电子线路CAD实验指导书第4版.docx
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电子线路CAD实验指导书第4版
实验一单管放大电路原理图设计
一、实验目的
1.学习工程文件的建立，掌握用工程文件管理原理图文件。
2.熟悉绘制电路原理图的基本步骤。
3.掌握绘制电路图工具（WiringTools）的基本操作。
4.学会原理图元件库的添加及元件的查找方法。
5.学会对电路原理图文件进行管理，掌握原理图文件的打开、存盘、退出等基本操作。
二、实验内容
1.建立工程文件并取名为单管放大电路.PrjPCB。
2.新建原理图文件，设置图纸样本：
采用标准型标题栏的水平放置的A4号图纸，并起文件名为单管放大电路.SchDOC。
3.利用绘制电路图工具（WiringTools）的基本操作，绘制原理图，练习一些常用快捷键的操作。
4.通过编译检查原理图中的错误，并对其进行修改。
实验二皮尔斯电路原理图设计
一、实验目的
1.学习工程文件的建立，掌握用工程文件管理原理图文件。
2.熟悉绘制电路原理图的基本步骤。
3.掌握绘制电路图工具（WiringTools）的基本操作。
4.学会原理图元件库的添加及元件的查找方法。
5.学会对电路原理图文件进行管理，掌握原理图文件的打开、存盘、退出等基本操作。
二、实验内容
1.建立工程文件并取名为皮尔斯电路.PrjPCB。
2.新建原理图文件，设置图纸样本：
采用标准型标题栏的水平放置的A4号图纸，并起文件名为皮尔斯电路.SchDOC。
3.利用绘制电路图工具（WiringTools）的基本操作，绘制原理图。
4.通过编译检查原理图中的错误，并对其进行修改。
实验三电脑时控开关控制板原理图设计
一、实验目的
1.学习工程文件的建立，掌握用工程文件管理原理图文件。
2.熟悉绘制电路原理图的基本步骤。
3.掌握绘制电路图工具（WiringTools）的基本操作。
4.学会原理图元件库的添加及元件的查找方法。
5.学会对电路原理图文件进行管理，掌握原理图文件的打开、存盘、退出等基本操作。
二、实验内容
1.建立工程文件并取名为电脑时控开关控制板.PrjPCB。
2.新建原理图文件，设置图纸样本：
采用标准型标题栏的水平放置的A4号图纸，并起文件名为电脑时控开关控制板.SchDOC。
3.利用绘制电路图工具（WiringTools）的基本操作，绘制原理图。
4.通过编译检查原理图中的错误，并对其进行修改。
实验四单片机最小系统层次原理图设计
一、实验目的
1.掌握层次式电路原理图绘制的基本步骤。
2.学会工程文件的建立。
3.掌握总线与总线分支的放置方法。
4.掌握由电路原理图文件（Sheet）建立方块电路符号（Symbol），和由方块电路符号（Symbol）建立电路原理图文件（Sheet）的基本步骤。
二、实验内容
1.将单片机最小系统原理图拆分成四个功能模块（CPU功能模块、MEMORY功能模块、CLK功能模块、RESET功能模块），如图4-1中虚线所示。
2.将各个功能模块制作成带I/O端口的电路原理图。
3.由这些原理图（Sheet）产生各自的方块电路符号。
4.制作工程文件，把这些方块电路符号通过相关的电气连接而成为工程文件。
图4-1单片机最小系统总图
实验五原理图元件的制作
一、实验目的
1.掌握原理图符号库的基本结构及设计的基本步骤。
2.学会原理图符号库的建立方法。
3.掌握原理图符号库的维护及使用。
二、实验内容
1.新建一个原理图元件库，元件库名称定为51CHIP.SCHLIB，将本实验中要建立的几个原理图零件都集成在该库中。
2.HD7279串行接口8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片的设计
（1）HD7279芯片管脚名称、管脚号及其性能描述
管脚名称
管脚号
描述
VDD
1，2
正电源
NC
3，5
无连接，必须悬空
VSS
4
接地
CS
6
