电子线路CAD课程设计报告

电子线路CAD课程设计报告

院、系：信息工程

专业：电子信息科学与技术

学号：

姓名：

指导教师：

2014年6月26 日

目录

目录

1．课程设计目的 (3)

2.课程设计题目描述和要求 (3)

3.课程设计过程 (4)

4.设计总结和心得体会 (16)

1．课程设计目的

1.1课程设计概述

电子线路CAD是以电为主的机电一体化工科专业的专业基础课，作为电子信息科学与技术专业，要通过学习一种典型电子线路CAD软件Protel DXP，掌握计算机绘制包括电路（原理）图、印刷电路板图在内的电气图制图技能和相应的计算机仿真技能。通过本次设计，达到了解DXP软件的运用。

Protel DXP2004是Altium公司于2004年推出的最新版本的电路设计软件，该软件能实现从概念设计，顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据的管理。当前比较流行的Protel 98、Protel 99 SE，就是它的前期版本。

Protel DXP 2004已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成的系统工具，分别是SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板）设计、Auto Router（自动布线器）和FPGA设计等，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。

与较早的版本——Protel99相比，Protel DXP 2004不仅在外观上显得更加豪华、人性化，而且极大地强化了电路设计的同步化，同时整合了VHDL和FPGA设计系统，其功能大大加强了。现代电子技术设计通常采用层次化设计的方法，一般分为四个层次，即系统级设计、电路级设计、芯片级设计和应刷电路板设计。相应地对于电气制图与电子线路CAD课程设计，从提出设计方案到完成系统设计方案，实验步骤可以分为五步：查阅资料、方案设计、电路设计、系统仿真和印刷电路板的设计。51单片机最小系统的设计通过硬件和软件结合的方法，实现一些扩展功能的应用，硬件电路实现显示和实际功能的应用。

1.2设计目的

1. 掌握Protel DXP 2004软件中原理图设计和印刷电路板设计；

2. 掌握工程自上而下和自下而上的设计流程，学会创建层次电路图；

3. 完成原理图元件库的创建和元件封装的元件库的创建，学会结合数据手册创建元件封装；

4. 完成完整一个功能完全的工程文件（原理图、PCB图及相关生成文件），合理布线。

2.课程设计题目描述和要求

根据课程设计的题目，独立设计、绘制和仿真电路。要求如下：

（1）根据原理图自己绘制FPGA实验板的电路图，分析电路图中各小电路的工作原理；（2）用DXP软件画出原理图；

（3）用DXP软件仿真出PCB板，熟悉电路板的加工工艺；

（4）掌握布局和布线等印制电路板的设计知识。

（5）掌握PCB报表的生成和PCB图打印输出方法。

（6）掌握印刷电路板的设计流程。

3.课程设计过程

3.1 绘制原理图文件

3.1.1建立一个PCB工程

通过文件→新建→项目→PCB项目，新建一个工程文件

然后在该项目中新建一个sch原理图文件，并打开它就可以开始原理图的绘制啦

建立一个原理图库文件并绘制自己的元件：

在元件库中绘制的如下元件：

3.1.2电源部分的绘制

在原件库中依次找到各个元件，并将其放置到原理图中调整好位置后，打开元件属性对话框，根据所给要求改变元件的标识符，参数值大小等参量。然后进行线路连接。

电源部分简介：板子由外部提供5V电源，使用的圆头插座的封装，可以直接用5V的电源适配器插上使用，不需要直流稳压电源，FPGA的IO的电源是3.3V，内核的电压是1.5V，所以用上两个LEO，一个将5V转到3.3V，另一个将3.3V转到1.5V，加上一些滤波电容，板上的其他外设的电源均是3.3V，另外有3.3V的电源指示灯，表示电源是否正常，还有防反插二极管，防止电源反插，对器件造成损坏

3.1.3开关提示部分的绘制

按图绘制，并使用标号与外部连接。

3.1.4下载配置部分

大家都知道fpga是sram型的可编程逻辑器件，不像rom型可编程器件cpld那样，通过jtag 就可以直接把代码固化片子里面。Fpga随便也可以通过jtag 下载代码到片子里面运

行。Fpga下载到片子里面代码是存放在ram里，所以断电后这些代码马上就没有了。

这样，fpga 就需要非易失性存储器用来存放代码，每次上点后把代码从配置芯片读扫

fpga然后运行。我们选用ALTERA公司配套的AS模式的配置存储器EPCS1，成本比较低，并且很容易配置。

我们在调试的时候得流程一般是：修改设计，编译然后通过jtag下载到fpga内部运行，

一直这样进行知道设置成功，最后才把代码固化到配置存储器里面。

这样需要对jtag下载和EPCS下载，老的方案需要两种下载电路，现在我们根据新的设

计方案制了一块fpga的下载板，既可以下载jtag，也可以下载epcs，另外对altera系列的所有的可编程器件都支持。

3.1.5复位部分

开发板上有两个复位按键，一个叫做硬件复位，按下此键，所有fpga的代码重新从EPCS1 里面读到fpga，程序从新开始运行，该引脚接到fpga的nCONFIG引脚，该引脚为低电平是代码重新开始配置。

另外一个复位按键连接到fpga 的另外一个全局时钟脚上，用来表示在设计的过程中的reset引脚。