电子线路CAD设计方案报告模板.doc

电子线路CAD课程设计报告数码管显示屏设计 专业：电子信息科学与技术 班级：级2班 姓名：李荣琳 学号：01051220 指引教师：宋戈 电子通信与物理学院日期： 年1 月6 日指引教师评语目 录第一章 绪论2第二章 设计内容32.1设计目32.2设计任务3第三章 原理图设计43.1 总体电路原理框图43.2 各功能模块设计43.2.1振荡回路43.2.2 计数和数据选取回路53.2.3 译码显示回路83.3 总体电路原理图10第四章 PCB板图设计114.1 布线与布局114.2 本设计PCB板图12第五章 总结13第一章 绪论 Altium Designer是Altium公司于推出电路设计软件版本，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所有分析验证和设计数据管理。当前比较流行Protel 98、Protel 99 SE和ProtelDXP，就是它前期版本。本设计重要用到软件时Protel DXP，Protel DXP是第一种将所有设计工具集于一身板级设计系统，电子设计者从最初项目模块规划到最后形成生产数据都可以按照自己设计方式实现。Protel DXP运营在优化设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进设计特点，可以解决各种复杂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提供了全面设计解决方案。 本次设计就是要用Protel DXP软件，画出一种完整原理图，并且生成仿真印刷电路板，提高自己动手能力。第二章 设计内容2.1设计目本次课程设计重要目是从整体上对Protel DXP有更进一步、全面理解，并对印刷电路板整体设计有一种更为清晰结识，进一步熟悉运用Protel DXP设计印刷电路板全过程。同步也对之前所学内容进行巩固，熟悉掌握原理图绘制，网格表文献生成，以及PCB设计知识，涉及印刷电路板设计时系统参数设立，PCB规划，网格表文献加载，元器件布局，电路板布线以及最后调节和敷铜。2.2设计任务 （1）、设计电路，使数码管能自动依次显示出数字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9(奇数列)， 0、2、4、6、8（偶数列），0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号序列)；然后再从头循环；（2） 、打开电源自动复位，从自然数列开始显示。2.3设计规定（1） 、按照教师规定，熟悉实验原理，在Protel DXP软件中，完毕对数码管显示电路设计。（2） 用DXP软件画出原理图，并仿真出印刷电路板，熟悉电路板加工工艺。（3） 、印刷电路板布线时应当排列居中并且紧凑，大小适中，互相干扰元器件不能放在一起，尽量使用较宽线，特别是电源线和地线。第三章 原理图设计3.1 总体电路原理框图图1 总体电路原理框图3.2 各功能模块设计 电路共分为振荡电路，计数和数据选取回路，译码显示回路三个某些。3.2.1振荡回路 555定期器是一种模仿电路和数字电路相结合中规模集成器件，它性能优良，合用范畴很广，外部加接少量阻容元件可以很以便地构成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可构成施密特触发器。因而集成555定期被广泛应用于脉冲波形产生与变换、测量与控制等方面。图2脉冲回路就是由555定期器构成多谐振荡电路。电源接通时，555OUT脚输出高电平，同步电源通过R1R2向电容c1充电，当c1上电压到达555集成电路TRI脚阀值电压（2/3电源电压）时，555DIS脚把电容里电放掉，OUT脚由高电平变成低电平。当电容电压降到1/3电源电压时，OUT脚又变为高电平，同步电源再次经R8R9向电容充电。这样周而复始，形成振荡。脉冲宽度计算公式：Tw 0.7(R1+RW+R2)C震荡周期计算公式：T 0.7(R1+RW+2R2)C经计算得，R8约为289，R9约为578。图2 振荡电路某些 其中1脚为CON脚，2脚为TRI脚，3脚为OUT脚，4脚为VCC脚，5脚为RST脚，6脚为THR脚，7脚为DIS脚。3.2.2 计数和数据选取回路计数电路是由74LS160和74LS161两个计数器构成。74LS160用来产生09十进制数作为74LS153数据选取器输入，74LS161作为二进制计数器，低两位输出作为数据选取器地址选取，循环产生00,01,10,11进而控制了74LS153数据选取器输出，使数码管按照规定产生循环数列。