片选输入端，此引脚为低电平时，可向芯片发送指令及读取键盘数据
CLK
7
同步时钟输入端，向芯片发送数据及读取键盘数据时，此引脚电平上升沿表示数据有效
DATA
8
串行数据输入/输出端，当芯片接收指令时，此引脚为输入端，当读取键盘数据时，此引脚在“读”指令最后一个时钟的下降沿变为输出端
KEY
9
按键有效输出端，平时为高电平，当检测到有效按键时，此引脚变为低电平
SG-SA
10—16
段g——段a驱动输出
DP
17
小数点驱动输出
DIG0-DIG7
18—25
数字0——数字7驱动输出
CLKO
26
振荡输出端
RC
27
RC振荡器连接端
RESET
28
复位端
（2）HD7279芯片模型
（3）说明：
该器件模型宽100mil，高150mil，共28个管脚，管脚长度30mil，模型如图5.1所示。
图5.1HD7279原理图元件模型
3.PCF8563实时时钟日历芯片的设计
（1）PCF8563芯片管脚名称、管脚号及其性能描述
管脚名称
管脚号
描述
OSCI
1
Oscillatorinput
OSCO
2
Oscillatoroutput
INT
3
Interruptoutput（open-drain；activeLOW）
VSS
4
Ground
SDA
5
SerialdataI/O
SCL
6
Serialclockinput
CLKOUT
7
Clockoutput（open-drain）
VDD
8
Positivesupply
（2）PCF8563芯片模型
（3）说明：
该器件模型宽80mil，高50mil，共8个管脚，管脚长度20mil，具体模型如图5.2所示。
图5.2PCF8563原理图元件模型
4.X5043/X5045
（1）X5043/X5045芯片管脚名称、管脚号及其性能描述
管脚名称
管脚号
描述
CS/WDI
1
ChipSelectInput
SO
2
SerialOutput
WP
3
WriteProtectInput
VSS
4
Ground
SI
5
SerialInput
SCK
6
SerialClockInput
RESET
7
ResetOutput
VCC
8
SupplyVoltage
（2）X5043/X5045芯片模型
（3）说明：
该器件模型宽80mil，高50mil，共8个管脚，管脚长度20mil，具体模型如图5.3所示。
图5.3X5045原理图元件模型
实验六有源滤波器电路仿真
一、实验目的
1.了解电路仿真的定义，掌握电路仿真的基本步骤。
2.掌握常用仿真元件与激励源的参数设置方法。
3.学会在电路仿真原理图中放置电路仿真节点。
4.学会使用静态工作点分析、瞬态分析及交流小信号分析等仿真方法进行电路仿真。
二、实验内容
1.如图所示为一有源滤波器电路。
该电路中，运算放大器U1A为LM324N，周期脉冲电压源V1的幅值为1V，周期为1ms的方波；直流电压源V2、V3的幅值分别为+12V和-12V。
2.建立工程项目和原理图文件，以有源滤波器为文件名。
3.绘制仿真电路图。
4.用瞬态分析方法对其进行研究，显示输入/输出信号的波形。
5.用交流小信号分析方法研究系统的幅频特性。
6.根据系统的幅频特性，说明输出信号与输入信号波形的关系，说明该滤波器的类型。
7.如果将周期脉冲电压源V1的波形改为正弦波，研究输出信号与输入信号波形的相位关系。
实验七PCB元件的制作
一、实验目的
1.了解PCB元件的基本知识。
2.掌握PCB元件库的建立及ProtelPCB元件编辑器的基本操作。
3.学会利用PCB元件的制作向导设计PCB元件。
根据元件的外形，学会利用手工制作PCB元件。
二、实验内容
现有一只称为SOT-23的封装形式，外形如图7-1所示，具体结构及参数如图7-2所示，试制作该封装形式。
图7-1SOT-23的外形
图7-2SOT-23的结构及数据表
实验八单面印刷线路板设计
一、实验目的
1.熟悉简单原理图的制作过程。
