#《电子电路CAD》实验指导书.docx

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#《电子电路CAD》实验指导书

目　　录

实验一PROTELL软件的熟练使用…………………………………………..2

实验二利用PROTELL进行电路原理图的绘制……………………………3

实验三利用PROTELL进行印刷电路板图的绘制…………………………5

实验四利用PROTELL进行电路仿真……………………………………..7

实验五用EWB对模拟电路进行绘制与仿真分析………………………..9

实验六用EWB对数字电路进行仿真分析………………………………..10

实验七用CPLD的图形输入方式进行电路图的绘制与波形仿真…………..12

实验八用CPLD的VHDL语言进行电路图的绘制与波形仿真……………..13

实验九液晶显示设计实验………………………………………………….15

实验一PROTELL软件的熟练使用

1．实验目的

1）了解该软件的操作界面组成。

2）熟悉Protel99各菜单的功能和命令，熟练使用PROTELL软件

2、实验要求

1）熟悉其基本操作。

2）掌握零件库的挂卸和零件的查找等。

3）掌握元器件的导线连接及走线方式。

4）了解元器件的属性如何设置。

5）零器件的编辑

3、实验设备

计算机一台，PROTELL99以上级仿真软件一套装。

4、实验步骤与内容

1）设计文件打开、关闭、删除、恢复和改名。

2）SCH界面的启动和认识，熟悉SCH主菜单和主工具栏、画原理图工具栏等。

3）挂接卸载元器件库，主要挂接MiscellaneousDevices.ddb、ProtelDosSchematicLibraries.ddb、Sim.ddb等三个主要的零件库。

4）SCH环境参数及图纸设置。

主要设置图纸尺寸、栅格设置、打开／关闭“自动放置电气节点”功能等。

5）查找零件、取用零件与零件操作。

用三种方法进行零件的查找，比较他们的不同；找到零件后，通过旋转和翻转来放置零件；放置零件后，对零件的操作包括属性,连续放置相同的器件,序号递增;在放置小的集成芯片时,如SN7400IC里含有四个与非门,　如何放置第一个单位零件或第二个单位零件等其他的零件.

6）放置一个零件后,对零件进行操作,包括图件的点取、选取、复制和剪贴、删除等等操作命令的熟练掌握。

7）放置零件后，应将所有的零件连接起来。

在连线的时候特别要注意的是连接线路所用的具有电气特性的导线，而不是一般线条，其次就是连接时，应将器件的接脚的端点连接起来。

连接线路的命令是placewire或用工具按钮，导线的走线模式有五种，可以通过空格键来选择不同的走线模式，同时还能通过改变导线的属性来选择不同宽度和不同颜色的导线。

8）根据电路的特点，在两根导线产交叉处有两种可能，一种是在此有节点，一种是在此没有实际的交叉，因此就应该在此处放置或取消节点。

９）在电路基本绘制完后，应该放置电源符号与接地符号。

通过命令placepowerport来放置电源或接地符号。

10）对线路的文字叙述，则是通过放置及编辑网络名称来实现的。

命令是placenetlabel.放置形式同放置元件一样。

11）选用一零件进行零器件的编辑,或是新做一个零器件,并对其进行属性设定.

４、预习要求

1）认真复习知识要点所述内容。

2）熟悉软件的界面内容，以备上机时加快软件的熟练程度。

3）基本了解元器件属性字段的意思。

５、思考题

1）在放置电源或接地时，它们是同一个命令，该如何选择是放置电源或接地。

2）在使用复合包装芯片时，该如何使用芯片里的单位零件。

3）元器件的旋转和翻转分别通过什么功能键来实现。

4）编辑一个新零件的步骤。

实验二利用PROTELL进行电路原理图的绘制

１、实验目的

1）学会用Protell99软件绘制电路原理图。

2）了解数字电路的综合应用，包括振荡电路，计数器，译码器，显示电路等。

２、实验要求

１）按如图所示绘制八路彩灯循环控制电路。

（也可以别选其他的电路）

２）熟练掌握protell99原理图的绘制。

３）熟练掌握protell99各元件参数的设置。

４）熟练掌握protell99网络表的形成。

３、实验设备

计算机一台，PROTELL99以上级仿真软件一套装。

４、实验步骤

1）打开Client99se应用程序；

2）新建一个设计文件：

在文件菜单中选择新建设计，从所出现的对话框中设置文件路径（e:

\dudebing）；

3）在新件文件中选择文件类型：

在文件菜单中选择新建文件，从所出现的对话框中选择所要求的文件类型（SchematicDocument）；

4）在设计菜单中选择添加/删除元件库，在所出现的对话框中选择元件库文件（MiscellaneousDevices）;

5）参照图２－１八路彩灯循环显示控制电路进行绘制，图如下所示；

6）进行电气规则检查（ERC检查）；

7）保存文件，退出程序。

５、预习要求

1）理解图所示电路的工作原理。

2）统计图所示电路的元件种类和个数。

3）在设置属性时，应如何为印刷电路板的设计做准备。

６、思考题

１）在绘制电路图的过程中，生成网络表出现错误时，检查是图中NE555的管脚错误，我们该如何解决。

２）在设置元器件的属性时，应设置哪能些参数，特别是对元器件外形封装类型的选择该如何设置。

３）在设计中，如何产生元器件的明细报表，并在实验报告中列出。

　　　　　　　　　２－１　八路彩灯循环显示控制电路

实验三利用PROTELL进行印刷电路板图的绘制

１、实验目的

１）学会用Protell99软件通过电路原理图产生的网络表绘制印刷电路板图。

２）通过对网络表的检查，如何从网络表的错误返回到SCH中对原理图进行修改。

２、实验要求

１）熟练掌握protell99印刷电路板图的绘制。

（八路彩灯循环显示控制电路的电路板图或其他的电路板图）

２）熟练掌握protell99各元件的封装的设置。

３）熟练掌握protell99自动布线。

４）熟练掌握protell99手动改线。

３、实验设备

计算机一台，PROTELL99以上级仿真软件一套装。

４、实验步骤

１）先使用SCH设计电路图，确定元件排序没有问题、元件封装（footprint）也都定义了，再通过程序所提供的ERC检查。

２）利用SCH所提供的creatnetlist功能产生网络表，同时也暂时结束了SCH的任务。

３）进行PCB编辑器，首先定义板框，也就是板子的大小、板层数与形状。

可利用程序所提供的板框向导，或切换到keepoutlayer板层，以place

track命令，自行绘制板框。

４）加载网络表（可利用designnetlist…命令），网络表（或电路图）如果错误，或接口上的问题，也将在此阶段中出现。

而产生错误时，也可以根据错误所在，回到SCH修改电路图，重头再来。

５）布置元件，这项工作是电路板设计中最基础的工作，也是最麻烦的事。

６）定义设计规则、自动布线庙宇及自动布线，如有末完成，则改以手工修改。

７）完成布线后，就存盘及输出。

５、预习要求

１）预习板框和板层的设计

２）熟习布线规则的定义以及如何排列元器件。

３）熟习PCB环设计境以及如何建立设计文件。

６、思考题

１）在设计规则中分别定义双面板和单面板两种方式，进行布线。

２）在绘制电路板图时，如果有三极管或二极管等器件时，该如何在网络表中作修改。

３）在实验报告中列出网络表文件，列出布线规则的定义。

参照下图３－１所示的电路板图。

（单面板走线）

　　　　　　　　　３－１　八路彩灯循环显示控制电路印刷电路板图

实验四利用PROTELL进行电路仿真

１、实验目的

１）加深对共射极放大电路输入、输出特性的理解。

２）熟练掌握电路仿真的应用。

２、实验要求

１）学习静态工作点的测量和调试方法。

２）熟练掌握protell99原理图的绘制。

３）熟练掌握protell99仿真参数的设置。

４）观察Ｒb1、Rb2、Ｒc对静态工作点及交流放大特性的影响。

３、实验设备

计算机一台，PROTELL99以上级仿真软件一套装。

４、实验步骤

１）编辑电路原理图（如图所示４－１）在仿真操作前，先建立原理图文件。

在编辑过程中，电路图中所有元件的电气图形符号一律取自“DesignExplorer99/Library/Sch”文件夹下的Sim.ddb仿真测试用元件电气图形符号数据库文件包内相应的元件库文件；

