《電子電路CAD》實(shí)驗(yàn)講義

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1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 電子信息工程專業(yè)系列 電子電路CAD 實(shí)驗(yàn)講義 （試用稿） 內(nèi)江師范學(xué)院 物理學(xué)與電子信息工程系 電子信息教研室 電子信息研究所 2006年7月編 學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則 1、進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前，必須根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)要求，閱讀有關(guān)資料。 2、按時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，保持安靜和整潔，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。 3、實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)仔細(xì)檢查儀器、設(shè)備是否齊備和完好。若有不全或損壞情況，應(yīng)及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師。 4、愛護(hù)公物，正確使用實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，不得隨意動(dòng)用與本實(shí)驗(yàn)無關(guān)的儀器和設(shè)備。 5、接線完畢，先自行檢

2、查，再請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查，確認(rèn)無誤后，方可接通電源。 6、在實(shí)驗(yàn)過程中必須服從教師指導(dǎo)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，精力高度集中，操作認(rèn)真，要有嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度。 7、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，嚴(yán)禁用手觸摸線路中帶電部分，嚴(yán)禁在未切斷電源的情況下改接線路；若有分工合作的情況，必須要分工明確，責(zé)任分明，操作要有序，以確保人身安全和設(shè)備安全。 8、實(shí)驗(yàn)中若出現(xiàn)事故或發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即關(guān)斷電源，報(bào)告指導(dǎo)教師，共同分析事故原因。 9、實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)報(bào)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告，認(rèn)為達(dá)到要求后，方可切斷電源。并整理好實(shí)驗(yàn)裝置，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后才能離開實(shí)驗(yàn)室。 物理學(xué)與電子信息工程系 2022年2月21日 目 錄

3、 第一部分：電路原理圖繪制基本操作 4 實(shí)驗(yàn)一 電路原理圖繪制基本操作 4 第二部分：總線與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的使用 6 實(shí)驗(yàn)二 總線與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的使用 6 第三部分：繪制層次電路原理圖 7 實(shí)驗(yàn)三 繪制層次電路原理圖 7 第四部分：制作電路原理圖庫元件 9 實(shí)驗(yàn)四 制作電路原理圖庫元件 9 第五部分：人工布線（單層、雙層） 11 實(shí)驗(yàn)五 單級(jí)放大電路 11 實(shí)驗(yàn)六 正負(fù)電源電路 13 實(shí)驗(yàn)七 方波發(fā)生器電路 15 實(shí)驗(yàn)八 與非門組成的振蕩器電路 17 實(shí)驗(yàn)九 計(jì)數(shù)器電路 19 實(shí)驗(yàn)十 計(jì)數(shù)譯碼電路 21 實(shí)驗(yàn)十一 穩(wěn)壓電源電路 23 實(shí)驗(yàn)十二

4、 振蕩分頻電路 25 第六部分：制作元件封裝 27 實(shí)驗(yàn)十三 手工繪制元件封裝 27 實(shí)驗(yàn)十四 利用PCB元件庫繪制元件封裝 28 第七部分：自動(dòng)布線（單層、雙層） 29 實(shí)驗(yàn)十五 波形發(fā)生電路（單層） 29 實(shí)驗(yàn)十六 晶閘管電路（雙層） 31 實(shí)驗(yàn)十七 光隔離電路（雙層） 33 第八部分：打印輸出演示 35 實(shí)驗(yàn)十八 電路原理圖和印制電路板圖的輸出（演示） 35 附錄A SCH 99SE 分立元件庫圖形樣本 36 附錄B PCB 99SE 常用元器件封裝圖形樣本 40 第一部分：電路原理圖繪制基本操作 實(shí)驗(yàn)一 電路原理圖繪制基本操作 一、

5、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．掌握SCH99SE的基本操作； 2．學(xué)會(huì)繪制簡(jiǎn)單的電路原理圖。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 電路原理圖繪制基本操作。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．新建文檔，將文檔名修改為AMP。 2．參數(shù)設(shè)置。設(shè)置電路原理圖大小為A4、橫向放置、標(biāo)題欄選用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)題，捕獲柵格和可視柵格均設(shè)置為10mil。 3．裝入元件庫Miscellaneous Devices.ddb。 4．如圖1所示，從元件庫中放置相應(yīng)的元件到電路原理圖中。 5．如圖2所示對(duì)元件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，并對(duì)元件進(jìn)行屬性設(shè)置，其中無極性電容的標(biāo)號(hào)為C1、標(biāo)稱值為104PF、封裝為RAD0.1；電阻標(biāo)號(hào)為R1、標(biāo)稱值為10kΩ、封裝為A

