电子线路CAD课程设计报告

电子线路CAD课程设计报告
院、系：信息工程学院
专业：电子信息工程
学号： 200611201
姓名：
指导教师：
二00九年七月二日
目录
1、课程设计目的 (3)
2、课程设计题目与要求 (3)
3、课程设计报告内容 (4)
4、设计心得与实验体会 (9)
1.课程设计目的
1)以Protel原理图输入方法来设计描述电路，通过学习，深入理解电路设计
的流程和方法以及简单PCB板的设计生产工艺，通过上机实验，能够独立进行电路图的绘制。

2)掌握Protel设计电路的流程；DesignExplorer 的设计环境、SCH模块的设
计技巧与方法
3)通过实验，掌握基本的实验方法和技能，以及原理图库文件设计、网络表的
分析、PCB模块的设计技巧与方法、PCB的工艺流程、单面及双面板的制作。

4)培养从事科学实验的技能、技巧，提高分析和解决问题的能力，培养学生得
出创新能力。

2.课程设计题目描述和要求
该课程设计，要求应用Protel 99 SE软件，建立DDB文档，绘制SCH原理图，建立SCH库文件，生成网络表并能够分析网络表，建立PCB文件并设置其工作环境，建立PCB库文件并能够封装，正确地导入网络表后，对PCB进行布局布线，最后导出导入文件。

课程设计主要有以下的流程：
1)建立DDB文档，建立SCH文件，SCH工作环境设置
2)建立SCH库文件，新元件的编辑与保存
3)原理图绘制，原理图编辑
4)生成网络表
5)建立PCB文件，PCB工作环境设置
6)建立PCB库文件，新封装的编辑与保存
7)PCB布局：画出PCB边框，放置安装孔，调整元件位置，编辑元件
8)布线规则设置，布线及调整
9)文件的导出与导入
实验的整体要求是能够独立地熟练地运用Protel 99 SE软件，完成老师提供的相关试题，在规定的时间里提交相关的作业任务。

3.课程设计报告内容
3.1电路原理图的绘制与编辑
1.建立DDB文档，建立SCH文件，SCH工作环境设置
（1）在D：盘上以考号为名称建立一个文件夹；
（2）打开Protel99se，在上面所建立的文件夹中以你的姓名为文件名建立一个ddb文件；
（3）打开上面所建立的ddb文件，在document文件夹中建立一个名为“显示控制电路.sch”的原理图文件；
（4）设置图纸大为A4，水平放置，工作区颜色为18，边框颜色为16；
（5）设置捕获栅格为10，可视栅格为50；
（6）设置字体为“黑体”，斜体，10号字；
（7）用“特殊字符串”在图纸标题栏中填上：“AT89C2051七段显示电路”，制图者一栏上填上你的姓名。

这两项字符的大小设置为10号，颜色选为棕色（各种棕色均可）
2. 建立SCH库文件，新元件的编辑与保存
a) 在上题所建立的原理图中打开“Protel DOS Schematic Libraries.ddb”库；
b) 在ddb文件中再建立一个名称“IC.lib”的SCH元件库；
c) 在IC.lib元件库中建立一个新元件，名称为“AT89C2051”；
d) 绘制新元件如下：
e) 将上面绘制完成的新元件封存装设置为“DIP20”；
f) 存盘保存。

3. 原理图绘制，原理图编辑
按下图所示绘制原理图，按图的要求设置好元件名称及参数，放置好相应的网络标志。

图中每个元件的封装按如下要求设置：
a) LED1、LED2设置为LED
b) 所有电阻设置为AXIAL0.4
c) 所有的电解电容设置为RB.2/.4
d) 电容设置为RAD0.1
e) X1设置为RAD0.2
f) D1、D2设置为DIODE0.4
g) BG1、BG2设置为TO-92A
h) S1、S2设置为SIP2
i) J1、J2设置为JDQ1
j) 集成电路的封装不变
4. 生成网络表
a) 对上题绘出的图进行电气检查无误后，生成网络表文件；
b) 对生成的网络表文件进行检查，看是否有缺漏的元件名、参数及封装；
c) 检查无误后，保存文件。