２）选择仿真方法和设置仿真方法和设置仿真参数：

在原理图编辑窗口内，单击“Simulate”菜单下的“setup….”命令进入“AnalysesSetup”仿真设置窗口，选择仿真方式及仿真参数。

Protell99提供了11种仿真方式。

３）选择仿真分析方式。

４）选择计算及要立即观察的信号。

选择仿真过程需要计算的信号类型；选择仿真后可立即观察到的信号；设置仿真参数并执行仿真操作；启动仿真计算过程。

５）将仿真得出的数据和波形记下，并分析实验结果的正确性。

５、预习要求

１）预习仿真参数的设定。

２）预习所提供的仿真方式，我们应采用哪能种仿真方式。

６、思考题

１）在仿真计算过程中，当发现设定的仿真方式或参数不正确时，该如何处理。

仿真电路图如图所示４－１

２）在实验报告中，包含电路原理图和仿真波形图，还要列出仿真参数的仿真方式的选择。

　　　　　　　　　４－１　共射极及大电路图

实验五用EWB对模拟电路进行绘制与仿真分析

１、实验目的

1）加深对共发射极基本放大电路特性的理解。

2）熟练掌握EWB的零件库和电源信号库。

3）熟练掌握EWB的模拟虚拟仪器的参数设置和调试使用方法。

4）熟练掌握EWB的对模拟电路的各种分析方法。

２、实验设备

计算机一台， EWB5.0以上版本的仿真软件一套。

３、实验内容和要求

1）用EWB仿真软件绘制如图５－１所示的电路图。

2）学习静态工作点q的测量和调试方法。

3）观察Rc和Rb1对静态工作点及交流放大特性的影响。

４、实验步骤与分析

１）连线如图５－１所示电路图线后，双击信号发生器图标，将面板图中的频率改为1KHZ，关闭该面板图。

双击示波器图标，打开示波器，启动电源开关，用示波器观察输出波形，发现有什么现象？

是什么失真？

失真的程度如何？

　２）用万用表测试静态工作点，并计算相应的理论值，将结果填入表中，并分析静态工作点的设置是否正常？

　　　　　　　　　表５－１　静态工作点

IB

IC

UCE

测量值

理论值

　３）调节电阻Rb和Rc可改变静态工作点的设置，进而改变放大器的动态范围，可风输出信号的大小发生了变化，放大倍数变小了。

４）当Rb1=60KΩ和Rc=3KΩ时，调节输入信号大小，观察输出信号的变化情况。

５、实验思考题

１）在绘制电路时，器件的连线该如何处理。

２）在仿真过程中，函数发生器和滤波器的参数有哪些设置？

３）在仿真过程中，滤波器的调试是否与实验室的调试过程一样？

　　　　　　　图５－１　共射极基本放大电路

实验六用EWB对数字电路进行仿真分析

１、实验目的

１）掌握对彩灯循环显示控制电路原理的理解。

２）熟练掌握EWB的数字器件和模数器件的取用。

３）熟练掌握EWB的数字虚拟仪器的参数设置和调试使用方法。

４）熟练掌握EWB的对数字电路电路的仿真分析过程。

２、实验设备

计算机一台， EWB5.0以上版本的仿真软件一套。

３、实验内容和要求

１）用EWB仿真软件绘制如图６－１所示的电路图。

２）掌握7490计算器和138译码器的工作原理及使用方法，并通过按Ｆ1键，了解其管脚的分配情况及其工作原理。

４、实验步骤与分析

1）连线如图６－１所示电路图。

该电路由555定时器、7490计数器和138译码器组成。

7490计数器的时钟信号由555振荡器电路提供，改变555的振荡频率，即可改变计数器的计数快慢，即可控制彩灯闪烁的快慢。

