印刷电路板课程设计报告模版.docx

1、印刷电路板课程设计报告模版设计报告书题目：姓 名_ _xxx_学 号_ xxxxxxxxxx_专业班级_xxxxxxxxxxxxxxxxxxx_一、设计目的1、熟练掌握Altium Designer绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法以及文件管理方法；2、熟练掌握用Altium Designer设计电子电路的基本步骤；3、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路原理图的基本流程与方法；4、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路PCB板的基本流程与方法。二、设计内容用Altium Designer软件绘制一个电路图。先绘制出电路原理图，然后进行电气规则检验，没有错误

2、后，生成元器件清单报表和网络表，然后载入网络表和元器件封装库生成印制电路板图，采用交互式布局方式调整元器件布局并查看3D布局，进一步自动布线和手工布线相结合调整电路板布线，最后完成电路板覆铜和DRC检测。电路设计内容，以下自选其一：1、 根据已学课程，如模电、数电、单片机等查找资料，自己确定原理图。但原理图不能过于简单，至少包含3个集成芯片，必须包含电容、电阻不少于8个，接插件若干，其他元器件根据所选电路自选。2、 完成一个51单片机最小系统（包括时钟电路、复位电路）及外围4*4矩阵键盘、4个独立按键、4位数码管、8个LED灯、1个蜂鸣器电路的设计。3、 设计一个6路抢答器，抢答器具有总控制允

3、许、复位、优先抢答判决、倒计时抢答、参赛选手编号显示等功能。三、设计要求1、设计报告简述设计原理和思路，根据需要可以给出电路结构框图（用方框图表示不同的功能模块，用带箭头的直线连接说明信号传输关系或控制关系）及各部分功能概述。2、设计数据库等文件均以学号+姓名拼写命名。3、原理图：图纸尺寸为A4或A3，认真填写标准形式标题栏，绘图规范、清晰明了，布局合理完整，避免头重脚轻。4、PCB图：电路板选型合理，要求各元件布局、电路板布线合理、紧凑、整齐美观。四、设计步骤1、本次实验的步骤根据自己设计的实际过程独立完成，步骤要简明、清楚。2、设计步骤中应包括一些主要设计规则参数的说明。3、为更方便和清晰

4、地说明某些操作或步骤，可采用截图的方式说明，但截图必须配有文字解释说明（注：不只是给图取个名字）。五、 设计结果以下截图和报表必须包括：1、 原理图截图2、 PCB板布线以及覆铜后的截图各一张（注意图纸背景和布线的颜色设置，方便输出打印）3、 PCB板的3D效果图4、 元器件清单、网络表、ERC报表。为更方便和清晰地说明某些操作或步骤，可选择其他截图。截图打印即可，但要清晰可见，每个截图下方用“五号宋体”注明截图的名称。六、设计心得 应具体、客观，真实地简述设计过程中的心得体会。一、 设计目的1、熟练掌握Altium Designer绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法以及文件管理方法；2

5、、熟练掌握用Altium Designer设计电子电路的基本步骤；3、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路原理图的基本流程与方法；4、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路PCB板的基本流程与方法。二、设计内容用Altium Designer软件绘制一个电路图。先绘制出电路原理图，然后进行电气规则检验，没有错误后，生成元器件清单报表和网络表，然后载入网络表和元器件封装库生成印制电路板图，采用交互式布局方式调整元器件布局并查看3D布局，进一步自动布线和手工布线相结合调整电路板布线，最后完成电路板覆铜和DRC检测。根据已学课程，如模电、数电、单片机等查找资料，自己确定

6、原理图。但原理图不能过于简单，至少包含3个集成芯片，必须包含电容、电阻不少于8个，接插件若干，其他元器件根据所选电路自选。三、设计要求1、设计原理和思路这是一个十分有趣的玩具童车电路，当它呼叫着警笛向前开去时，如果发现前面有障碍物，即刻自动倒车转弯，同时发出“倒车，请注意！”的声音。电路图所截的原理图所示，IC1为一体化红外发射接收头，内部由红外发光二极管发射红外线，光电三极管接收，构成光电耦合器。IC2为双时基集成电路，与R5、R6、C5组成一个振荡电路，振荡频率大约1.2MHz，通过IC2的引脚去驱动IC1中的红外发射二极管发出调制红外光线。红外线接收三极管与R1、R2、C1、VT1组成红

7、外线接受、光电转换和脉冲触发电路。IC2的另一时基电路与R4、C2组成延时电路。当合上开关S后，若小车前方无障碍，电源为各集成片供电，IC2的引脚未被触发，其引脚电平，继电器不动作，其常闭触点1-2接通，为IC3供电，使其扬声器BL1发出警笛声。同时，另一常闭触点4-5使电动机正转，小车前进。当它发现前面两厘米左右处有障碍物，红外线发射二极管发射的光线被障碍物反射，被红外线被接收三极管接收，并转换成电信号，经C1、R2送到三极管VT1的基极，使VT1导通，其集电极输出的低电平送到IC2的引脚，使触发延时电路工作，同时引脚发出高电平，继电器K动作，常开触点1-3、4-6闭合，IC4通电工作，扬声