电器规则检查截图：
网络表：
[
BG1
TO-92A 9014
]
[
BG2
TO-92A 9014
]
[
C1
RAD0.1 15P
]
[
C2
RAD0.1 15P
]
[
C3
RB.2/.4 10UF
]
[
D1 DIODE0.4 IN4001 ]
[
D2 DIODE0.4 IN4001 ] [
IC1
DIP20
AT89C2051
]
[
J1
JDQ1
4.5V
]
[
J2
JDQ1
4.5V
]
[
LED1
LED
LED
]
[
LED2
LED
LED
]
[
R1
AXIAL0.4
1.2K
]
[
R2
AXIAL0.4
1K
]
[
R3
AXIAL0.4
1K
]
[
S1
SIP2
CON2
]
[
S2
SIP2
CON2
]
[
X1
RAD0.2
11.0592
]
(
GND
BG2-3
C1-1
C2-2
IC1-10
R1-1
)
(
NetC3_2
C3-2
IC1-1
R1-2
)
(
NetD1_1
BG1-2
D1-1
J1-4
)
(
NetD2_1
BG2-2
D2-1
J2-4
)
(
NetIC1_12
IC1-12
R3-1
)
(
NetIC1_13
IC1-13
R2-1
)
(
NetIC1_18
IC1-18
LED2-A
)
(
NetIC1_19
IC1-19
LED1-A
)
(
NetJ1_1
J1-1
S1-1
)
(
NetJ1_2
J1-2
S1-2
)
(
NetJ2_1 J2-1
S2-1
)
(
NetJ2_2 J2-2 S2-2
)
(
NetR2_2
BG1-1
R2-2
)
(
NetR3_2
BG2-1
R3-2
)
(
NetX1_1
C2-1
IC1-5
X1-1
)
(
NetX1_2
C1-2
IC1-4
X1-2
)
(
VCC
C3-1
D1-2
D2-2
IC1-20
J1-3
J2-3
LED1-K
LED2-K
)
材料清单截图：
3.2 PCB版图设计
1. 建立PCB文件，PCB工作环境设置
a) 在document文件夹中建立一个名为“显示控制电路.pcb”的印制板文件；
b) 工作层设置：设置信号层，防焊层均只为底层；
c) 选项设置：
设置当用户进行PCB设计时，自动进行设计规则检查；
设置当出现重叠图件时，自动删除重叠的图件；
设置当出现回路时，系统会自动删除此回路；
d) 数值设置：
设置单位为“米”制，可视栅格为2mm和10mm；
设置水平、垂直移动栅格为0.2mm；
e) 显示设置：
设置栅格类型为线型，显示飞线和焊盘孔，不显示导孔；
设置所有对象均为简单显示。

2. 建立PCB库文件，新封装的编辑与保存
a) 在document文件夹中建立一个名为“元件封装.lib”的印制板封装库文件；
b) 打开该库文件，在库文件中新建元件名为“JDQ1”的元件，按下图的尺寸建立一个新封装；
c) 将建好的元件封装库存盘。

DJ1封装
JDQ1封装
LED封装
3. PCB布局：画出PCB边框，放置安装孔，调整元件位置，编辑元件。

a) 建立一个如图所示边框的电路板；
b) 在所建的电路板的四角按如图所示位置放置三个安装孔，孔与边的距离相同；
c) 从网络表中导出所有元件（在网络表导出无误情况下）；
d) 按下图所示位置大致布局。

