cad课程设计论文

目录第一章设计目的 (1)第二章设计要求 (2)第三章设计内容 (3)3.1教学内容 (3)3.2PROTEL DXP软件介绍 (3)3.3PCB制版介绍 (3)3.4并行口硬件接口介绍 (5)3.574HC244N (6)3.6设计步骤 (7)3.7PCB板的生成 (8)第四章个人总结与展望 (11)4.1个人总结 (11)4.2未来展望 (11)参考文献 (12)附录 (13)通过《电路CAD应用设计课程设计》的学习，最主要目的是让学生了解并掌握用protel软件绘制简单电路图；掌握用protel软件设计库元件；掌握简单电子元件电路或产品的设计能力；了解电子产品设计与制作的一般过程；掌握一般电子线路PCB图的设计及电子线路装配的基本方法。

培养学生的动手操作能力，提高学生的专业技能水平。

为学生将来就业于应用电子技术类岗位打下坚实的基础。

通过CAD课程设计，学生能掌握电子产品自动化设计与制作的一般过程，能阅读电路原理图、PCB图，能借助手册查阅与电子元器件及材料的有关数据，能正确选择使用元器件和材料，能借助微机熟练进行电路原理图、PCB图设计，并通过手工制作简单的PCB板，装接电子电路并使用电子仪器进行测试，能在教师指导下解决电子电路制作过程中出现的一般问题，能对所制作电路的指标和性能进行测试并提出改进意见。

3.1 教学内容熟练掌握使用PROTEL DXP软件进行电子线路原理图、PCB（印制电路板，简称印制板）图的设计。

绘制内容包括“89C51单片机存储系统原理图”；“超声波发射接收电路原理图”、“高速A/D、D/A转换电路原理图”等。

理解各电路图工作原理并将以上原理图按具体要求制作成PCB板图。

3.2 PROTEL DXP软件介绍Protel DXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。

新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。

Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。

Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。

通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。

3.3 PCB制版介绍pcb制板工艺流程与技术pcb制板的工艺流程与技术可分为单面、双面和多层印制板。

现以双面板和最复杂的多层板为例。

⑴常规双面板工艺流程和技术。

①开料---钻孔---孔化与全板电镀---图形转移（成膜、曝光、显影）---蚀刻与退膜---阻焊膜与字符---HAL或OSP等---外形加工---检验---成品②开料---钻孔---孔化---图形转移---电镀---退膜与蚀刻---退抗蚀膜（Sn,或Sn/pb）---镀插头---阻焊膜与字符---HAL或OSP等---外形加工---检验---成品⑵常规多层板工艺流程与技术。

开料---内层制作---氧化处理---层压---钻孔---孔化电镀（可分全板和图形电镀）---外层制作---表面涂覆---外形加工---检验---成品（注1）：内层制作是指开料后的在制板---图形转移（成膜、曝光、显影）---蚀刻与退膜---检验等的过程。

（注2）：外层制作是指经孔化电镀的在制板---图形转移（成膜、曝光、显影）---蚀刻与退膜等过程。

（注3）：表面涂（镀）覆是指外层制作后---阻焊膜与字符---涂（镀）层（如HAL、OSP、化学Ni/Au、化学Ag、化学Sn等等）。

⑶埋/盲孔多层板工艺流程与技术。

一般采用顺序层压方法。

即：开料---形成芯板（相当于常规的双面板或多层板）---层压---以下流程同常规多层板。

（注1）：形成芯板是指按常规方法造成的双面板或多层板后，按结构要求组成埋/盲孔多层板。

如果芯板的孔的厚径比大时，则应进行堵孔处理，才能保证其可靠性。

⑷积层多层板工艺流程与技术。

芯板制作---层压RCC---激光钻孔---孔化电镀---图形转移---蚀刻与退膜---层压RCC---反复进行形成a+n+b结构的集成印制板（HDI/BUM板）。

（注1）：此处的芯板是指各种各样的板，如常规的双面、多层板，埋/盲孔多层板等等。

但这些芯板必须经过堵孔和表面磨平处理，才能进行积层制作。

（注2）：积层（HDI/BUM）多层板结构可用下式表示。

a+n+ba—为一边积层的层数，n—为芯板，b—为另一边积层的层数。

⑸集成元件多层板工艺流程与技术。

3.4 并行口硬件接口介绍并行口硬件接口图如下图3-1 并行口硬件接口图标准并行口有 25 个引脚，其中数据端口引脚为 2～9，状态端口引脚为 15、10～13，控制端口引脚 1、14、16、17 用于连接器件，其他引脚 18～25 是接地引脚 GND并行口工作在 SPP 模式下，机是通过对 3 个 8 位端口寄存器的读或写来实现对它 PC们的控制。

端口寄存器分别是：（1）数据端口地址 0x378为 D7～D0，对应引脚 P9～P2；（2）状态端口地址 0x379为 S7～S3，对应引脚P11、P10、P12、P13、P15；（3）控制端口地址 0x37A为 C3～C0，对应引脚 P17、P16、P14、P1。

