片機流水燈的設計與制作-文庫吧

【正文】 地方便了對元件的 管理。 以電阻元件為例具體操作方法如下： （ 1）用鼠標左鍵雙擊一個電阻元件，打開其屬性對話框。 （ 2）單擊右下角的 Global按鈕，打開全局編輯對話框，如圖 312所示。在 Attributes To Match By（匹配屬性）選項組的 Lib Ref文本框中輸入“ RES2”，同時將 Selection選項選為 Same，表示對所有選中的 Lib Ref為RES2的電阻元件進行修改，然后在 Copy Attributes（復制屬性）選項組中將 Designator改為“ R20?”，表示電阻元件的編號都以“ 20”開頭，單擊 OK按鈕，彈出如圖 313所示的確認對話框，單擊 Yes按鈕確認，則所有電阻的編號都變成了“ R20?”。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 312 全局編輯對話框 圖 313 自動編號確認對話框 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 3）執行菜單命令“ Tools→Annotate” ， 所有“ R20?”中的“ ?”由自動編號功能進行設置。這樣電阻陣列的編號就變成了“ R201~R208”，如圖 314所示。 R 2 0 11KR 2 0 21KR 2 0 31KR 2 0 41KR 2 0 51KR 2 0 61KR 2 0 71KR 2 0 81K+ 5 V圖 314 調整后的電阻陣列自動編號 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 4）對電容元件和發光二極管等元件也可以做類似的調整，調整后的電路如圖 315所示。 D 2 0 3L E DD 2 0 4L E DD 2 0 5L E DD 2 0 6L E DD 2 0 7L E DD 2 0 2L E DD 2 0 8L E DR 2 0 11KR 2 0 21KR 2 0 31KR 2 0 41KR 2 0 51KR 2 0 61KR 2 0 71KD1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0D 2 0 1L E DR 2 0 81K圖 315 調整后的發光二極管自動編號 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 任務 單片機流水燈的 PCB設計 印制電路板設計流程如圖 316所示。 準備工作 繪制電路圖 規劃電路板 設置參數 裝入網絡表及元件庫封裝 元件的布局 自動布線 手工調整 文件保存及輸出 圖 316 印制電路板設計流程圖 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 印制電路板設計步驟的具體要求： 1）繪制電路圖，主要是原理圖和網絡表。 2）規劃電路板大小尺寸、層數、元件封裝等。 3）設置元件布置參數、層參數、布線參數等。 4）裝載元件封裝庫和網絡表。 5）可以先自動，后手動。 6）一般選擇自動布線。 7）后期一些不滿意的地方可以稍做調整。 8）打印輸出。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 本任務主要講述單片機流水燈的 PCB設計，在設計印刷電路板 （ PCB）前，要進行一些前期準備工作。 （ 1）建立文件“單片機流水燈 .PCB”。 對原理圖文件“單片機流水燈 .SCH”文件進行電氣規則檢查，可 執行菜單命令“ Tools→ERC” ，查看錯誤信息并修改原理圖，直 至正確為止。 （ 2）新建 PCB庫，設庫名為“ ”。在該庫中自制以下元件封裝： ① 自制復位按鈕的封裝 SWPB，焊盤間距尺寸為 ，如圖 317所示。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 1122S1S W P B1234 5678S?S W D IP 412345678161514131211109S?S W D IP 8 圖 317 按鈕開關實物圖、元件圖與封裝圖 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 ② 自制發光二極管的封裝 LED，如圖 318所示。 圖 318 發光二極管封裝圖 （ 3）根據表 31中的元件封裝，重新設置好各元件的封裝名稱。 （ 4）在原理圖編輯器下，選擇菜單命令“ Design→Create Netlist” ，用來生成網絡表文件，命名為“單片機流水燈 .Net”。依據電路原理圖而生成的網絡表，是實現印刷電路板自動布局和自動布線的基礎。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 設計 PCB時應考慮的因素 （ 1）單面板：電路板一面敷銅，另一面沒有敷銅，敷銅的一面用來布線及焊接，另一面放置元件。單面板成本低，但只適用于比較簡單的電路設計。 （ 2）雙面板：電路板的兩面都敷銅，所以兩面都可以布線和放置元件，頂面和底面之間的電氣連接是靠過孔實現的。由于兩面都可以布線，所以雙面板適合設計比較復雜的電路，應用也最為廣泛。 （ 3）多層板：不但可以在電路板的頂層和底層布線，還可以在頂層和底層之間設置多個可以布線的中間工作層面。