电子cad技术实验指导书_数据库原理与技术实验指导书

电子CAD技术 实 验 指 导 书 海南师范大学物理与电子工程学院 28 目录 实验1 简单电路原理图的绘制1 实验2 复杂电路原理图绘制3 实验3 层次电路原理图设计5 实验4 制作与编辑原理图元件库7 实验5 PCB设计初步9 实验6 PCB设计进阶11 实验7 PCB设计提高13 实验8 元器件封装库和集成库的制作15 实验9 PCB综合训练119 实验10 PCB综合训练221 实验11 PCB综合训练322 实验12 电路仿真实验125 实验13 电路仿真实验225 附录:26 实验1简单电路原理图的绘制 一、实验目的 1、熟悉Altium Designer原理图编辑器 2、掌握原理图的实体放置与编辑 3、熟练完成三极管放大电路原理图设计 二、实验内容 绘制三极管放大电路原理图如图1所示。

图1 三极管放大电路原理图 三、实验步骤 1、在E盘或F盘下以学号或名字建立一个专门用于存放所有相关文件的文件夹,便于对以后进行文件管理。

2、启动Altium Designer09软件,在该开发环境中创建一个PCB工程文件,执行【文件】【新建】【PCB工程】命令,将会创建一个新的工程文件,以Test1.PrjPCB名保存。

3、执行【文件】【新建】【原理图】命令,系统将启动原理图编辑器,并使用电源稳压电路.SCHDoc为文件名保存。

4、设置图纸。将图纸号设置为A4即可。

5、添加常用的元件库,如Miscellaneous Devices.IntLib、Miscellaneous Connectors.IntLib和Motorola Power Mgt Voltage Detector.IntLib等。

6、放置元件。根据图1放置相关的元件。

7、设置元件属性。在元件放置后,用鼠标双击相应元件出现元件属性菜单更改元件标号及名称(型号规格)。

8、调整元件位置,注意布局合理。

9、连线。根据电路原理,在元件引脚之间连线,注意连线平直。

10、放置节点。一般情况下,“T”字连接处的节点是在我们连线时由系统自动放置的(相关设置应有效),而所有“十”字连接处的节点必须手动放置。

11、电路的修饰及整理。在电路绘制基本完成以后,还需进行相关整理,使其更加规范整洁。

12、保存文件。

四、注意事项 对于较复杂的电路而言,放置元件、调整位置及连线等步骤经常是反复交叉进行的,不一定有上述非常明确的步骤。

五、思考题 简要介绍电路原理图设计的基本流程? 实验2复杂电路原理图绘制 一、实验目的 1、熟悉原理图编辑器 2、熟练掌握原理图的实体放置与编辑 3、熟练89C51单片机电路原理图设计 二、实验内容 绘制89C51单片机电路原理图如图2所示 图2 89C51单片机电路原理图 三、实验步骤 1、启动Altium Designer Winter 09,新建文件“89C51单片机电路.SchDos”,进入原理图编辑界面。

2、添加相应的元件库。

3、设置图纸。将图纸号设置为A4即可。

4、放置元件。在屏幕左方的元件管理器中取相应元件,并放置于屏幕编辑区。在元件放置后,对元件的标号及名称(型号规格)修改和设置。表2给出了该电路主要元件名称、元件标号、所在元件库数据。

表 2 说明 元件名称 元件标号 所属元件库 单片机 P89C51RC2BN/01 U1 Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib 锁存器 SN74HC373 U2 TI Logic Latch.IntLib EPROM M27C512-10B1 U3 ST Memory EPROM 16-512 Kbit.IntLib 电阻 Res2 R1—R9 Miscellaneous Devices.IntLib 开关 SW--PB S1 Miscellaneous Devices.IntLib 晶体 XTAL Y1 Miscellaneous Devices.IntLib 发光二极管 LED0 D1-D8 Miscellaneous Devices.IntLib 电容 Cap C1—C4 Miscellaneous Devices.IntLib 连接器 Header 4 P1 Miscellaneous Connectors.IntLib 5、设置元件属性。根据原理图每个元件设置相关属性。

6、调整元件位置。

7、连线。根据电路草图在元件引脚之间连线。

8、放置节点。连线完成后,在需要的地方放置节点。一般情况下,“T”字连接处的节点是在我们连线时由系统自动放置的(相关设置应有效),而所有“十”字连接处的节点必需由我们手动放置。

9、电路的修饰及整理。

10、保存文件。

四、思考题 Bus线与Wire有何区别? 实验3层次电路原理图设计 一、实验目的 1、掌握层次电路图的概念和设计方法;

2、进一步熟悉原理图的设计方法和设计过程;

3、掌握生成各种电路原理图报表文件。

二、实验内容 对于一个庞大的电路原理图,设计者不能在一张电路图中绘制,Altium Designer Winter09为设计者提供了一个层次电路设计方案,将系统划分为多个子系统,子系统又由多个功能模块化构成。有自上而下和自下而上两种悻层次电路设计方法。

用层次电路设计方法绘制函数信号发生器电路原理图,如图3、图4和图所示。

图3-1 函数信号发生器总图 图3-2函数信号发生器电路原理图 图3-3 直流稳压电源 三、实验步骤 1、创建原理图输入文件,命名为函数信号发生器总图.SchDoc。