8、器BL2发出“倒车请注意！”的警示音，电动机M反转，小车边后退边转弯（此部分为电动机驱动机械齿轮操作）；与此同时，电源经R4给C2充电，约5秒后，C2两端电压升至3.8V左右，延时过程结束，IC2的引脚又变为低电平，继电器K断电释放开关，其常闭触点又接通，恢复到初始状态。2、电路结构框图四、设计步骤1.启动Altium Designer 10软件；2.新建PCB工程。执行“文件”“新建”“工程”“PCB 工程”，产生一个PCB工程文件，默认名为“PCB_Project1.PrjPCB”的文件；单击右键，在弹出的菜单中选择“保存工程”命令，保存名为“201402084035zhuxuelin.P

9、rjPCB”工程文件；3.新建原理图编辑器。右击刚才新建的工程文件，在弹出的菜单中选择“给工程添加新的”“原理图”命令，即在刚才的工程文件底下产生一个原理图文件，默认名为“Sheet1.SchDoc”；右击该文件，在弹出的菜单中选择“保存”命令，保存名为“201402084035zhuxuelin.SchDoc”文件；4.配置工作环境。执行“设计”“文档选项”，打开“文档选项”对话框，设置标准类型为A4；方向为横向；显示标题块；显示边界；捕捉栅格和可视栅格设置为10，电气栅格设置为4；单位为英制单位系统；标题输入为“玩具童车电路”；其他默认；图 3-15.载入原理图库。打开“库”面板，单击“L

10、ibraries”按钮，弹出“可用库“对话框”，选择“已安装”选项卡，软件已默认安装“Miscellaneous Devices.IntLib”通用元件库和“Miscellaneous Connectors. IntLib”通用接插件库，关闭窗口。图 3-26.放置元器件。打开“库”面板，按所设计电路中的元器件依次在元件库中查找，分别放置到图纸上；若找电阻，在“库”面板的输入栏输入“res2”，则会立即出现电阻元件符号，单击“Place Res2”按钮，拖动鼠标到原理图编辑界面上，鼠标将变成十字形，并携带有电阻的符号，按“Tab”键弹出元器件的属性设置对话框，改名为“R1”，值为“1K”，完成

11、设置后单击“OK”，在原理图纸上合适的地方单击鼠标左键放置电阻；其他元器件操作方法一样；其中电容名称为“Cap”，二极管为“Diode”，电动机为“Motor”，三极管为“NPN”，红外线发射接收器为“Optoisolator”，继电器为“Relay-DPDT”，电池为“Battery”，扬声器为“Speaker”，开关为“SW-SPST”；7.绘制元器件库中没有的芯片。执行“文件”“新建”“库”“原理图库”命令，产生一个原理图元件库文件，右击该文件保存名为“IC2”，打开“SCH Library”面板，进行绘制在已有的原理图库中未找到的元器件符号；执行“放置”“矩形”命令，在设计区的第四象限

12、画一个芯片外形，然后再次单击“放置”菜单，选择“引脚”命令，在该矩形周围放置引脚，注意具有电气特性的一端朝外放置，按Tab键定义各引脚的属性和名称；绘制完成后，执行“工具”“重命名元器件”命令，改名为“NE566”，保存；点击“放置”按钮在原理图编辑器中合适的地方放好；图 3-3按此相同步骤分别绘制IC3、IC4电路集成片；8.元器件布局。将各个元器件进行手动布局，让原理图布局合理，整齐美观；图 3-49.原理图布线。单击工具栏的“放置线”按钮，光标变为十字形，中间有个灰色小叉号，将元器件与元器件用导线进行连接，需要注意的是一定要捕捉到电气节点再放置导线，当捕捉到电器节点时，小灰叉号变为大红叉

13、号。布线完成后（见截图 5-1 电路原理图）10.电气检测和调整。执行“工程”“Compile PCB Project 201402084035zhuxuelin.PrjPCB”命令，对原理图进行编译，查看编译信息面板，查看有无错误；没有错误；图 3-511.输出网络表文件。执行“设计”“工程的网络表”“Protel”命令，生成一个.NET网络表文件；图 3-612.输出报表文件。执行“报表”“Bill of Materials”命令，在元件报表对话框中选择模版“BOM Default Template 95.xlt”；选择添加到工程，点击输出；图 3-711.给所有原理图的元器件添加封装。双

14、击IC2，在元器件属性设置对话框中点击“Add”，在弹出的对话框中选择“Footprint”，确定后又出现一个对话框，点击“浏览”，查找“DIP”集成电路通用封装，选择14引脚的PCB封装；IC3选择8引脚PCB封装；IC4选择6引脚PCB封装；图 3-812.新建PCB文件。利用PCB生成向导制作电路板外形；选择“公制”；外形为“矩形”；板尺寸为160mm*100mm；切掉4个40.00mm*15.00mm的拐角；信号层为2，内电层为0；板主要部分选择“表面装配元件”；单面放置元件；给小车的车轮留下安装空间，并使电路板面积尽量最大；在板子的四周放置六个过孔，便于后来的小车外壳与电路板的结合安

