电子产品CAD设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
12
声光控延时开关工作原理
放大声音信号 使2脚高电位 脚高电位 7.5v直 直 流电源
声音信 号转换 电信号
白天低阻1 白天低阻 脚低电位 晚上高阻1 晚上高阻 脚高电位
延时 控制
目的与任务
• 目的 –掌握电子产品设计的基本原则 –了解电子产品CAD软件——Protel 99SE –包括器件库设计——sch.lib pcb.lib • 任务 –设计电子声光控开关的文件 •原理图设计——file.sch •PCB设计——file.pcb
印制电路板的概念
印制电路板PCB (Printed Circuit 印制电路板PCB Board)亦称印制线路板，简称印制板。在绝 oard)亦称印制线路板，简称印制板。 亦称印制线路板 缘基板上，按设计的要求，有选择地加工安 缘基板上，按设计的要求，有选择地加工安 装孔、连接导线和装配电子元器件引脚的 和装配电子元器件引脚的焊 装孔、连接导线和装配电子元器件引脚的焊 以实现元器件间的电气连接的组装板。 盘，以实现元器件间的电气连接的组装板。
产品要求
• 产品设计中，要充分考虑产品的要求
–用户需求：特殊要求 –尺寸要求：大小、形状 –使用要求：台式、便携 –维护要求：方便以后的维护、修理等
软件基础
• Protel 99SE——电子产品CAD
–软件管理：DDB，数据库管理方式 –主要设计文件
• 原理图、印刷电路板及对应的器件库
–设计时，软件根据当前文件打开相应命令
聚酰亚胺
聚酯薄膜
9
1 、布
局
在印制电路板设计中，布局是一个重要的环节。 在印制电路板设计中，布局是一个重要的环节。布 局合理或好坏直接影响布线的效果。 局合理或好坏直接影响布线的效果。 （1）规则排列
适用于正规产品，整齐美观、方便安装、调试和维护。 适用于正规产品，整齐美观、方便安装、调试和维护。
SCH文件设计
• 新建文件——Schematic Document • 设计方式
–大型设计项目的管理方式——PRJ –从上向下、从下向上的设计方式
• 原理图环境设置
–Design_ Option：图幅、栅格等 –Tools_ Preferences：Options和Power
SCH文件设计
• 器件库管理
8
(4)挠 (4)挠(柔）印制板
聚酯薄膜印制板～ 温度：80～ 聚酯薄膜印制板～ 温度：80～130℃ 印制板 聚酰亚胺印制板～ 温度：高达150℃ 温度：高达150℃ 聚酰亚胺印制板～ 氟化一丙烯印制板 焊接温度可达到250 印制板～ 氟化一丙烯印制板～焊接温度可达到250 ℃ 特点：可挠性、重量轻。将其弯成适合形状， 特点：可挠性、重量轻。将其弯成适合形状，用于内部空间 紧凑的场合。 紧凑的场合。 应用：民用及工业电器、计算机、数字万用表、电子相机电路等。 应用：民用及工业电器、计算机、数字万用表、电子相机电路等。
温度：90～ 温度：90～110℃ 特点：电气性能和非电气性能比酚醛纸板好得多 酚醛纸板好得多。 特点：电气性能和非电气性能比酚醛纸板好得多。 应用：中档以上民用品。 应用：中档以上民用品。
7
（3）环氧玻璃布板
温度：可达到130℃ 温度：可达到130℃ 特点：价格较高，基板透明，抗冲击性、弯曲强度、 特点：价格较高，基板透明，抗冲击性、弯曲强度、 尺寸稳定、耐焊接、热冲击性能和良好的电气等。 尺寸稳定、耐焊接、热冲击性能和良好的电气等。 应用：工作环境好的仪器仪表及中档以上民用品。 应用：工作环境好的仪器仪表及中档以上民用品
总设计流程
• • • • • • 原理图设计——设置操作环境、加载器件库 网络表生成——检查网络表 PCB规划——层设定、板形状、大小 设置——规则、环境等 布局——☆ 自动布线、手动修改、调整
器件库设计
• SCH器件库设计：
–建立器件库 –建立器件——注意器件名称 –设置环境和优化项 –设计器件图符 –放置并设置器件引脚：编号、类型等 –确定器件封装——Footprint
10
（2）不规则排列
用于非正规产品，对印制电路板设计要求不高 用于非正规产品，对印制电路板设计要求不高。
11
印制板设计步骤
1、 分 析 原 理 图 2、熟悉器件：性能、外形尺寸、封装形式、管脚排列顺序 熟悉器件：性能、外形尺寸、封装形式、 3、选定板材：种类、结构、尺寸、厚度 选定板材：种类、结构、尺寸、 4、布局：安装方式、排列格式 布局：安装方式、 5、选定焊盘类型 6、选定导线宽度 7、选定印制板对外连接方式
–Clearance Constraint：安全 –Routing Corners：拐角 –Routing Layers：层指定 –Routing Priority：优先 –Routing Topology：拓扑方案 –Routing Via Style：过孔设置 –Width Constraint：线宽设置