6、XIAL0.3；電解電容的標(biāo)號(hào)為C2、標(biāo)稱值為47μF、封裝為RB.2/.4；三極管的標(biāo)號(hào)為V1、型號(hào)為9011、封裝為TO-5。 6．全局修改。利用SCH99SE的全局修改功能，將圖2中各元件的標(biāo)號(hào)和標(biāo)稱值的字體改為五號(hào)黑體，并將電阻的封裝形式修改為AXIAL0.4L。 7．選中所有元件，并將元件刪除。 8．繪制圖3所示的兩級(jí)放大電路，其中電阻封裝使用AXIAL0.4、三極管封裝采用TO-5、電容封裝采用RB.2/.4，完成后將文件存盤。 三、思考題 1．如何查找文件？ 2．在進(jìn)行線路連接時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 3．為什么要給元件定義封裝形式？是否所有電路原理圖中的元件都要

7、定義封裝形式？ 4．如何實(shí)現(xiàn)全局修改？ 第二部分：總線與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的使用 實(shí)驗(yàn)二 總線與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的使用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．進(jìn)一步掌握SCH99SE基本操作。 2．掌握較復(fù)雜電路原理圖的繪制。 3．掌握總線和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的使用。 4．掌握電路原理圖的ERC校驗(yàn)、電路錯(cuò)誤修改和網(wǎng)絡(luò)表的生成。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 總線與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的使用。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．新建一張電路原理圖，在電路原理圖上式樣畫圖工具欄的按鈕，繪制方波信號(hào)。 2．將文檔名修改為“存儲(chǔ)器電路.SCH”。 3．繪制接口電路原理圖。設(shè)置圖紙大小選擇為A4，繪制圖4所示的電路，其中元件標(biāo)號(hào)、標(biāo)稱值及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)均采用五號(hào)

8、字體，完成后將文件存盤。 圖4 存儲(chǔ)器電路 4．對(duì)完成的電路原理圖進(jìn)行ERC校驗(yàn)，若有錯(cuò)誤，加以改正，直到校驗(yàn)無原則性錯(cuò)誤。 5．對(duì)修改后的電路原理圖進(jìn)行編譯，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表文件，并查看網(wǎng)絡(luò)表文件，看懂網(wǎng)絡(luò)表文件的內(nèi)容。 三、思考題 1．使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 2．如何查看電規(guī)則檢查的內(nèi)容？使用中應(yīng)注意哪些問題？ 3．總線和一般連線有何區(qū)別？使用中應(yīng)注意哪些問題？ 4．網(wǎng)絡(luò)表文件能否直接編輯形成？如能，應(yīng)注意哪些問題？ 第三部分：繪制層次電路原理圖 實(shí)驗(yàn)三 繪制層次電路原理圖 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．熟練掌握SCH99SE的操作。 2．掌握層次電路

9、原理圖的繪制方法，能夠繪制較復(fù)雜的層次電路。 3．進(jìn)一步熟悉ERC校驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)表的生產(chǎn)。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 繪制層次電路原理圖。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．新建電路原理圖，圖紙大小設(shè)置為A4，參照?qǐng)D5所示，完成層次電路原理圖主圖的繪制。圖中，各子圖符號(hào)I/O端口中，子圖Modulator中的端口Vcarrier和Vsingal為輸入，Vmod為輸出；子圖Amplifier中的端口Vmod為輸入，OUT為輸出。將電路原理圖以文件名“AMPMOD.prj”存盤。 圖5 主圖“AMPMOD.prj” 執(zhí)行菜單Design→Options→Organization填寫圖樣信息，在Shee

10、t欄中設(shè)置圖紙編號(hào)（No）為1：圖紙總數(shù)（Total）為3。 2．執(zhí)行菜單命令Design→Create Sheet From Symbol，將光標(biāo)移到子圖符號(hào)Modulator上，單擊鼠標(biāo)左鍵，在產(chǎn)生的新電路原理圖上按照?qǐng)D6繪制第一張子圖，設(shè)置圖樣編號(hào)為2，并保存該電路。 圖6子圖modulator.sch 圖7 子圖amplifier.sch 3．采用同樣的方法，分別參數(shù)圖7繪制第二張子圖，設(shè)置圖樣編號(hào)為3。 4．對(duì)整個(gè)層次電路原理圖進(jìn)行ERC校驗(yàn)，若有錯(cuò)誤，加以修改。 5．生成此層次電路的網(wǎng)絡(luò)表，檢查