2.掌握单面电路板的设计方法。
二、实验内容
1.设计如图所示的简单原理图，选择合适的元器件封装形式，并生成网络表。
2.规划单面电路板，装入该原理图的元件和网络表。
3.使用Protel程序对该图的元件自动布局并进行手工调整布局。
4.使用Protel程序对布局好的元件进行自动布线并进行手工调整布线。
三、实验原理简述
印制电路板（PCB）设计是Protel电子设计软件的一个重要部分，许多工业产品和家用电器都使用了印刷电路板，所以作为一个电子产品的设计，印制电路板的设计就显得至关重要了。
印制电路板有单面、双面和多层之分，单面印制电路板只适用于较简单的电路，而双面印制电路板适用于较复杂的电路，多层板适用于复杂电路。
要设计一块非常优秀的印制电路板，要考虑许多因数，如布局、布线、抗干扰、发热多的元件的布局、体积大的元件的布局、插座的布局、数模电路混合的板子的布局、电源线与地线的处理、高频电路板的布局等等。
而在较短实验时间内，大家不可能考虑那么周全，但要求大家尽可能的多考虑各方面的因素，一些主要的设计规则和主要事项，还是必须要掌握的。
四、实验基本步骤
1、设计原理图并准备网络表。
2、在PCB界面下设定当前工作层为禁止布线层，并在此工作层面上规划矩形（100mm*80mm）电路板。
实验九双面印刷线路板设计1
一、实验目的
1.熟悉简单原理图的制作过程。
2.掌握双面电路板的设计方法，比较单面板与双面设计的异同。
二、实验内容
1.设计如图所示的简单原理图，并生成网络表。
2.规划双面电路板，装入该原理图的元件和网络表。
3.使用Protel程序对该图的元件自动布局并进行手工调整布局。
4.使用Protel程序对布局好的元件进行自动布线并进行手工调整布线。
三、实验原理简述
根据给出的电路图，设计双面板一块。
设计的注意事项与关键环节同上一实验类似。
主要区别在于：
跟单面板比较，对于稍复杂的电路，因单面板布线受限于一面之内，有些线可能布不通，或布线效果不理想，此时可考虑采用双面板设计；双面板使用两面布线（TopLayer和BottomLayer），而单面板只使用一面布线（BottomLayer）；双面板中可能有过孔存在，而单面板中没有过孔存在；双面板的布通率通常要比单面板的布通率要高，走线更方便；但就机械加工成本来看，双面板的制作费用高于单面板。
在实际工程中，到底是使用几层板，要看具体情况。
四、实验基本步骤
1.设计原理图并准备网络表。
2.在PCB界面下设定当前工作层为禁止布线层，并在此工作层面上规划矩形（80mm*60mm）电路板。
实验十双面印刷线路板设计2
一、实验目的
1.熟悉简单原理图的制作过程。
2.掌握双面电路板的设计方法。
二、实验内容
1.设计如图所示的简单原理图，并生成网络表。
2.规划双面电路板。
3.装入该原理图的元件和网络表。
4.使用Protel程序对该图的元件自动布局并进行手工调整布局。
5.使用Protel程序对布局好的元件进行自动布线并进行手工调整布线。
6.输出打印所需印刷线路板的各层的电路图样。
7.所有图纸设为A4大小。
三、实验基本步骤
1.设计原理图并准备网络表（注意一定要输入元件的封装形式）。
2.在PCB界面下设定当前工作层为禁止布线层，并在此工作层面上规划矩形（80mm*60mm）电路板。
实验十一双面印刷线路板设计3
一、实验目的
1.熟悉简单原理图的制作过程。
2.掌握双面电路板的设计方法。
二、实验内容
1.设计如图所示的简单原理图，并生成网络表。
2.规划双面电路板。
3.装入该原理图的元件和网络表。
4.使用Protel程序对该图的元件自动布局并进行手工调整布局。
5.使用Protel程序对布局好的元件进行自动布线并进行手工调整布线。
6.输出打印所需印刷线路板的各层的电路图样。
7.所有图纸设为A4大小。
三、实验基本步骤
1.设计原理图并准备网络表（注意一定要输入元件的封装形式）。
2.在PCB界面下设定当前工作层为禁止布线层，并在此工作层面上规划矩形（80mm*60mm）电路板。