计数器输出端作138译码器输入信号，计数器输出不同的数据，即可控制138译码器译码得到８种不同的输出，控制彩灯的循环变化。

　　　　　　　　　　　　图６－１　８路彩灯输出的彩灯循环控制电路

２）运行该电路观察发光二极管的闪烁情况。

３）改变555的振荡器频率，重新运行电路，观察发光二极管的闪烁有何变化。

４）修改电路，使其彩灯有16路输出，且彩灯的闪烁无规则变化。

５）给电路添加复位控制，复位按钮闭合彩灯输出，复位按钮断开彩灯熄灭。

实验七用CPLD的图形输入方式进行电路图的绘制与波形仿真

１、实验目的

１）学习在MAX+PLUS２下设计简单逻辑电路与功能仿真的方法。

２）掌握CPLD软件开发系统MAX+PLUS2操作技巧。

３）掌握在MAX+PLUS２中绘制逻辑电路的零件的查找。

４）熟练掌握MAX+PLUS２中逻辑电路的设计过程。

２、实验设备

１）计算机一台， CPLD软件开发系统MAX+PLUS２10.0版本的仿真软件一套。

２）EDA仿真实验箱一台

３、实验内容和要求

１）用MAX+PLUS２仿真软件绘制如图７－１所示的电路图。

２）对图形进行项目编译和项目校验，在项目校验中，进行功能仿真、时序仿真；在进行时序分析时，判断输入输出间的延迟。

３）进行项目编程，将设计的项目下载／配置到所选择的器件中去，在EDA仿真实验箱中连线观察实验结果。

　　　　　　　图７－１　BCD译码器电路

４、实验思考题

１）比较PROTELL、EWB、CPLD三种仿真软件，它们各有什么不同？

２）在进行电路绘制完成后，必需进行什么引脚设置才能进行项目编译

３）在进行时序仿真中，叙述其步骤？

４）在进行项目检验时，将选择哪种目标器件并写出各管脚锁定的管脚号。

５、实验报告要求

1）实验报告中包含有电路图，和时序仿真的波形图，并写出参数。

2）报告中包含有管脚分配图。

3）在EDA仿真实验箱中，该如何接线，并对结果进行分析。

实验八用CPLD的VHDL语言进行电路图的绘制与波形仿真

１、实验目的

１）学习用VHDL硬件描述语言进行电路与功能仿真的方法。

２）掌握混合设计输入的方法。

３）掌握在MAX+PLUS２中顶层设计文件中如何取用VHDL实现的功能器件。

４）熟练掌握下载／配置器件过程，并能在EDA实验箱中观察实验结果。

２、实验设备

１）计算机一台， CPLD软件开发系统MAX+PLUS２10.0版本的仿真软件一套。

２）EDA仿真实验箱一台

３、实验内容和要求

１）用VHDL硬件描述语言设计如图７－１所示的电路图。

２）取用由语言设计生成的器件，并对其进行项目编译和项目校验，在项目校验中，进行功能仿真、时序仿真；在进行时序分析时，判断输入输出间的延迟。

３）进行项目编程，将设计的项目下载／配置到所选择的器件中去，在EDA仿真实验箱中连线观察实验结果。

４、实验思考题

１）在进行语言设计中，VHDL语言程序基本结构包括哪些？

２）在本语言设计中，实体名称是什么？

５、实验报告要求

1）实验报告中包含有顶层文件（*.gdf）,时序仿真的波形图，并写出参数。

2）报告中附有BCD译码器的硬件语言描述程序（*.vhd）

３）报告中包含有管脚分配图。

４）在EDA仿真实验箱中，该如何接线，并对结果进行分析。

实验九液晶显示设计实验

一、实验目的：