11、網(wǎng)絡(luò)表各項(xiàng)內(nèi)容，是否與電路原理圖相符號(hào)。 三、思考題 1．簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)層次電路原理圖的步驟。 2．設(shè)計(jì)層次電路原理圖時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 第四部分：制作電路原理圖庫元件 實(shí)驗(yàn)四 制作電路原理圖庫元件 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．掌握元件庫編輯器的基本操作。 2．掌握用元件庫編輯器來制作電路元件器件。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 制作電路原理圖庫元件 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．元件庫編輯器的基本操作。新建元件庫，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生元件庫Schlibl，將庫文件更名為Newlib；設(shè)置文檔參考（Options→Document Options），可視柵格為10mil，捕獲柵格均為10mil，圖紙大小為A4。

12、 2．繪制圖8所示的橋式整流器件，元件名為Bridge3，管腳號(hào)如圖所示，管腳1、2、3、4的電氣特性均設(shè)置為Passive，元件的封裝形式設(shè)置為BRIDGE。 圖8 橋式整流 圖9 元件555 3．繪制圖9所示的元件圖，元件名為555，矩形塊的尺寸為80mil×80mil，管腳號(hào)、管腳名和特性如圖所示，管腳2~7的電氣特性為Passive，管腳1、8電氣特性為Power，元件的封裝形式設(shè)置為DIP8。 4．繪制多部件元件。設(shè)計(jì)雙聯(lián)電位器POT3，即在一個(gè)元件中繪制兩套功能單元，元件圖形與POT2相同，具體步驟

13、如下： （1）進(jìn)入SCH99SE編輯狀態(tài)，設(shè)置當(dāng)前的元件庫為Miscellaneous Devices.ddb，在元件瀏覽器中選中元件POT2，然后點(diǎn)擊【Edit】按鈕，進(jìn)入庫元件編輯，復(fù)制POT2的點(diǎn)陣圖并推出該庫的編輯狀態(tài)。 （2）在項(xiàng)目管理器中點(diǎn)擊Explorer選項(xiàng)，選中Newlib庫進(jìn)入庫編輯。 （3）執(zhí)行菜單Tools→New Component新建一個(gè)元件，執(zhí)行菜黨Tools→Rename Component修改元件名為POT3。 （4）執(zhí)行菜單Edit→Jump→Origin將關(guān)標(biāo)移至坐標(biāo)原點(diǎn)，將POT2的點(diǎn)陣復(fù)制到第四象限中原點(diǎn)的附近，如圖10所示。 圖10

14、電位器點(diǎn)陣圖 （5）編輯元件管腳號(hào)，依次為1、2、3，編輯結(jié)束保存元件。 （6）執(zhí)行菜單Tools→New Part增加一套功能單元，屏幕彈出新窗口，在新的工作窗口中按相同的方法復(fù)制POT2點(diǎn)陣，并定義管腳號(hào)為4、5、6。至此，雙聯(lián)電位器的點(diǎn)陣圖設(shè)計(jì)完畢，保存元件。 （7）進(jìn)入電路原理圖編輯器SCH99SE，設(shè)置Newlib為當(dāng)前庫，將三個(gè)元件依次放置到電路原理圖中，觀察設(shè)計(jì)好的元件是否正確及POT3中兩個(gè)功能單元的區(qū)別。 三、思考題 1．如何旋轉(zhuǎn)元件的管腳？ 2．設(shè)計(jì)多套部件單元的元件時(shí)，應(yīng)如何操作？ 3．如何在電路原理中選用多套部件單元元件的不同部件單元？ 第五部分：

15、人工布線（單層、雙層） 思考題 1．設(shè)計(jì)單面板時(shí)應(yīng)如何設(shè)置板層？ 2．過孔與焊盤有何區(qū)別？ 3．如何改變連線的拐彎方式？ Ⅰ.單層板 實(shí)驗(yàn)五 單級(jí)放大電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 單級(jí)放大電路，電路如圖11所示。 圖11 單級(jí)放大電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募?。設(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom Layer、Keep-Out Layer、Top Silkscreen、Multi Layer和M

16、uchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用單層電路板、電源地線的銅膜線的寬度為50mil、一般布線的寬度為20mil。 3．裝入元件庫Advpcb.ddb。 4．直接使用File/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為2000mil×1000mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 電阻 R1R2R3

17、R4 AXIAL0.3 RES2 電容 C1C2C3 RAD0.1 CAP NPN三極管 Q1 TO-92A 2N2222A 連接器 J1 SIP-4 CON4 連接器 J2 SIP-2 CON2 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。對(duì)于雙面電路板，有時(shí)需要在畫線途中更換電路板層。 6．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 7．布線時(shí)考慮只能單層走線。 8．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖12） 圖12 單級(jí)放大電路參考電路板 實(shí)驗(yàn)六 正負(fù)電源電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布

