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简易门铃电路的设计 3

《电子线路CAD》课程论文题目:简易门铃电路的设计1 电路功能和性能指标简易门铃电路是以NE555数字门铃电路为最基本的有源有线电路门铃,以NE555集成芯片为核心,二极管、电阻、电容等元器件组合而成的电路。

它能根据电路中电流大小的改变来达到让门铃发出“叮咚”响声的功能。

它的音质优美逼真,装调简单容易,成本较低。

2 原理图设计2.1原理图元器件制作①绘制的元器件图如图1所示:图1②元器件制作的方法和步骤:选中该项目文件,执行“File→New→Library→Schematic Library”菜单命令,新建一个原理图库文件,然后单击“保存”重命名为“MySchLib.SchLib”。

点击“SCH Library”,然后执行“Tools→RenameComponent→Add”菜单命令,更改元器件名称为“NE555P”。

然后按照元器件画图即可。

③个人设计过程中需要注意的是,在制作完元器件后,一定要制作元器件的封装,并将二者关联起来,否则在将原理图导入PCB图时将丢失该元器件。

2.2 原理图设计①原理图的设计步骤:先建一个项目,并保存为“Doorbell.PRJPCB”,然后新建一个原理图文件,并保存为“Doorbell.SCHDOC”,然后放置与编辑元器件,最后按照电路图连接各元器件。

②电路的原理图如图2所示:图2③对项目进行编译的操作步骤:执行“Project→Compile PCB Project”菜单命令,然后打开“Navigator”和“Messages”工作面板。

如图3所示:图3④生成该项目的元器件库的操作步骤:执行“Design→Make Schematic Library”菜单命令,然后单击“OK”即可。

元器件库中元器件列表截图如图4所示:图4⑤个人设计过程中需要注意的是,在绘制原理图时,有的元器件直接找不到的,可以使用查找元器件的功能,这样画图更加方便迅速。

2.3 原理图报表①生成该原理图的网络表的操作步骤:执行“Design→Netlist For Project→Protel”菜单命令,系统自动生成Protel网络表。

生成的网络表截图如图5所示:图5②网络表的作用:网络表是电路图和PCB之间的连接桥梁,是生成PCB文件的基本依据。

其主要作用是为PCB设计提供元器件信息、管脚连接关系信息及必要仿真操作信息。

③元器件信息:例如,元器件C3的相关信息,即名称为C3,封装形式为RAD-0.3,描述为0.01uF。

④以网络表中的网络GND为例,和该网络相连接的引脚有7个,分别为+6V 的1脚,+C1的1脚,0.47uF的1脚,C3的1脚,LS的2脚,R1的1脚,U1的1脚。

⑤生成该原理图的简易元器件清单的操作步骤:执行“Reports→Simple BOM”菜单命令即可。

简易元器件清单截图如图6所示:图6⑥个人设计过程中需要说明的是,生成的网络表、元器件清单等,可以在存档、对照、校对以及设计PCB时使用。

3 PCB设计3.1元器件封装制作①绘制的元器件封装如图7所示:图7②封装的制作方法和步骤:在“SCH Library”选项卡中选中“NE555P”,单击“Model”区域中的“Add”按钮,然后选择“Footprint”选项以添加PCB 封装,然后点击“OK”,此时PCB封装浏览框被打开。

然后执行“Browse→Find”,输入封装名称“P008”,单击“Search”即可找到元器件的封装图。

③个人设计过程中需要说明的是,在制作完元器件后,一定要制作元器件的封装,并将二者关联起来,否则在将原理图导入PCB图时将丢失该元器件。

3.2 PCB设计①PCB的设计步骤:先建一个PCB文件,并保存为“Doorbell.PcbDoc”,然后设置物理边界和电气边界,然后设置电路板的尺寸和形状。

②设计PCB时,电源和地线采用不同的线宽的设置方法和步骤:执行“Design→Rules”,在左侧的Width设计规则上单击鼠标右键,选择“New Rule”命令,单击“Width-1”,打开新规则设置对话框,然后选定“Net”,单击“All”右侧的下拉菜单,选择+6V,然后添加GND,点击“OK”,然后将导线宽度的三个约束值均修改为30mil,其他部分的线宽为15mil。

③绘制的PCB图如图8所示:图8④生成该项目的封装库的操作步骤:执行“Design→Make PCB Library”菜单命令,然后点击PCB库文件编辑器界面右下角的“PCB”按钮,再单击“PCB Library”即可。

生成的封装库中各个封装的列表截图如图9所示:⑤所有文档的目录截图如图10所示:图10⑥个人设计过程中需要说明的是,绘制PCB图的时候要注意先设置好物理边界与电气边界及其绘图环境等。