注意：S7、CO、C1、C3 信号的逻辑状态在连接器处是与相应寄存器位相反的。

对这些位进行写操作时，写入的值应该与连接器处设置的值相反；同样，进行读操作时，读取的值也与连接器处设置的值相反。

3.5 74HC244N74HC244N电路原理图如下图3-2 74NC244N原理图74HC244是8缓冲器电路，用来作计算机并口和单片机的缓冲隔离。

LPT的④、⑤脚用来控制两组缓冲器的输出，在其输出低电平时，所控制的缓冲器可正常传递数据；输出高电平时，所控制的缓冲器输出端为高阻态。

LPT的⑦脚输出编程命令和数据到单片机的MOSI端(MOSI在这里表示计算机输出、单片机输入)；LPT的⑥脚输出串行编程时钟信号到单片机的SCK端；LPT的⑨脚输出复位信号到RST端；LPT的⑧脚输出编程状态信号到LED端。

LED是目标板上的发光二极管，可以不用。

由单片机读出的信息经MISO端(MISO在这里表示单片机输出、计算机输入)输出到LPT的⑩脚。

74HC244的电源由单片机目标板上的5V电源通过二极管VD1提供。

下载电缆采用10芯线，标准10脚IDC接头并口下载线内部使用了HC244芯片对信号进行隔离，带5.1V过压保护，具有二极管电压隔离，可防止误插到JTAG座时的目标板电源保护。

3.6 设计步骤电路原理图的设计主要是 PROTELDXP 的原理图设计系统（Advanced Schematic）来绘制一张电路原理图。

在这一过程中，要充分利用该软件所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。

1.建立原理图首先在新建原理图前要新建文件夹，打开Protel DXP软件在file菜单中新建PCB_Project保存。

再建立Schematic原理图，把此原理图保存在新建文件夹中（注：后缀为.schdoc）,此时才能进行电路图设计。

2.设置图纸信息设计原理图之前，必须根据电路的复杂程度设置图纸的大小，以及设置图纸的方向、网格大小和标题栏等信息。

在Tools菜单中点击Schematic Preference 选项，对上述内容进行参数设计。

3.载入元件在设计过程中，根据电路的需要，有些元件无法从本地元件库中直接找到，这时可以点击Libraries中的Search选项，在上方的空白处输入所需元件名，在Libraries on path的状态下进行搜索即可。

或者可以从元件库中调入所需的元件。

这时可以通过加载元件库的方法来实现元件的载入。

点击Libraries中的Libraries选项，单击Install查找所需的元件库，将其选中、打开，再关闭Available Libraries对话窗口，就可将元件库添加成功，再在Libraries中直接搜索所需元件即可（注：元件名前面的*不可省略）。

4.放置元件在加载的元件库中搜索出所需的元件后，在Libraries左键选中所需元件移动光标至合适的位置，单击鼠标即可在光标所在位置添加一个所选元件。

添加了一个元件后，光标上悬浮的元件标志并不会消失，如果在原理图的其他位置单击鼠标左键，会再单击处又添加一个元件，单击右键消失。

根据元件之间的走线，在工作面板上需对元件进行位置的调整、属性的设置等。

只需双击元件便可对其进行设置。

5.布置导线单击Wiring工具栏中的放置导线工具Wire按钮，光标自动变成十字形，将光标移动到欲设置导线的其实位置，因为设置了栅格系统会自动定位到光标附近的元件引脚上，并会显示一个红色的连接标记，对其进行单击左键活回车即可确定导线起点。

将光标移动到导线的终点后鼠标左键确定该点，单击右键取消放置导线功能。

使用具有电气意义的导线、网络标号、端口标号和电器连接点将工作面板上的元件连接起来，构成一个完整的电路原理图。

经过原理图布线后，通过进一步的布线调整，对原理图进行修改，使原理图更加美观和正确。

该过程包裹元件的位置的重新调整，导线位置的删除、移动，更改元件属性和排列等。

6. 检查修改在原理图上增加一定的注解，使原理图更易懂、更具有可读性。

这时对所需修改的元件进行双击，可修改其参数值，可以在Designator处修改名字，在Orientation处调整摆放角度，或选中元件加空格改变摆放角度等。

对原理图进行深入的检查核对，并对原理图进行进一步的调整和修改，确保原理图的美观和准确无误。

3.7 PCB板的生成1.新建在file菜单中选择new中的PCB选项，对其进行命名CAD.PcbDoc(注：其后缀必须为.PcbDoc)，而且必须与原理图保存在同一文件夹中，以便原理图的导入。

并对其参数进行相应的设置。

2.导入原理图点击原理图界面中的Design菜单中Update PCB Document CAD.PcbDoc，出现Engineering Change Order对话框，单击Execute Changes,如果没有问题会显示对号，即导入成功，这时关闭对话框即可。

再进入PCB板中将界面缩小即可直接找到导入元件。

如果原理图有问题则会显示叉的符号，根据其提示，再对其原理图进行相应的修改，再进行上述操作，直至成功为止。

3.布置连线线段的属性除没有网络特性外，其他都与连线相同。

由于即便一根从带有网络的焊盘上引出的Line也不带有任何电气属性，因此，线段被用来布放没有电气性能的连线，例如定义结构尺寸、标注等机械层信息或者是禁布层信息等。