18、線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 正負(fù)電源電路，電路如圖13所示。 圖13 正負(fù)電源電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募?。設(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom Layer、Keep-Out Layer、Top Silkscreen、Multi Layer和Muchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用單層電路板、電源地線的銅膜線的寬度為40mil、一般布線的寬度為20mil。 3．裝入元件庫Advpc

19、b.ddb。 4．直接使用File/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為3000mil×2000mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 整流橋 D3 FLY-4 18DB05 穩(wěn)壓管 D1D2 DIODE-0.4 IN4728 NPN晶體管 Q1Q3 TO220V 2N3904 電解電容 C1C3C2C4 RB-.3/.6 CAP2 電阻 R1R2R3R4

20、 AXIAL0.4 RES2 連接器 J1J2 SIP-3 CON3 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。 6．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 7．布線時(shí)考慮只能單層走線。 8．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖13） 圖13 正負(fù)電源電路參考電路板 實(shí)驗(yàn)七 方波發(fā)生器電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 方波發(fā)生器電路，電路如圖14所示。 圖14 方波發(fā)生器電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募?/p>

21、設(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom Layer、Keep-Out Layer、Top Silkscreen、Multi Layer和Muchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用單層電路板、電源地線的銅膜線的寬度為25mil、一般布線的寬度為10mil。 3．裝入元件庫Advpcb.ddb。 4．直接使用File/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為1000mil×1000mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路

22、原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 電容 C2 RAD0.1 CAP 電阻 R3R4 AXIAL0.3 RES2 與非門 U2AU2BU2C DIP-14 4011 連接器 J1 SIP-3 CON3 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。 6．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 7．布線時(shí)考慮只能單層走線。 8．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖15） 圖15 方波發(fā)生器參考電路板 實(shí)驗(yàn)八 與非門組成的振蕩器電路 一、實(shí)

23、驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 與非門組成的振蕩器電路，電路如圖16所示。 圖16 與非門組成的振蕩器電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募?。設(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom Layer、Keep-Out Layer、Top Silkscreen、Multi Layer和Muchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用單層電路板、電源地線

24、的銅膜線的寬度為25mil、一般布線的寬度為10mil。 3．裝入元件庫Advpcb.ddb。 4．直接使用File/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為1280mil×980mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 電容 C2 RAD0.1 CAP 電阻 R3R4 AXIAL0.3 RES2 與非門 U2AU2BU2C DIP-14 4011 連接器 J1 SI

25、P-3 CON3 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。 6．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 7．布線時(shí)考慮只能單層走線。 8．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖17） 圖17 與非門組成的振蕩器參考電路板 實(shí)驗(yàn)九 計(jì)數(shù)器電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 計(jì)數(shù)器電路，電路如圖18所示。 圖18 計(jì)數(shù)器電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募?。設(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom L

26、ayer、Keep-Out Layer、Top Silkscreen、Multi Layer和Muchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用單層電路板、電源地線的銅膜線的寬度為20mil、一般布線的寬度為20mil。 3．裝入元件庫Advpcb.ddb。 4．直接使用File/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為1000mil×1000mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并

27、排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 具有消除端的同步4位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 U1 DIP-16 74LS160A 連接器 J1 SIP-4 CON4 連接器 J2 SIP-6 CON6 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。 6．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 7．布線時(shí)考慮只能單層走線。 8．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖19） 圖19 計(jì)數(shù)器參考電路板 Ⅱ.雙層板 實(shí)驗(yàn)十 計(jì)數(shù)譯碼電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 計(jì)數(shù)譯碼

28、電路，電路如圖20所示。 圖20 計(jì)數(shù)譯碼電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募?。設(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom Layer、Keep-Out Layer、Top Silkscreen、Multi Layer和Muchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用雙層電路板、電源地線的銅膜線的寬度為25mil、一般布線的寬度為10mil。 3．裝入元件庫Advpcb.ddb。 4．直接使用File

29、/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為2540mil×2080mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 3~8線譯碼器 U4 DIP-16 74LS138 具有消除置位端正沿觸發(fā)的雙D觸發(fā)器 U5AU5BU6C DIP-14 74LS74 電阻 R2R3R4R5R6R7R8R9 AXIAL0.3 RES2 電容 C2 RAD0.1 CAP 發(fā)光二極管 D2D3D

30、4D5D6D7D8D9 DIODE-0.4 LED0 連接器 J1J2 SIP-2 CON2 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。 6．布線時(shí)考慮頂層和底層都走線，頂層走水平線，底層走垂直線。 7．盡量不要過孔。 8．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 9．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖21） 圖21 計(jì)數(shù)譯碼參考電路板 實(shí)驗(yàn)十一 穩(wěn)壓電源電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 穩(wěn)壓電源電路，電路如圖22所示。 圖22 穩(wěn)壓電源電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel

31、 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募?。設(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom Layer、Keep-Out Layer、Top Silkscreen、Multi Layer和Muchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用雙層電路板、電源地線的銅膜線的寬度為25mil、一般布線的寬度為20mil。 3．裝入元件庫Advpcb.ddb。 4．直接使用File/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為4000

32、mil×1320mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 整流橋 D2 D-37 18DB10 變壓器 TF2 FLY-4 10TO1 電容 C3 RB-.3/.6 CAP 三端穩(wěn)壓管 U1 TO220V 78L05 電容 C4 RAD-0.1 CAP 連接器 J1J2 SIP-2 CON2 連接器 J3 FLY-4 CON4 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。 6．布線時(shí)

33、考慮頂層和底層都走線，頂層走水平線，底層走垂直線。 7．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 8．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖23） 圖23穩(wěn)壓電源參考電路板 實(shí)驗(yàn)十二 振蕩分頻電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握電路板圖的手工布線。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 振蕩分頻電路，電路如圖24所示。 圖24 振蕩分頻電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．啟動(dòng)Protel 99SE，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。 2．啟動(dòng)電路板向?qū)Ы⑿碌碾娐钒逦募ＴO(shè)置參數(shù)為： （1）板層選擇Top Layer、Bottom Layer、Keep-Out Layer、Top Silk

34、screen、Multi Layer和Muchancial Layer1；可視柵格1設(shè)置為20mil，可視柵格2均選取為200mil，捕獲柵格設(shè)置為10mil。 （2）使用雙層電路板、電源地線的銅膜線的寬度為25mil、一般布線的寬度為20mil。 3．裝入元件庫Advpcb.ddb。 4．直接使用File/New菜單建立新電路板，然后在禁止層（Keep out）定義電路板的板框尺寸，大小為2240mil×1680mil。邊框線的寬度選擇為10mil。 5．參考電路原理圖，人工放置元件封裝，將元件封裝一個(gè)一個(gè)地放置到電路板圖上，并排列整齊。元件封裝和庫名稱參見下表。 說明 編號(hào)

35、封裝 元件名稱 4-2輸入與非門 U2 DIP-14 4011 電容 C1C2 RAD-0.1 CAP 電阻 R1 AXIAL0.3 RES2 晶體 Y1 SIP-2 XTAL 12級(jí)紋波二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 U1 DIP-16 4040 連接器 J1 SIP-2 CON2 連接器 J2 SIP-16 CON16 5．用放置銅膜線工具畫銅膜線，人工連接銅膜線。 6．布線時(shí)考慮頂層和底層都走線，頂層走水平線，底層走垂直線。 7．盡量不要過孔。 8．放置鋪銅、填充、輪廓、文字等。 9．將完成的文件存盤。 四、參考電路板（參見圖25）

36、 圖25 振蕩分頻參考電路板 第六部分：制作元件封裝 實(shí)驗(yàn)十三 手工繪制元件封裝 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．掌握PCB元件庫編輯器的基本操作； 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．執(zhí)行File/New Design 建立數(shù)據(jù)庫文件。 2．使用File/New菜單，在彈出的窗口中雙擊PCB Library Document圖標(biāo)。 3．利用手工繪制方法繪制圖26所示的繼電器封裝圖，封裝名為JK，焊盤尺寸外徑為120mil，內(nèi)徑為60mil，焊盤號(hào)和具體尺寸如圖26所示。 圖26 繼電器封裝圖 4．將元件存盤推出。 三、思考題 1．設(shè)計(jì)印制電路板元件封裝時(shí)，封裝的外框應(yīng)放置在哪一

37、層，為什么？ 2．如何設(shè)置元件封裝的參考點(diǎn)？ 實(shí)驗(yàn)十四 利用PCB元件庫繪制元件封裝 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握用PCB元件庫編輯器繪制元件封裝。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．打開General IC 封裝庫，并使DIP-8封裝處于編輯狀態(tài)，執(zhí)行菜單命令Edit/Copy Component 。 2．建立新封裝庫，屏幕顯示新封裝庫編輯窗口，使用菜單命令Edit/Paste Component，就可以看到封裝DIP-8（見圖27所示）被調(diào)入該窗口，執(zhí)行菜單Tools/Rename Component，把元件封裝改為DIP-4。參數(shù)設(shè)置參見圖28所示。 圖27 DIP-8封裝