8. 布线规则设置，布线及调整。

a) 设置安全距离为0.3mm；
b) 设置为单层板（底层）布线；
c) 设置为45°转角；
d) 设置VCC及GND线宽为1mm，其余线宽为0.5mm；
e) 检查元件的焊盘，如有直径小于1mm的，改为1.3mm。

f) 使用自动布线进行布线；
g) 使用手工布线进行位置调整和线条美化。

最后的PCB版图：
3.3设计过程中出现的问题及解决方法
在设计的过程中，遇到的主要问题有以下几个。

1)原理图器件的寻找
对照原理图，有的器件在原理图中有它的名称，可以直接输入其名称就可以搜寻的到，可是有些器件就没有标注名称，就比较困难地调出。

对这个问题采取的办法是，与同学进行交流，或者是上网进行查询，这就较好地解决了这个问题。

2)PCB库文件的建立
PCB库文件的建立的过程中，开始的阶段没有重视引脚的编号，直接导致了后面的操作步骤出现了很多的问题。

对这个问题，同样与同学进行深入的交流，不断地尝试新的方法进行一一的排除问题，较好地处理了这个问题。

3)网络表的导入
导入网络表这个操作是简单的，但是导入后弹出的错误提示却比较难以解决，尤其是出在库文件的封装问题上，比较棘手。

对这个问题，同样是进行多交流，多尝试，也很好地处理好了问题，有了较大的进步。

4)PCB布线
布线采取自动布线，简单易行，但是却出现了红线，这明显不符合题目所给的要求，问题出在哪？当时一直找不出来。

对这个问题，与同学交流只是一个方面，寻求相关书籍的查找，才发现问题出在选取层的问题上，也很好地解决了问题，对理论知识有了更加深刻的理解。

4.设计总结和心得体会
这次的课程设计，与前几次的课程设计一样，从中收获了很多，学到了很多的知识，主要体现在一下几点。

1.完成课程设计的质量明显提高。

由于这次的课程设计有充足的时间，再加上前几次的课程设计所积淀下来的经验，以及老师悉心的指导，有力地指导了这次课程设计的进行，提高了这次课程设计任务的质量和速度，进一步地增强了自己完成任务的能力，巩固了所学的理论知识。

2.独立完成任务能力增强。

几个人集体完成任务，必然存在弊端的，尤其体现在合作的分工不明确
和对任务的消极怠工。

这次课程设计独立地进行，从头至尾，完全独立地操作，增强了独立完成任务的能力，一定程度地摆脱了依赖和消极怠工。

3.夯实了基础知识。

所有的专业课实验，以及这次的课程设计，无不有力地证明了基础知识的重要性，无不在提醒自己，要重视对基础知识的学习。

通过这次的实验，理解了电子线路的设计方法和流程，夯实了电子线路的基础知识。

4.增强了搜索资料的能力。

很显然，任何的实践活动，都不可能闭门造车，是必须去吸取前人的实践经验，这就要求在课程设计的过程中，从网络上，从图书馆，借寻相关资料书籍等，有力地指导课程设计。

5.进一步认清了毕业走向。

一直搞不明白毕业后去干什么，通过这次的课程设计，就直接指明了一条出路，那就是学习如何设计电子线路。

这就要求在最后的大学时间里，要继续夯实相关的理论知识，继续多动手操作，提高具体的实践操作能力，为即将毕业的工作出路，做好充分的准备。

6.对这次课程设计的建议。

整个的课程设计的过程中，老师的悉心指导对我们是大有裨益的，对老师表示感谢。

但是有一点遗憾的是，学校提供的电脑太过落后，绝大部分的电脑都无法安装好课程设计所必须的软件，这是一个致命的问题，希望领导能够重视这个问题，更新所需的实验电脑。

参考书目：
［1］潘永雄，《电子线路CAD实用教程》，西安电子科技大学出版社，2007年
［2］余勤科，《protel电子设计实用指南——基础·实例·技巧》，西安电子科技大学出版社，2000年
［3］崔伟，《protel 99 SE电子原理图与电路板设计教程》，海洋出版社，2005年
11。