把第一种74LS1531C1置1（产生奇数），把第一种74LS1531C2置0（产生偶数），把第二个74LS1532C3置0（产生音乐符号序列），通过变化外部输出，咱们可以得到想要序列。图3 计数和数据选取回路74LS160是十进制计数器，只能记十个数，从0000-1001（0-9）。到9之后再来时钟就回到0。CLK是时钟，RCO是输出，MR是复位，低电频有效，LOAD是置数信号，当它为低电平时，在时钟作用下，读入D0到D3。正常工作时ENP和ENT接1。D0到D3是置数端，Q0到Q3是输出端。图4为74LS160引脚图，表1是74LS160真值表图4 74LS160引脚图表2 74LS160真值表从74LS160真值表中可以懂得，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0及时为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0状态同样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161尚有一种进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q0Q1Q2Q3CET。合理应用计数器清零功能和置数功能，一片74LS161可以构成16进制如下任意进制分频器。 74LS153引脚图见下图6。1G、2G为两个独立使能端；B、A为公用地址输入端；1C01C3和2C02C3分别为两个4选1数据选取器数据输入端；Y1、Y2 为两个输出端。 当使能端1G（2G）1时，多路开关被禁止，无输出，Y0。 当使能端1G（2G）0时，多路开关正常工作，依照地址码B、A状态，将相应数据C0C3送到输出端Y。如：B A00则选取CO数据到输出端，即YC0。B A01则选取C1数据到输出端，即YC1，别的类推。图5 74LS153引脚图表2 74LS153真值表3.2.3 译码显示回路图6 译码显示回路本电路采用数码管是八段共阴极数码管，DP脚接地，其她引脚用74LS48译码器进行驱动，电路正常工作后就会产生规定数列。计数器用来产生十进制计数，其输出信号加到译码输入端，经译码后可以在输出端产生所需控制信号。本电路计数器译码器采用74LS48，译码驱动电路如图。它们分别为可预置4位二进制同步可逆计数器和八选一数据选取器。电路工作原理是不规则时钟脉冲信号加到计数器74LS160计数向上引脚，计数器自然忘序递增计数，其输出端Qd，Qc，Qa，Qb按自然忘序递增到1000时，由于清除和Qd相连接当Qd为1时计数器清零然后又重复递增计数，不断循环进行。而计数器输出端Qc，Qa，Qb接到74LS153输入端，在Qc，Qa，Qb作用下它们每一种组合方式相应于输出端一种引脚状态。在任意时刻只有一种端口为高电平别的端口均为低电平。并且这种变化同样是按照自然递增顺序循环执行。依照这种成果，可以把每一路输出用以控制半导体数码管从而可以达到循环显示数字目。7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示屏。该集成显示译码器设有各种辅助控制端，以增强器件功能。3.3 总体电路原理图图7 总体电路原理图第四章 PCB板图设计4.1 布线与布局原理图设计好后来，新建一种PCB并保存，然后单击Design/Update PCB Documents生成新PCB。生成PCB见图8。图8 PCB布线前图接着对元器件进行布局和布线，规定要紧凑整洁，互相干扰元器件要保持距离，布完线要对电源线和地线进行加粗解决。图9 PCB布线后图4.2 本设计PCB板图再对PCB板图进行最后解决，并且放置走线，敷铜，最后完毕见PCB板图见图10。to图10 完毕PCB板图第五章 总结 通过这次课程设计，我想我对于电子线路CAD这一门课程有了更进一步、全面理解，并对印刷电路板整体设计有一种更为清晰结识，更熟悉了Protel DXP设计印刷电路板全过程，同步也对之前所学内容进行巩固。但是在设计过程中也是遇到了诸多问题，例如元器件封装问题，一开始库不全时候有些元器件例如74LS系列都找不到，更别说封装了，当库功能越来越大时候元器件问题就解决了，如果实在有些器件找不到也可以自己画。尚有就是布线，是非常麻烦事情，我这个图并不是很复杂，但是也遇到了某些麻烦，例如电源线和地线，在没加粗之前布线时对的，但加粗后来线就出错了，是由于线距离焊盘太近，这时可以调节线位置，或者调节规则，8mil是比较适当距离。综上所述问题最后都得到理解决，通过这一次设计，我感觉也提高了自己思考能力和解决问题能力，后来应当再多多动手。