用多層板可以設計更加復雜的電路。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 在繪制電路板之前，用戶要對線路板有一個初步的規劃，比如 說電路板采用多大的物理尺寸，采用幾層電路板，是單層板還是 雙層板，各元件采用何種封裝形式及安裝位置等。這是一項極其 重要的工作，是確定線路板設計的框架。 對于要設計的電子產品，需要設計人員首先確定其電路板的尺 寸。因此首先的工作就是電路板的規劃，也就是說電路板物理邊 界的確定，并且確定電路板的電氣邊界。 在執行 PCB布局處理前，必須創建一個 PCB板的電氣邊界。電 氣邊界規定了涉及元件的生成和 PCB板的跟蹤路徑輪廓， PCB板 的布局將在這個輪廓中進行，規劃 PCB板邊界有兩種方法：一種 是手動設計規劃電路板和電氣定義，另一種方法是利用 Protel的 向導（見項目 2）。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 元件布置和路徑安排的外層限制一般由 Keep OutLayer中放置的軌跡線或圓弧所確定，這也就確定了板的電氣輪廓。一般的這個外層輪廓邊界就是與板的物理邊界相同，設置這個電路板邊界時，必須確保軌跡線和元件不會距離邊界太近。 電路板規劃并定義電氣邊界的一般步驟如下： （ 1）單擊編輯區下方的電路板層切換界面標簽 Keep OutLayer，即可將該層設置為 Keep OutLayer，如圖 319所示。該層為禁止布線層，一般用于設置電路板的板邊界，將元件限制這個范圍內。 圖 319 電路板層切換界面 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 2）執行菜單命令“ Place→Keepout/Track” 或單擊Placement Tools工具欄中的按鈕。 （ 3）執行命令后，光標會變成十字。將光標移動到初始原點的位置，單擊鼠標左鍵，即可確定第一條板邊的起點。然后拖動鼠標，將光標移到合適位置，單擊鼠標左鍵，即可確定第一條板邊的終點。用戶在該命令下，按 Tab鍵，可進入 Line Constraints屬性對話框如圖 320所示，此時可以設置板邊的線寬和層面。 圖 320 Line Constraints屬性對話框 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 4）如果用戶已經繪制了封閉的 PCB板的限制區域，則使用鼠標雙擊區域的板邊，系統將會彈出 Track屬性對話框如圖 321所示，在該對話框中可以很精確地進行定位，并且可以設置工作層和線寬。 如圖 321 Track屬性對話框 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 5）用同樣的方法繪制其他三條板邊，并對各邊進行精確編輯，使之首尾相接如圖 322所示。 圖 322 電路板邊界規劃 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 電路板規劃好后，接下來的任務就是裝入網絡表和元件封裝。在裝入網絡表和元件封裝之前，必須裝入所需的元件封裝庫。如果沒有裝入所需的元件封裝庫，在裝入網絡表及元件的過程中程序會提示找不到元件封裝，從而導致裝入過程出錯而失敗。 裝入元件封裝庫的基本步驟如下： （ 1）執行菜單命令“ Design→Add/Remove Library” ，系統彈出添加 /刪除元件庫對話框如圖 323所示。在該對話框中，找出原理圖中的所有元件所對應的元件封裝庫。選中這些庫，單擊 Add，即可添加這些元件庫，制作 PCB時常用的封裝庫有：、 、 。 （ 2）添加完所有需要的元件封裝庫，單擊 OK按鈕。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 223添加 PCB庫文件 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 網絡表與元件的裝入 如果用戶是第一次裝入網絡表文件，網絡宏是為整個網絡表文件生成的。如果用戶不是首次裝入網絡表文件，而是在原有網絡表的基礎上進行的修改、添加，則網絡宏僅是針對修改、添加的那一部分設計而言的。用戶可以通過修改、添加或刪除網絡宏來更改原先的設計。 如果確定所需的元件封裝庫已經裝入程序，那么用戶就可以按照下面的步驟將網絡表與元件載入。 （ 1）執行菜單命令“ Design→Load Nets” ，彈出如圖 324所示對話框。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 324 裝入網絡表對話框 裝入元件庫后就可以導入網絡表了。當載入網絡表并執行宏指令后，這些元件及網絡將放入工作區，成為內部的圖件，從而受內部網絡編輯器的管理。另外，在工作區里自行放置的元件，其中并沒有網絡定義的，也可以利用內部網絡編輯器為它們掛上網絡。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 2）單擊 Browse查找網絡表的位置。選擇網絡表及文件對話框如圖 325所示。 圖 325 選擇網絡表及文件對話框 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 如果沒有設定封裝形式，或者封裝形式不匹配，則