1、了解液晶显示模块的工作原理。

2、熟悉在控制系统中握手信号的作用。

3、掌握LPM-ROM模块的使用方法。

二、实验要求：

设计并实现一个128*32的汉字图形液晶显示器的控制器，要求：

能够显示几个液晶模块字库中的汉字和ASIC字符

能够显示一个简单的图形（选做）

三、硬件要求：

4、主芯片EPF1OK10L84-4。

5、可变时钟源。

6、液晶显示器

7、一位拨码开关。

四、实验预习：

1、对于实验仪器上所使用的液晶模块使用说明请参看实验仪器附录。

整个模块共有两个单元电路组成是控制器和存储器。

2、控制器用来产生液晶模块所需的REQ和存储器地址信号。

当BUSY信号有效时（BUSY=‘1’），停止输出地址；当液晶模块处于空闲状态（BUSY=‘0’）时，送地址信号，等待BUSY变为‘1’。

当BUSY=‘1’时，使REQ=‘0’，并送出DOU[7..0]信号，数据传送结束。

3、存储器主要用来存储液晶模块的命令，在同步时钟的作用下，数据同步输出。

该存储器可为ROM型，也可以为RAM型。

当为ROM型时，其显示模式及显示数据不可变，即只能显示固定的信息；为ROM型时，其显示模块及数据可根据需要任意配置，即可显示出更为灵活及复杂的信息，如实时的波形显示器等。

LPM　ROM

具体设置:

Used:

address[LPM-WIDTHAD-1….0]；q[LPM-WIDTH-1..0]

Unused；其他

参数值：

LPM-ADDRESS-CONTROL：

“UNREGISTERED”

LPM-FILE：

“MULTI4。

MLF”

LPM-NUMWORDS：

256存储单元数

LPM-WIDTH：

8数据线宽度

LPM-WIDTHAD：

8地址线宽度

在LPM-ROM时，一定要设计地址宽度和数据宽度。

4、对所要显示的汉字在仪器说明书中查出区位编码，并记下，以便在程序中使用。

5、预习EDA实验箱说明书上的液晶显示器的原理及引脚接线。

五、实验内容：

1）使用VHDL语言编写程序并观看结果。

2）分析该测试程序，编写出可以显示自己名字或图形的程序，下载验证。

3）根据所编的程序进行芯片下载，对芯片进行连线。

4）CLK接64HZ时钟，BUSY，REQ，DOU[7..0]分别接液晶显示模块所对应的节点，CLR接一拨码开关，低电平有效。

六、实验报告要求：

1）利用仿真波形详细说明液晶控制时序的产生原理；

2）叙述LPM-ROM模块使用时的注意事项。

3）例出VHDL语言源程序，并附顶层文件。

电子电路CAD设计性实验报告书

姓名班级学号

指导老师日期

实验项目名称

一、实验目的

二、实验要求

三、实验内容

四、实验结果：

1、实验中显示的汉字字符：

2、顶层文件图形：

（可附在后面）

3、VHDL源程序（附在后面）

4、利用仿真波形详细说明液晶控制时序的产生原理；

5、叙述LPM-ROM模块使用时的注意事项。

批阅人成绩日期

电子电路CAD实验预习报告

班级学号姓名

成绩教师日期

实验题目

一、实验目的：

二、实验步骤：

三、实验预习内容：

电子电路CAD实验报告

班级学号姓名

成绩教师日期

实验题目

一、实验目的：

二、实验仪器

三、实验内容及要求：

四、实验步骤

五、实验思考题：

六、实验体会或总结