3.3 PCB设计后处理①为所设计的PCB进行补滴泪的操作步骤:执行“Tools→Teardrops”菜单命令,打开泪滴设置对话框,全部采用默认设置,单击“OK”即可。

补泪滴后的PCB截图如图11所示:图11②为所设计的PCB放置敷铜的操作步骤:单击PCB工作界面下的工作层标签“Top Layer”,将当前工作层面设置为顶层。

单击放置敷铜按钮,打开敷铜属性设置对话框,将“Connect to Net”设置为“GND”,同时勾选“Remove Dead Copper”,单击“OK”,然后再画一个封闭的矩形敷铜区域即可。

放置敷铜后的PCB截图如图12所示:图12③生成PCB信息报表的操作步骤:执行“Reports→Board Information”菜单命令,打开PCB信息对话框,将出现三个标签页。

截图如下:General标签页如图13所示:图13Components标签页如图14所示:图14Nets标签页如图15所示:图15④生成网络状态报表的操作步骤:执行“Reports→Netlist Status”菜单命令,系统将自动生成网络状态报表。

其截图如图16所示:图16⑤个人设计过程中需要说明的,通常在PCB设计中,为了使电路板具有屏蔽能力并增强其去耦能力,需将电路板上没有布线的空白区间进行大面积敷铜。

4 心得体会在这次课程论文设计中,虽然我遇到了许多问题,但是我最终也找到了其解决的办法,例如:PCB图中如果元件变为警告色“绿色”,有可能是元件之间靠得太近了,也有可能是封装不对,这时候就只需将元器件的排布分开一点即可;我在制作完元器件后,就直接将元器件导入到原理图中,结果就有问题,后来才知道,在自己制作完元器件后,一定要制作元器件的封装,并将二者关联起来,否则在将原理图导入PCB图时将丢失该元器件。

通过这次课程论文设计,我终于弄清楚了DXP的大致功能,发现画图很好玩,特别是自己画一个元器件,然后在给它画封装,还是很有意思的。

开始应该先做好准备工作。

第一步,把要用到的元器件的图形,不管是自己亲手画的,还是调用别人的,都统一放到自己建立的Sch.Lib中,这样用起来就不用到处找了。

第二步,给每一个元器件封装,同样不管是自己亲手画的,还是调用别人的,都统一放到自己建立的PCB.Lib中。

在这个过程中有几个细节问题不能忽视,比如,在Sch.Lib中引脚的序号 Designator非常重要,它与PCB.Lib封装中的焊盘序号是一一对应的,在Sch.Lib中引脚的名称Display Name只是描绘这个引脚的功能而已,可有可无。

在Sch.Lib对话框Library Component Properties中,Designator的内容显示在Sch.Doc中的标号,是可以单独移动的,Library Ref 的内容显示在Sch.Lib中的标号。

当然,在Sch.Lib中图形必须要放在中心。

在PCB.Lib中画封装时也必须要把封装画在中心,重点是尺寸问题,必须与实际的尺寸一致,通常,焊盘间距100mil,芯片两侧对称的焊盘间距为300mil。

丝印层(黄线)图形代表的是元器件焊在板子上时所占用的空间大小。

原理图的绘制,最好是每个功能模块单独画,从库里调出元器件后,应该给它取个名字,在Designator中给它命名,如果是芯片就写上芯片的名字,不要用U1、U2等来标注,那样很容易弄混,出现重名的情况,重名的后果是只有一个导入到PCB中,用芯片的名字命名的另一个好处是,如果有错误可以直接找到芯片。

网络标号必须写在wire线上,如果偷懒放在引脚上,则无效。

由原理图导入到PCB有时候很难一次成功,遇到的问题可能是由于原理图与封装没有很好的对应。

比如:有时候引脚序号需要隐藏,就可能忽视了引脚序号,结果是引脚序号并不是所要求的,当然与焊盘上的序号无法对应起来;原理图中不同封装的元器件重名也会报错。

只要保证每一个元器件的封装都是对的,最后都能导入到PCB。

重头戏就在PCB中了。

首先说一下在PCB中修改的问题,如果发现线连错了,就是原理图的问题,只要在原理图中修改好了,在PCB中Import changes from即可。

如果发现要更换封装,可以在PCB.Lib中修改封装后Update with PCB即可,也可以在原理图中重新给元器件封装,然后在PCB中Import changes from即可。

再说一下在PCB中元器件的摆放问题,首先摆放有特定位置要求的元器件,需要手动操作的元器件都应该放在板子的边缘,然后自动布线或手动布线都可。

我觉得画图最主要的还是细心,然后按照步骤一步步来画,这样无论多复杂的图,你最终都能画好。

5 参考文献[1] 陈学平.Protel 2004快速上手[M].北京:人民邮电出版社,2005.[2] 王冬,来羽,王会良.Protel DXP 2004应用100例[M].北京:电子工业出版社,2011.[3] 曹丙霞,赵艳华.PROTEL99SE原理图与PCB设计.北京:电子工业出版社,2007.[4] 刘刚.Protel DXP 2004 SP2原理图与PCB设计.北京:电子工业出版社,2013.[5] 闫胜利,袁芳革,冷小冰.AITUM DESIGNER 6.X中文版实用教程原理图与PCB设计.北京:电子工业出版社,2007.。

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