38、 圖28 DIP-4封裝 3．將元件存盤推出。 三、思考題 1．設(shè)計(jì)印制電路板元件封裝時(shí)，封裝的外框應(yīng)放置在哪一層，為什么？ 2．如何設(shè)置元件封裝的參考點(diǎn)？ 第七部分：自動(dòng)布線（單層、雙層） 實(shí)驗(yàn)十五 波形發(fā)生電路（單層） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟練掌握PCB99SE的基本操作、初步掌握PCB元件的編輯方法、掌握單層板的自動(dòng)布線方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 波形發(fā)生電路，電路如圖29所示。 圖29 波形發(fā)生電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．進(jìn)入Protel 99SE，新建一個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫文件。 2．進(jìn)入SCH99S

39、E，繪制圖29所示的波形發(fā)生電路。 3．設(shè)置元件的封裝，參見下表。（采用插針式元件） 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 低功耗四運(yùn)放 U1AU1B DIP14 LM324 電阻 R1R2R3R4R5R6R7 AXIAL0.3 RES2 電容 C1C2 RB-.2/.4 CAP 電位器 R8 VR2 POT2 連接器 J1 SIP-4 CON4 二極管 D1D2 DIODE-0.4 IN4001 4．對(duì)原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查后（ERC），建立原理圖的網(wǎng)絡(luò)表。 5．設(shè)置元件庫為Advpcb.ddb。 6．進(jìn)入PCB99SE，新建一個(gè)PCB文

40、件，設(shè)置文檔參數(shù)，其中單位制為Maetric（公制），在Layers選項(xiàng)中選中信號(hào)層為Bottom Layer（單面板），選中可視柵格1、2，設(shè)置可視柵格1為1mm，可視柵格2為10mm，捕獲柵格為0.5mm.。 7．將元件人工排列到電路板上，排列的規(guī)則是電路的輸入端放在電路板左側(cè)；輸出端放在電路板右側(cè)；元件和元件之間的連線最短；安裝元件時(shí)元件之間不能互相干涉。 注意：最好不要使用自動(dòng)布置元件，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的智能還不知道怎樣排列元件才能夠滿足要求。 8．規(guī)劃印制電路板。將當(dāng)前層設(shè)置為禁止布線層Keepout Layer，電路板的板框尺寸定義為3000mil×1540mil。 注意：禁止在

41、螺絲上布線。 9．在印制電路板上放置4個(gè)定位螺孔，螺孔的直徑為3mm。 10．在菜單Design/Rule中設(shè)置布線層為單層。 11．設(shè)計(jì)自動(dòng)布線。啟動(dòng)Auto Route/All菜單，各項(xiàng)規(guī)則設(shè)置為：拐彎方式設(shè)置為90°；由于是單面板，布線層僅有底層Bottom Layer，走線方式為任意（Any），其它層不使用；最小銅膜線走線寬度10mil，電源地線的銅膜線寬度為20mil，焊盤之間允許走一根銅膜線。 12．對(duì)絲網(wǎng)層上的文字進(jìn)行調(diào)整，然后寫上畫電路板日期等文字。 13．修改二極管封裝焊中的盤號(hào)與原理圖符號(hào)的引腳號(hào)，使其一致。（二極管封裝焊中的盤號(hào)：陽極焊盤號(hào)為A、陰極焊盤號(hào)為K，

42、而原理圖符號(hào)的引腳號(hào)為1和2） 14．檢查電位器動(dòng)端的焊盤號(hào)是否與元件動(dòng)端引腳一致。 15．進(jìn)行全板自動(dòng)布線。當(dāng)布線完成后，在布線完成對(duì)話框中觀察布線的布通率。若為100%，就說明所有連接銅膜線全部完成。若不能100%布通，則需要回到預(yù)拉線狀態(tài)重新布置元件、調(diào)整線寬后再布線。 16．觀察電路板，若對(duì)元件布置或布線不滿意，可以使用Tool/Un-Route/All菜單，去掉布線，恢復(fù)預(yù)拉線，重新安排元件再布線，直到滿意為止。 17．對(duì)電路板運(yùn)行電氣規(guī)則檢查（菜單Tool/Design Rule Check）。若有錯(cuò)誤，返回修改。 18．觀察印制電路板設(shè)計(jì)是否合理。 四、參考電路板（如