器件库设计
• PCB器件库设计：
–建立器件库 –建立器件——注意器件名称：Footprint –设置环境和优化项——注意单位：mm、mil –设计器件占位尺寸 –放置并设置器件焊盘
• 焊盘属性设置：层、编号、形状等
SCH文件设计
• 设计流程
–建立设计文件 –建立设计目录 –建立原理图文件 –放置器件，并设置器件属性 –设计电路——等电位点 –检查电路 –生成“网络表”
– Design——Make Library
产品——PCB设计
• 电磁规则与设置 –强弱信号的处理 –电流大小处理 –时间同步处理 –微波频率信号处理
自动布线——Auto
• Auto Route • All——设置 • Route All
手工修改布线
• 软件不具备“智能”，自动布线就都有缺 陷
– 注意已设置好规则 – 等电位点关系正确
建立当前文件的器件库
• 原理图生成器件库
– Design——Make Project Library
• PCB生成器件库
4
1、PCB基本材料的组成 PCB基本材料的组成
(1) 铜 箔 铜箔是制造敷铜板的关键材料, 铜箔是制造敷铜板的关键材料,必须有较高的导电 率和良好的焊接性。 0.018～0.105mm。 率和良好的焊接性。铜箔厚度 0.018～0.105mm。 (2) 基 板 树脂酚醛、环氧、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。 树脂酚醛、环氧、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。增强 材料：玻璃布、纸质、玻璃毡等。 材料：玻璃布、纸质、玻璃毡等。 (3) 粘合剂 粘合剂是铜箔能否牢固地粘在基板上的重要因素。 粘合剂是铜箔能否牢固地粘在基板上的重要因素。 敷铜板的抗剥强度主要取决于粘合剂。 敷铜板的抗剥强度主要取决于粘合剂。
–Browse_ Add/Remove
• 放置器件
–器件设置：封装、标号、参数
• 放置连线
–Place_ Wire、Net Label、BUS
SCH文件设计
• 生成网络表
–Design_ Creates Net list
• 网络表内容
–器件说明
• 器件标号、器件参数（型号）、器件封装
–连接说明（等电位点）
• 直接连接的等电位点 • 网络标号连接的等电位点
产品——PCB设计
• 建立PCB文件
–File_ New_ PCB Document：手工确定PCB形 状和尺寸 –File_ New_ Wizards：向导方式确定PCB
• 操作环境：坐标单位、层使用 • 设计环境设置
–Design_ Options –Tools_ Preferences
• 器件库加载：Browse_ Add Remove
产品——PCB设计
• 加载网络表
–Design_ Load Net lists –错误问题！！！ –点击Execute
• 布局！！！
–中心器件 –信号流向 –强弱信号处理 –原理图参考
产品——PCB设计
• 设置规则
–Design_ Rules
• Routing：
• 操作方式
–WINDOWS的标准方式 –串行命令结构：键盘操作方式
• 注意：当前ຫໍສະໝຸດ Baidu作区间
PROTEL 99SE
• 文件建立、结构与管理 –DDB——数据库管理方式 • 注意建文件的路径、文件名、Password –文件类型 • 文件夹——Document Folder • 设计文件 –PCB类、SCH类
电子产品CAD设计
声光控开关设计
一、印制电路板设计基础 二、印制电路板设计的一般原则 电子产品CAD 三、电子产品 四、Protel 99SE软件的使用 软件的使用
一个完整的电子产品主要是由电路原理图设 印制电路板设计、机械设计、 计、印制电路板设计、机械设计、元器件检测和 安装、焊接及调试等几个主要步骤来完成。 安装、焊接及调试等几个主要步骤来完成。 电路设计是通过理论精确计算达到设计要求， 电路设计是通过理论精确计算达到设计要求， 要使原理电路变成为实体（产品）， ），就要通过印 要使原理电路变成为实体（产品），就要通过印 制电路板设计来完成。 制电路板设计来完成。印制板电路设计需要熟悉 和掌握设计印制电路板的一些基本知识、 和掌握设计印制电路板的一些基本知识、设计原 方法和技巧。 则、方法和技巧。
5
2、常用敷铜板的种类
（1）酚醛纸板
温度：70～ 温度：70～105℃ 特点：价格低,阻燃强度低,易吸水, 湿度大绝缘电阻小， 特点：价格低,阻燃强度低,易吸水, 湿度大绝缘电阻小， 电阻大,耐高温性能差等。 湿度小绝缘 电阻大,耐高温性能差等。 应用：中低档民用品。 应用：中低档民用品。