15、装；单击菜单“设计”“层叠管理”命令，在弹出的“层堆栈管理器”对话框中设置为“双层板”；厚度为0.35mm；勾选“顶层绝缘体”和“底层绝缘体”复选框；完成后，保存名为“201402084035zhuxuelin.PcbDoc”文件；单击工程文件，将其添加到工程文件下；图 3-9图 3-10图 3-1113.导入网络表。执行“设计”“Update PCB Document 201402084035.PcbDoc”，弹出一个“工程更改顺序”对话框，单击“生效更改”，察看检测状态，没有问题后再单击“执行更改”，完成网络表的导入；图 3-1214.元件布局。完成网络表的导入后，开始进行元件的布局，将每

16、个元器件的封装放置在设计的电路板上；并在板子上的丝印层画出电池盒、车轮以及后轮驱动齿轮箱区域，以避免元器件与后期附件的安装发生冲突；图 3-1315.自动布线。设置自动布线规则，执行“设计”“规则”，打开“PCB规则及约束编辑器”对话框；打开“Electrical”电气规则选项卡下的“Clearance”安全间距规则，设置为0.5mm；“Short-Circuit”规则中不允许短路；打开“Routing”布线规则下的“Width”走线宽度规则，设置GND：Minimum1.5mm；Maximum2.5mm；Preferred2mm；VCC：Minimum1mm；Maximum2mm；Prefe

17、rred1.5 mm；普通导线：Minimum0.3mm；Maximum0.8mm；Preferred0.5mm；其他默认；设置完成后，执行“自动布线”“全部”命令，弹出一个对话框，点击“OK”，开始自动布线；对自动布局不太好的线进行手动调整；图 3-1416.查看3维电路板图。单击菜单栏中“查看”“切换到3维显示”命令，即可观察当前电路板的三维模型视图；从三维视图中可以看到该电路板成型后的样子；若想退出三维显示，则执行“查看”“切换到2维显示”命令，即可退出三维显示；图 3-1517.覆铜。执行“放置”“多边形覆铜”命令，弹出“多边形覆铜”对话框；包围焊盘宽度为“圆形”；孵化模式为“45”；

18、顶层覆铜，连接到电池组网络“Net-GB”；其他默认；对电路板进行覆铜；对顶层覆完铜后，再对底层进行覆铜；覆铜完成后（见截图 5-2 PCB板覆铜）五、设计结果（见下页截图）图5-1 电路原理图图5-2 PCB板布线图5-3 PCB板覆铜图5-4 PCB板3D效果图六、设计心得经过前面大实验的操作练习，就已经对Altium Designer软件的操作流程基本掌握，而后在写大实验报告的时候，又仔细地回顾的实验过程中操作软件的具体细节；当然，在写实验报告的时候，又遇到了许多问题，因为在做大实验时，对Altium Designer软件并不太熟悉，甚至对其中一些功能的使用根本不知道；虽然在课下也找时间

19、练习过Altium Designer软件，也认真地预习过大实验的基本内容，做了大实验的前几个部分题目，但是后面的PCB封装制作和PCB板的设计以及布线、覆铜方面的操作仅仅只是了解，并未认真操作过。在大实验中，前几个实验题目做的比较顺利，而在后面的实验操作时，就会经常出现停滞不前，毫无进展的状况；在经过询问老师，查阅资料和同学的帮助下，后面的几个实验操作在顿顿卡卡中总算是完成了；同时，在这其中也学到了许多知识和操作经验，对Altium Designer软件的操作流程有了一个较为系统的认识。在写实验报告的时候，把遇到的问题结合实验课上所学的知识，又在电脑上把当时未理解透彻和忽略的操作步骤又反复地练

20、习了很多遍，进一步强化了对Altium Designer软件的操作。所以在进行大作业的时候，就感觉很容易了；在选题方面，我认为设计内容一相对于内容二和内容三来说，选择方向广，思路多；而且之前在图书馆曾经接触过许多关于电子小制作的书，所以大体设计方向很快就定下了，接下来就是查找相关资料了。虽然设计内容一方向广，但限制的条件较多，比如电路中必须包含三个集成电路芯片，必须包含至少八个电阻和八个电容，因此一般的电子电路并不符合设计要求；在翻阅了大量的资料后，最终选定了“玩具童车电路”这个项目，其电路基本符合设计要求，而且这也是日常生活中比较常见的电子玩具。由于前面做了很多功课，所以在进行Altium Designer软件操作的时候就非常轻车熟路了；绘制原理图，设计元器件原理图符号，设计元器件封装，生成网络表和元器件清单，规划电路板的形状，布局布线以及覆铜，一气呵成，除了在找一些元器件符号的时候费了点儿时间以外，其他各种常用的功能操作掌握的都很熟练。经过本次印刷电路板设计的操作，我对该课程产生了很高的兴趣；在我们的生活中，到处都能看到电子电路板的影子，小到蓝牙耳机、手机充电器，大到电视机、智能机器人；其中最重要的元器件需要安装在电路板上，而电路板又要受到尺寸和形状的限制；所以，电路板的设计好坏在电子产品中起着关键的作用。