43、圖30所示） 圖30 波形發(fā)生參考電路板 五、思考題 1．簡(jiǎn)述自動(dòng)布局的步驟； 2．自動(dòng)布線前要進(jìn)行哪些設(shè)置？ 3．何種類型的電路，在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)要使用鋪銅？ 實(shí)驗(yàn)十六 晶閘管電路（雙層） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的操作、基本掌握簡(jiǎn)單雙面電路板的制作。。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 晶閘管電路，電路如圖31所示。 圖31 晶閘管電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．進(jìn)入Protel 99SE，新建一個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫文件。 2．進(jìn)入SCH99SE，繪制圖31所示的晶閘管電路。 3．設(shè)置元件的封裝，參見下表。（采用插針式元件） 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱

44、單結(jié)晶體管 Q3 TO46 2N2646 電阻 R2R3R8R9 AXIAL0.3 RES 電容 C1 RAD0.1 CAP 晶閘管 q4 TO126H 10RIA10 二極管 D1 DIODE-0.7 IN4001 4針連接器 JP1JP2 POWER4 4HEADER 4．對(duì)原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查后（ERC），建立原理圖的網(wǎng)絡(luò)表。 5．設(shè)置元件庫為Advpcb.ddb。 6．進(jìn)入PCB99SE，新建一個(gè)PCB文件，設(shè)置文檔參數(shù)，其中單位制為Maetric（公制），在Layers選項(xiàng)中選中信號(hào)層為Bottom Layer（單面板），選中可視

45、柵格1、2，設(shè)置可視柵格1為1mm，可視柵格2為10mm，捕獲柵格為0.5mm.。 7．將元件人工排列到電路板上，排列的規(guī)則是電路的輸入端放在電路板左側(cè)；輸出端放在電路板右側(cè)；元件和元件之間的連線最短；安裝元件時(shí)元件之間不能互相干涉。 注意：最好不要使用自動(dòng)布置元件，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的智能還不知道怎樣排列元件才能夠滿足要求。 8．規(guī)劃印制電路板。將當(dāng)前層設(shè)置為禁止布線層Keepout Layer，電路板的板框尺寸定義為2560mil×2220mil。 注意：禁止在螺絲上布線。 9．在印制電路板上放置4個(gè)定位螺孔，螺孔的直徑為3mm。 10．在菜單Design/Rule中設(shè)置布線層為雙層。

46、 11．設(shè)計(jì)自動(dòng)布線。啟動(dòng)Auto Route/All菜單，各項(xiàng)規(guī)則設(shè)置為：拐彎方式設(shè)置為90°；最小銅膜線走線寬度20mil，電源地線的銅膜線寬度為50mil。焊盤之間允許走一根銅膜線。 12．對(duì)絲網(wǎng)層上的文字進(jìn)行調(diào)整，然后寫上畫電路板日期等文字。 13．修改二極管封裝焊中的盤號(hào)與原理圖符號(hào)的引腳號(hào)，使其一致。（二極管封裝焊中的盤號(hào)：陽極焊盤號(hào)為A、陰極焊盤號(hào)為K，而原理圖符號(hào)的引腳號(hào)為1和2） 14．修改三極管封裝焊中的盤號(hào)與原理圖符號(hào)的引腳號(hào)，使其一致。 15．進(jìn)行全板自動(dòng)布線。當(dāng)布線完成后，在布線完成對(duì)話框中觀察布線的布通率。若為100%，就說明所有連接銅膜線全部完成。若不能

47、100%布通，則需要回到預(yù)拉線狀態(tài)重新布置元件、調(diào)整線寬后再布線。 16．觀察電路板，若對(duì)元件布置或布線不滿意，可以使用Tool/Un-Route/All菜單，去掉布線，恢復(fù)預(yù)拉線，重新安排元件再布線，直到滿意為止。 17．對(duì)電路板運(yùn)行電氣規(guī)則檢查（菜單Tool/Design Rule Check）。若有錯(cuò)誤，返回修改。 18．觀察印制電路板設(shè)計(jì)是否合理。 四、參考電路板（如圖32所示） 圖32 晶閘管參考電路板 五、思考題 1．網(wǎng)絡(luò)飛線是否為實(shí)際連線？敘述網(wǎng)絡(luò)飛線的作用。 2．元件布局調(diào)整時(shí)注意哪些問題？ 3．設(shè)計(jì)規(guī)則參數(shù)主要設(shè)置哪些內(nèi)容？ 實(shí)驗(yàn)十七 光隔離電路

48、（雙層） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握PCB99SE的操作、基本掌握簡(jiǎn)單雙面電路板的制作。。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 光隔離電路，電路如圖33所示。 圖33 光隔離電路 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．進(jìn)入Protel 99SE，新建一個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫文件。 2．進(jìn)入SCH99SE，繪制圖33所示的晶閘管電路。 3．設(shè)置元件的封裝，參見下表。（采用插針式元件） 說明 編號(hào) 封裝 元件名稱 光耦 U1 DIP-6 4N25 電阻 R1R2R7R8 AXIAL0.3 RES NPN三極管 Q1 TO-92A 2N1893 六施密特輸入反相器 U3 DIP-14 74LS1