6
（2）酚醛玻璃布板
声光控延时开关工作原理
放大声音信号 使2脚高电位 脚高电位 7.5v直 直 流电源
声音信 号转换 电信号
白天低阻1 白天低阻 脚低电位 晚上高阻1 晚上高阻 脚高电位
延时 控制
目的与任务
• 目的 –掌握电子产品设计的基本原则 –了解电子产品CAD软件——Protel 99SE –包括器件库设计——sch.lib pcb.lib • 任务 –设计电子声光控开关的文件 •原理图设计——file.sch •PCB设计——file.pcb
印制电路板的概念
印制电路板PCB (Printed Circuit 印制电路板PCB Board)亦称印制线路板，简称印制板。在绝 oard)亦称印制线路板，简称印制板。 亦称印制线路板 缘基板上，按设计的要求，有选择地加工安 缘基板上，按设计的要求，有选择地加工安 装孔、连接导线和装配电子元器件引脚的 和装配电子元器件引脚的焊 装孔、连接导线和装配电子元器件引脚的焊 以实现元器件间的电气连接的组装板。 盘，以实现元器件间的电气连接的组装板。
产品要求
• 产品设计中，要充分考虑产品的要求
–用户需求：特殊要求 –尺寸要求：大小、形状 –使用要求：台式、便携 –维护要求：方便以后的维护、修理等
软件基础
• Protel 99SE——电子产品CAD
–软件管理：DDB，数据库管理方式 –主要设计文件
• 原理图、印刷电路板及对应的器件库
–设计时，软件根据当前文件打开相应命令
聚酰亚胺
聚酯薄膜
9
1 、布
局
在印制电路板设计中，布局是一个重要的环节。 在印制电路板设计中，布局是一个重要的环节。布 局合理或好坏直接影响布线的效果。 局合理或好坏直接影响布线的效果。 （1）规则排列
适用于正规产品，整齐美观、方便安装、调试和维护。 适用于正规产品，整齐美观、方便安装、调试和维护。
SCH文件设计
• 新建文件——Schematic Document • 设计方式
–大型设计项目的管理方式——PRJ –从上向下、从下向上的设计方式
• 原理图环境设置
–Design_ Option：图幅、栅格等 –Tools_ Preferences：Options和Power
SCH文件设计
• 器件库管理
8
(4)挠 (4)挠(柔）印制板
聚酯薄膜印制板～ 温度：80～ 聚酯薄膜印制板～ 温度：80～130℃ 印制板 聚酰亚胺印制板～ 温度：高达150℃ 温度：高达150℃ 聚酰亚胺印制板～ 氟化一丙烯印制板 焊接温度可达到250 印制板～ 氟化一丙烯印制板～焊接温度可达到250 ℃ 特点：可挠性、重量轻。将其弯成适合形状， 特点：可挠性、重量轻。将其弯成适合形状，用于内部空间 紧凑的场合。 紧凑的场合。 应用：民用及工业电器、计算机、数字万用表、电子相机电路等。 应用：民用及工业电器、计算机、数字万用表、电子相机电路等。
温度：90～ 温度：90～110℃ 特点：电气性能和非电气性能比酚醛纸板好得多 酚醛纸板好得多。 特点：电气性能和非电气性能比酚醛纸板好得多。 应用：中档以上民用品。 应用：中档以上民用品。
7
（3）环氧玻璃布板
温度：可达到130℃ 温度：可达到130℃ 特点：价格较高，基板透明，抗冲击性、弯曲强度、 特点：价格较高，基板透明，抗冲击性、弯曲强度、 尺寸稳定、耐焊接、热冲击性能和良好的电气等。 尺寸稳定、耐焊接、热冲击性能和良好的电气等。 应用：工作环境好的仪器仪表及中档以上民用品。 应用：工作环境好的仪器仪表及中档以上民用品
总设计流程
• • • • • • 原理图设计——设置操作环境、加载器件库 网络表生成——检查网络表 PCB规划——层设定、板形状、大小 设置——规则、环境等 布局——☆ 自动布线、手动修改、调整
器件库设计
• SCH器件库设计：
–建立器件库 –建立器件——注意器件名称 –设置环境和优化项 –设计器件图符 –放置并设置器件引脚：编号、类型等 –确定器件封装——Footprint
10
（2）不规则排列
用于非正规产品，对印制电路板设计要求不高 用于非正规产品，对印制电路板设计要求不高。
11
印制板设计步骤
1、 分 析 原 理 图 2、熟悉器件：性能、外形尺寸、封装形式、管脚排列顺序 熟悉器件：性能、外形尺寸、封装形式、 3、选定板材：种类、结构、尺寸、厚度 选定板材：种类、结构、尺寸、 4、布局：安装方式、排列格式 布局：安装方式、 5、选定焊盘类型 6、选定导线宽度 7、选定印制板对外连接方式
–Clearance Constraint：安全 –Routing Corners：拐角 –Routing Layers：层指定 –Routing Priority：优先 –Routing Topology：拓扑方案 –Routing Via Style：过孔设置 –Width Constraint：线宽设置