2、绘制层次原理图的总图,如图3-1。

(1)绘制方块电路,并完成方块电路属性的设置;

(3)放置方块电路端口,并完成方块电路端口的设置;

(4)绘制导线。

3、绘制层次原理图的分原理图。

(1)生成分原理图,在总图中执行【设计】→【产生图纸符号】菜单命令;

(2)按图3-2和图3-3绘制分原理图。

4、执行【工具】→【上/下层次】菜单命令,实现上层和下层的切换。

5、生成网络表,查看网络连接。

5、保存文件。

四、思考题 描述自上而下设计层次电路原理图的步骤。

实验4制作与编辑原理图元件库 一、实验目的 1、熟悉元件库管理;

2、掌握元件编辑器的使用;

2、熟练掌握原理图元件库的创建、新元件的制作。

二、实验内容 虽然在Altium Designer Winter09提供了丰富的元器件库,但在设计过程中,仍然会发生在元器件库中找不到需要的元器件。因此,可以利用元器件的绘图工具及IEEE符号工具创建元器件,并添加到元器件库中。

1、利用元件库编辑器提供的制作工具,分别绘制图4-1的元件,并将它保存在“混杂元器件.SchLib” 元件名:2SC1815 元件名:Res4 元件名:PS2-6PINLCD-8X2 图4-1混杂元器件 2、利用元件库编辑器提供的制作工具,分别绘制(创建)单片机AT89S51和运放LF347BN芯片,如图4-2和图4-3所示。并将它保存在“常用集成电路.SchLib”元件库中。

图4-2 AT89S51 Part A Part B Part C Part D 图4-3 LF347BN 三、实验步骤 1、在Altium Designer Winter09中,新建工程并保存工程为“常用元器件.PrjPCB”。然后执行【文件】→【库】→【原理图库】命令,创建“混杂元器件.SchLib”原理图元件库,并在该库中制作2SC1815,CAP 2,Res4,PS2-6PIN和LCD-8X2等元件。

2、用同样的方法建立一个“常用集成电路.SchLib”库,并在该库中分别制作AT89S51和LF347BN两个元件。

3、保存已绘制好的元件。

4、生成元器件报表。

5、将制作好的“混杂元器件.SchLib”和“常用集成电路.SchLib”两个元件库复制到安装目录中的库中。如:C:\Program Files\Altium Designer Winter 09\Library。

6、创建一个原理图文件,并安装自己所创建的两个元件库到当前的的库中,放置这两个库中的所有元器件。

7、具体的设计步骤参照教材。

四、注意事项 在绘制元器件时注意尺寸的把握,不要过大或过小。

五、思考题 简述使用菜单创建原理图元器件库的方法。

实验5PCB设计初步 一、实验目的 1、学会元件封装的放置 2、熟练掌握PCB绘图工具 3、熟悉手工布局、布线 二、实验内容 设计两级阻容耦合三极管放大电路的PCB图如图5所示。

图5 两级阻容耦合三极管放大电路的PCB图 三、实验步骤 1、启动Altium Designer 09,新建文件“两级阻容耦合三极管放大电路.PcbDoc”,进入PCB图编辑界面。

2、手动规划电路板尺寸为2980mil×1820mil。

3、装入PCB元件封装库C:\Program Files\Altium Designer Winter09\Library \Pcb\Miscellaneous.PcbLib。

4、放置元件封装及其他一些实体,并设置元件属性、调整元件位置。表5给出了该电路所需元件的封装形式、标号及所属元件库数据。

表 5 元件型号 元件样本 元件标号 所属元件库 CAP2 RB5-10.5 C1—C5 Miscellaneous.PcbLib Res2 AXIAL-0.4 R1—R10 Miscellaneous Devices.IntLib 2N3906 TO-92A V1、V2 Miscellaneous Devices.IntLib 5、按照电路原理图进行布线。

四、思考题 如何添加中间信号层和内部板层?如果想调整工作层的位置应如何操作? 实验6 PCB设计进阶 一、实验目的 1、了解PCB设计流程;

2、学会布线参数的设置;

3、熟练掌握PCB绘图工具;

4、熟悉自动布局、布线。

二、实验内容 直流稳压电源电路原理图和PCB图,如图6-1和图6-2所示 图6-1直流稳压电源电路原理图 图6-2 直流稳压电源电路PCB图 三、实验步骤 1、启动Altium Designer Winter 09,创建工程“直流稳压电源电路.PrjPCB”,并在该工程下创建一个原理图文件和PCB图文件,分别命名为:“直流稳压电源电路.SchDOC”和“直流稳压电源电路.PcbDOC” 2、按照图6-1绘制直流稳压电源电路原理图;

3、用手工或向导规划电路板的尺寸为50mm×40mm;

4、设置PCB工作层面和PCB工作参数。

5、设置布线规则,使用单面板设计直流稳压电源电路PCB图,采用插针式元件,最小安全距离为15mil,最小铜膜线走线宽度为20mil,可以参考图6-2;

6、用手工或自动布线,并手动调整布线和布线宽度;

7、在PCB板的底板放置姓名和学号,并将其镜像。

8、保存文件。

四、思考题 元件一般放置在哪一工作层内?对于双面印制板来说,需

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