采用的是嗒型发光二极管尺寸,可调用其它封装,或自做封装对其修改。 2)布线均采用了系统默认10mil(0.254mm)导线,若自己课余制作PCB工艺,腐蚀铜模导线较难实现。根据实践经验,通常在PCB设计中加粗布线,后续学习会涉及到如何操作的。 k 用最少技能和知识快速体验了原理图到PCB板 的设计。经过简单电路原理图的绘制,和初步设计PCB板,现一起来归纳SCH和PCB设计的流程,以便后续自觉运用流程来规范SCH和PCB设计。 归纳提高