49、4 四-2施密特輸入與非門 U4 DIP-14 4093 連接器 J1 SIP-2 CON2 4針連接器 JP1 FLY-4 4HEADER 連接器 J2 SIP-3 CON3 4．對(duì)原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查后（ERC），建立原理圖的網(wǎng)絡(luò)表。 5．設(shè)置元件庫為Advpcb.ddb。 6．進(jìn)入PCB99SE，新建一個(gè)PCB文件，設(shè)置文檔參數(shù)，其中單位制為Maetric（公制），在Layers選項(xiàng)中選中信號(hào)層為Bottom Layer（單面板），選中可視柵格1、2，設(shè)置可視柵格1為1mm，可視柵格2為10mm，捕獲柵格為0.5mm.。 7．將元件人工排列到電路

50、板上，排列的規(guī)則是電路的輸入端放在電路板左側(cè)；輸出端放在電路板右側(cè)；元件和元件之間的連線最短；安裝元件時(shí)元件之間不能互相干涉。 注意：最好不要使用自動(dòng)布置元件，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的智能還不知道怎樣排列元件才能夠滿足要求。 8．規(guī)劃印制電路板。將當(dāng)前層設(shè)置為禁止布線層Keepout Layer，電路板的板框尺寸定義為65.024mm×38.1mm。 注意：禁止在螺絲上布線。 9．在印制電路板上放置4個(gè)定位螺孔，螺孔的直徑為3mm。 10．在菜單Design/Rule中設(shè)置布線層為雙層。 11．設(shè)計(jì)自動(dòng)布線。啟動(dòng)Auto Route/All菜單，各項(xiàng)規(guī)則設(shè)置為：拐彎方式設(shè)置為90°；最小銅膜線

51、走線寬度10mil，電源地線的銅膜線寬度為20mil。焊盤之間允許走一根銅膜線。 12．對(duì)絲網(wǎng)層上的文字進(jìn)行調(diào)整，然后寫上畫電路板日期等文字。 13．修改三極管封裝焊中的盤號(hào)與原理圖符號(hào)的引腳號(hào)，使其一致。 14．進(jìn)行全板自動(dòng)布線。當(dāng)布線完成后，在布線完成對(duì)話框中觀察布線的布通率。若為100%，就說明所有連接銅膜線全部完成。若不能100%布通，則需要回到預(yù)拉線狀態(tài)重新布置元件、調(diào)整線寬后再布線。 15．觀察電路板，若對(duì)元件布置或布線不滿意，可以使用Tool/Un-Route/All菜單，去掉布線，恢復(fù)預(yù)拉線，重新安排元件再布線，直到滿意為止。 16．對(duì)電路板運(yùn)行電氣規(guī)則檢查（菜單To

52、ol/Design Rule Check）。若有錯(cuò)誤，返回修改。 17．觀察印制電路板設(shè)計(jì)是否合理。 四、參考電路板（如圖34所示） 圖34 光隔離參考電路板 五、思考題 1．如何進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查和網(wǎng)絡(luò)表比較？ 2．如何在同一種設(shè)計(jì)規(guī)則下設(shè)定多個(gè)規(guī)則限制？ 第八部分：打印輸出演示 實(shí)驗(yàn)十八 電路原理圖和印制電路板圖的輸出（演示） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．了解打印機(jī)與微機(jī)的連接。 2．初步掌握電路原理圖和印制電路板圖的輸出方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．觀察打印機(jī)和微機(jī)的連接方法。 2．進(jìn)入SCH99SE，調(diào)用電路原理圖文件，輸出電路原理圖圖樣，要求圖紙輸出比例為100

53、%。 3．關(guān)閉電路原理圖文檔的標(biāo)題欄和邊框，設(shè)置圖樣輸出比例為50%，再次打印電路原理圖。 4．調(diào)用單面板PCB文件，產(chǎn)生打印機(jī)預(yù)覽文件。 5．選中頂層絲網(wǎng)層、底層、多層、禁止布線層等工作層，打印印制電路板的檢查圖，打印比例為200%。 三、思考題 1．如何進(jìn)行打印預(yù)覽？ 2．如何設(shè)置打印比例？ 3．如何設(shè)置打印的層面？ 附錄A SCH 99SE 分立元件庫圖形樣本 （Miscellaneous Devices.ddb） 附錄B PCB 99SE 常用元器件封裝圖形樣本 （Advpcb.ddb） 44 / 44