实验十二51单片机最小系统线路板设计
一、实验目的
1.熟悉51系列单片机最小系统原理图的制作过程。
2.掌握较为复杂的双面电路板的设计方法。
3.设计51系列单片机最小系统双面印刷线路板。
二、实验内容
1.设计如图所示的51系列单片机最小系统原理图，并生成网络表。
2.规划双面电路板。
3.装入该原理图的元件和网络表。
4.使用Protel对该原理图的元件自动布局并进行手工调整布局。
5.使用Protel对布局好的元件进行自动布线并进行手工调整布线。
6.进行电气规则检查和设计规则检查。
7.对印刷线路板进行补泪滴。
7.输出打印所需印刷线路板的各层的电路图样。
三、实验基本步骤
1.原理图设计、编译并生成网络表（注意一定要输入并修改元件的封装形式）。
2.印刷线路板规划设计：
在PCB界面下设定当前工作层为禁止布线层，并在此工作层面上规划矩形（150mm*100mm）电路板。
3.部分元件的原理图元件模型可调用实验五设计的51CHIP.LIB元件库。
4.布线规则：
所有正负电源线、模拟地数字地线布线采用0.5mm宽；信号线采用默认的0.254mm。
5.提示：
（1）元件P89C51的Footprint采用SOT129-1，HD7279的Footprint采用DIP28W，X5045、PCF8563的Footprint采用DIP-8，MAX232N的Footprint采用N016，DConnector9的Footprint采用DSUB1.385-2H9，TLC542的Footprint采用DIP-20。
（2）接插件Footprint为：
JP1-JP4、JP6-JP9：
选择HDR1Xn，其中n为引脚数，如JP1的引脚数为3个，则Footprint可选择HDR1X3。
JP5的Footprint为DSUB1.385-2H9。
（2）电阻排R1、R2、R19的Footprint为HDR1X9。
（3）电阻的Footprint可选择AXIAL0.4，电位器为VR5。
（4）无极性电容的Footprint可选择RAD-0.2，电解电容的Footprint可选择RB5-10.5。
实验十三凌阳单片机最小系统线路板设计
一、实验目的
1.熟悉凌阳单片机最小系统原理图的制作过程。
2.掌握较为复杂的双面电路板的设计方法。
3.设计凌阳单片机最小系统双面印刷线路板。
二、实验内容
1.设计如图所示的凌阳单片机最小系统原理图，并生成网络表。
2.规划双面电路板。
3.装入该原理图的元件和网络表。
4.使用Protel对该图的元件自动布局并进行手工调整布局。
5.使用Protel对布局好的元件进行自动布线并进行手工调整布线。
6.对印刷线路板进行补泪滴和覆铜设置。
7.输出打印所需印刷线路板的各层的电路图样。
三、实验基本步骤
1.设计原理图并准备网络表（注意一定要输入元件的封装形式）。
2.印刷线路板规划设计：
在PCB界面下设定当前工作层为禁止布线层，并在此工作层面上规划矩形（5000mil*4000mil）电路板。
3.部分元件的原理图元件模型可自己设计元件库。
4.布线规则：
所有正负电源线、模拟地、数字地线布线采用0.5mm宽；信号线采用默认的0.254mm。
5.提示：
（1）接插件Footprint可选择HDR1Xn，其中n为引脚数，如JP1的引脚数为3个，则Footprint可选择HDR1X3。
（2）电阻的Footprint可选择AXIAL0.4，电位器为VR5。
（3）无极性电容的Footprint可选择RAD-0.2，电解电容的Footprint可选择RB5-10.5。
（4）按键S1-S4的封装形式可选择HDR2X2。
（5）发光二极管D1-D2的封装形式可选择LED-1。
（6）Mic2扬声器X1的封装形式可选择PIN2。
（7）U1（SPCE061A）的封装形式可选择PLCC84。
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