单片机最小系统的PCB设计报告完整规范样本.doc

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《电子线路CAD》
设计报告

学生姓名: vvvvvvvvvv
学生学号: 0109007xxx
专业班级: xxxxxxxxxxxxxxxxxxx
指导教师: xxxxxxxx

二○一一年 十二 月二十七日

目 录

1. 课程设计的目的…………………………………………………2
2. 课程设计报告内容…………………………………………………2
3. 设计过程中的一些问题…………………………………………3
4. 设计结果…………………………………………………………7
5. 设计感想…………………………………………………………8
6.附录………………………………………………………………9

1．课程设计目的
( 1) 经过熟悉Altium Designer软件的界面, 进行单片机最小系统板及扩展的原理图设计、 创立原理图元件、 电路板的设计规划和网络表的载入、 PCB的编辑、 创立元件封装、 报表生成与电路板输出。
( 2) 了解Altium Designer软件的功能及其使用说明, 对软件基本操作能够熟练掌握, 熟悉原理图的设计步骤, 掌握绘制原理图的方法, 并学会网络表及元件清单的生成, 双面印制电路板( PCB) 的布线流程, 创立原理图元件库及其PCB元件库。
( 3) 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, 以及创新能力。
2．课程设计报告内容
2.1绘制与编辑原理图库与原理图
( 1) 新建PCB工程并保存在已建好文件夹中
( 2) 打开上面的PCB project, 在工程下新建原理图
( 3) 设置图纸大小, 设置环境, 并添加已有元件库
( 4) 新建原理图库绘制变压器
( 5) 放置元件, 注意添加已有的封装, 原理图布线
( 6) 编译原理图, 检查并修改原理图
( 7) 材料清单与网络表生成, 为PCB做准备
2.2绘制PCB图
( 1) 新建PCB并保存在原来的工程文件夹下
( 2) 新建PCB元件库绘制变压器的封装, 并把该封装添加到原理图的变压器中
( 3) 初步设置板的大小, 并导入PCB文件
( 4) 设置规则, 线宽粗细, 间距大小等等
( 5) 对元件进行手动布局, 尽量节省材料, 去多余板
( 6) 进行简单的预布线, 然后自动布线, 最后再手动调整, 避免多次绕折
2.3规则的设定
(1)间距宽度的设置

(2)线宽的设置

3. 设计过程中的一些问题和解决方法
( 1)

原理图编译时出现错误, 且元件都被划红线。原来是原理图没有放在工程下面, 导致出错, 将原理图拉到工程下面问题得到解决;

( 2)

总图和其它原理图没有形成层次关系。解决办法: 需要将工程编译一下, 才会出现层次关系, 否则会出现错误。
(3)

原理图网络标号RD7没放好, 放置时需有红色十字叉出现。放好后, 问题得到解决。
( 4)

未发现变压器的封装, 封装没画, 导致导入时出错; 解决办法: 按要求将变压器画好后添加到原理图中, 重新导入问题得到解决。
( 5)

封装不匹配, 错误将排针的封装放到封装为DIP8的元件中, 导致错误, 修改后, 问题得到解决。

( 6)

根据所给原理图检查PCB的时候发现原本该连在一起的R56和D4没有连接; 于是仔细看发现是自己画的原理图没有节点!

十字交叉处该有节点却没有, 一开始没注意这个问题, 导致PCB出错, 需手工放置节点, 最终问题得到解决。

( 7)

再次导入后PCB元件竟然变成绿色, 原来修改后会重新出现ROOM, 去掉红色的ROOM后, 问题得到解决。
( 8)

元件变绿的另一个原因是元件之间距离太近, 应将距离拉开; 若元件之间允许如此接近而变成绿色可改变规则”元件间的距离”, 则问题得到解决。
( 9) 一开始的布局, 为了尽量将元件放一起, 变压器下面空了一大块位置, 不够饱满, 浪费材料, 在老师的指导下, 发现此问题, 重新布局。
( 10) 在布板过程中还出现了过度追求板子的尺寸使之最小化而使过孔增多, 布线曲折繁杂的问题, 因此我在布线过程中大部分使用手动布线, 使走线美观, 大大减少了孔数的数量, 减少以后制版的麻烦以及线间的干扰。
(11)布线时注意与实际应用相结合。比如, 按键要放在数码管之下; 电源引出端最好放在外边缘。
4.设计结果

5.设计感想
第一次接触Altium Designer软件是从暑假开始的。因为准备要参加全国电子设计大赛, 而我是负责硬件方面的, 因此自学了这个软件并作了几块板, 但效果不是很好, 总感觉存在不少问题。虽然后来比赛有获奖, 但因为选的题目没用到PCB制版, 因此不清楚自己在这方面还存在哪些缺陷。
经过这学期系统的学习, 我找到了自身存在的一些问题, 有了很多收获。再回头看自己暑假所制的PCB板, 确实存在不少问题。最明显的是, 之前没有设置规则, 所有线全部一样宽度, 第一次线的太细, 后来的全部改宽了, 布线又很麻烦。现在才知道, 有的信号线12mil足够了, 其它的地线, 电源线要加粗, 当然一些特殊的线要另外规划。总之, 具体情况具体分析, 没有放之四海而皆准的原则! 有些规则是要靠经验的积累才能明白的。
另外, PCB元件布局美观、 布线以及尺寸大小真的是互相影响, 需要权衡利弊才能做出一块满足需要的板子。如果过度追求尺寸, 使之过小, 散热不好, 且临近线条干扰很大。如果过度追求元件布局美观, 将所有类似的元件放在一起, 则布线曲折, 多次绕弯; 线条间易受干扰, 而且不够清晰明了, 不便于后期查错修改。因此要综合考虑板子的成本、 元件布局的美观和布线的清晰明了, 不可只片面追求其中之一而使板子功能无法满足需求。
还有一些小细节需要注意的是: ①原理图绘制时, 连线若有十字交叉线, 应注意交点处是否有节点, 因为该软件默认没有, 因此粗心的话导入PCB制出来的板子会有问题; ②新建PCB时需要马上保存, 否则无法导入: ③有时候发现自己刚画好的原理图库的元件或者PCB库的封装再打开时看不到, 但能够继续使用。这是因为打开的第一个元件或封装是空的, 移除掉之后就能够看到自己画的元件或封装。
当然,这次布局还是存在着一些问题。比如, 有些地方看上去还是有点空, 布线有一两根过长或者弯曲。可是我相信, 经过后期的不断努力和学习, 我一定能够克服这些问题, 把板子做得更完美。因为从老师身上学到的不但仅是如何使用Altium Designer软件, 更重要的学到了如何学习某一样东西的方法。经过自己的摸索和探究将接触到的新东西学会并应用自如是完全能够做到的。

参考书目:
[1]江思敏, 胡烨Altium Daesigner(protel)原理图与PCB设计教程, 机械出版社,
附录:
原理图、
PCB图中的”Top Overlay”层
PCB图中的”Top　Layter”层
PCB图中的”Buttom　Layter”层