器件库设计
• PCB器件库设计：
–建立器件库 –建立器件——注意器件名称：Footprint –设置环境和优化项——注意单位：mm、mil –设计器件占位尺寸 –放置并设置器件焊盘
• 焊盘属性设置：层、编号、形状等
SCH文件设计
• 设计流程
–建立设计文件 –建立设计目录 –建立原理图文件 –放置器件，并设置器件属性 –设计电路——等电位点 –检查电路 –生成“网络表”
– Design——Make Library
产品——PCB设计
• 电磁规则与设置 –强弱信号的处理 –电流大小处理 –时间同步处理 –微波频率信号处理
自动布线——Auto
• Auto Route • All——设置 • Route All
手工修改布线
• 软件不具备“智能”，自动布线就都有缺 陷
– 注意已设置好规则 – 等电位点关系正确
建立当前文件的器件库
• 原理图生成器件库
– Design——Make Project Library
• PCB生成器件库
4
1、PCB基本材料的组成 PCB基本材料的组成
(1) 铜 箔 铜箔是制造敷铜板的关键材料, 铜箔是制造敷铜板的关键材料,必须有较高的导电 率和良好的焊接性。 0.018～0.105mm。 率和良好的焊接性。铜箔厚度 0.018～0.105mm。 (2) 基 板 树脂酚醛、环氧、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。 树脂酚醛、环氧、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。增强 材料：玻璃布、纸质、玻璃毡等。 材料：玻璃布、纸质、玻璃毡等。 (3) 粘合剂 粘合剂是铜箔能否牢固地粘在基板上的重要因素。 粘合剂是铜箔能否牢固地粘在基板上的重要因素。 敷铜板的抗剥强度主要取决于粘合剂。 敷铜板的抗剥强度主要取决于粘合剂。
–Browse_ Add/Remove
• 放置器件
–器件设置：封装、标号、参数
• 放置连线
–Place_ Wire、Net Label、BUS
SCH文件设计
• 生成网络表
–Design_ Creates Net list
• 网络表内容
–器件说明
• 器件标号、器件参数（型号）、器件封装
–连接说明（等电位点）
• 直接连接的等电位点 • 网络标号连接的等电位点
产品——PCB设计
• 建立PCB文件
–File_ New_ PCB Document：手工确定PCB形 状和尺寸 –File_ New_ Wizards：向导方式确定PCB
• 操作环境：坐标单位、层使用 • 设计环境设置
–Design_ Options –Tools_ Preferences
• 器件库加载：Browse_ Add Remove
产品——PCB设计
• 加载网络表
–Design_ Load Net lists –错误问题！！！ –点击Execute
• 布局！！！
–中心器件 –信号流向 –强弱信号处理 –原理图参考
产品——PCB设计
• 设置规则
–Design_ Rules
• Routing：
• 操作方式
–WINDOWS的标准方式 –串行命令结构：键盘操作方式
• 注意：当前ຫໍສະໝຸດ Baidu作区间
PROTEL 99SE
• 文件建立、结构与管理 –DDB——数据库管理方式 • 注意建文件的路径、文件名、Password –文件类型 • 文件夹——Document Folder • 设计文件 –PCB类、SCH类
电子产品CAD设计
声光控开关设计
一、印制电路板设计基础 二、印制电路板设计的一般原则 电子产品CAD 三、电子产品 四、Protel 99SE软件的使用 软件的使用
一个完整的电子产品主要是由电路原理图设 印制电路板设计、机械设计、 计、印制电路板设计、机械设计、元器件检测和 安装、焊接及调试等几个主要步骤来完成。 安装、焊接及调试等几个主要步骤来完成。 电路设计是通过理论精确计算达到设计要求， 电路设计是通过理论精确计算达到设计要求， 要使原理电路变成为实体（产品）， ），就要通过印 要使原理电路变成为实体（产品），就要通过印 制电路板设计来完成。 制电路板设计来完成。印制板电路设计需要熟悉 和掌握设计印制电路板的一些基本知识、 和掌握设计印制电路板的一些基本知识、设计原 方法和技巧。 则、方法和技巧。
5
2、常用敷铜板的种类
（1）酚醛纸板
温度：70～ 温度：70～105℃ 特点：价格低,阻燃强度低,易吸水, 湿度大绝缘电阻小， 特点：价格低,阻燃强度低,易吸水, 湿度大绝缘电阻小， 电阻大,耐高温性能差等。 湿度小绝缘 电阻大,耐高温性能差等。 应用：中低档民用品。 应用：中低档民用品。
6
（2）酚醛玻璃布板