片機流水燈的設計與制作-資料下載頁

　　

【正文】 RC按鈕，即可進行后臺檢查。 圖 351 設計規則檢查 Online選項卡 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 任務 單片機電路雙面印制板設計 實戰訓練 本訓練的任務目標是利用電子線路 CAD軟件 Protel 99 SE完成單片機電路 的雙面印制板設計，以進一步深化理解掌握有關設計要領。該訓練的單片機 電路原理圖如圖 352所示，對應的元器件屬性列表如表 32所示。 圖 352 單片機電路原理圖 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 1）單片機電路雙面印制板原理圖設計要求 ① 根據要求繪制元器件符號 U U RP1和 RP2。 ② 根據實際元件確定所有元器件封裝。 ③ 根據元器件屬性列表繪制原理圖并創建網絡表文件。 ④ 根據工藝要求繪制雙面印制板圖。 ⑤ 編制工藝文件。 （ 2）單片機電路雙面印制板圖設計要求 ① 印制板尺寸。寬： 74mm、高： 54mm，安裝孔位置與孔徑如圖 353所示。 ② 繪制雙面板。 ③ 信號線寬為 15mil。 ④ 接地網絡和 VCC的網絡線寬為 40mil。 ⑤ 從 J1到三端穩壓器 U1輸入端線寬為 60mil。 ⑥ 分別在頂層 TopLayer和底層 BottomLayer對電路板進行整板鋪銅。 ⑦ 原理圖與印制板圖的一致性檢查。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 353 PCB板圖的尺寸要求 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 3）核心技能 ① 電阻排封裝確定。 ② 電路中有核心元器件的布局原則。 ③ 單片機電路中對晶振和晶振電路中電容的位置要求。 ④ 學習手工布線在不同工作層繪制同一導線的操作方法。 ⑤ 利用多邊形填充進行整板鋪銅的方法。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 1）繪制 U1 矩形輪廓。高： 14格，寬： 14格，柵格尺寸為 10mil。 U1如圖 354所示。 （ 2）繪制 U2 矩形輪廓。高： 7格，寬： 10格，柵格尺寸為 10mil。 U2如圖 355所示。 圖 354 電路符號 U1 圖 355 電路符號 U2 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 3）繪制電阻排 RP RP2 RP RP2可以通過修改 Miscellaneous 號庫中提供的電阻排符號 RESPACK4獲得。 RESPACK4符號如圖 356所示，修改后的電阻排符號如圖 357所示。 圖 356 RESPACK4符號畫面圖 圖 357 修改后的電阻排符號 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 1）電容 C2 ~ C9封裝 C2 ~C9均為無極性電容，可直接使用系統提供的 ，只是將焊盤的孔徑加大到 31mil即可。 （ 2）電解電容 C1封裝 電解電容 C1封裝如圖 358所示，具體參數如下： ① 元器件引腳間距離： 200mil。 ② 焊盤尺寸：則焊盤直徑為 82mil，焊盤孔徑為 31mil。 ③ 元器件輪廓：半徑為 150mil。 ④ 與元器件電路符號引腳之間的對應：焊盤號分別為 2， 1焊盤為正。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 358 電解電容 C1封裝 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 3）連接器 J1封裝 根據 SIP2符號進行修改。圖 359為連接器 J1封裝符號，圖 360為連接器 J1焊盤屬性設置對話框。 圖 359 連接器 J1封裝符號 圖 360 連接器 J1焊盤屬性設置 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 4）連接器 J2封裝 利用 SIP5。將 SIP5的焊盤孔徑 Hole Size修改為 35mil，焊盤直徑 XSize、 YSize修改為70mil。 （ 5）電阻 R1封裝 可以直接采用 。 （ 6）電阻排 RP RP2封裝 利用 SIP9，將 SIP9的焊盤孔徑 Hole Size修改為 31mil，焊盤直徑 XSize、 YSize修改為62mil。圖 361為單列直插式電阻排實物圖。 圖 361 單列直插式電阻排 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 7）集成電路芯片 U1封裝 利用 DIP28，將 DIP28的焊盤孔徑 Hole Size修改為 31mil，焊盤直徑 XSize、 YSize修改為 62mil。圖 362為集成電路芯片 U1。 （ 8）集成電路芯片 U2封裝 利用 DIP16，將 DIP16的焊盤孔徑 Hole Size修改為 31mil，焊盤直徑 XSize、 YSize修改為 62mil。 （ 9）三端穩壓器 V1封裝 本任務中三端穩壓器 V1是臥式安裝，利用 封裝庫中提供的 TO220進行修改。如圖 363所示為三端穩壓器臥式安裝圖，如圖 364所示為 TO220封裝符號中 3焊盤的參數，如圖 365所示為 TO220封裝符號中 0焊盤的參數，如圖 366所示為修改后的 TO220封裝符號。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 362 集成電路芯片 U1 圖 363 三端穩壓器臥式安裝圖 圖 364 TO220封裝 3焊盤的參數修改 圖 365 TO220封裝 0焊盤的參數修改 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 366 修改后的 TO220封裝符號 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 10）晶振 Y1封裝 可以直接使用 XTAL1，晶振實物圖如圖 367所示。 圖 367 晶振 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 1）雙面印制板圖需要的工作層 頂層 Top Layer、底層 Bottom Layer、機械層 Mechanical Layer、頂層絲印 層 Top Overlay、多層 Multi Layer、禁止布線層 Keep OutLayer。其中頂層 Top Layer不僅放置元器件，還要進行布線。 （ 2）繪制電路板邊框 在機械層 Mechanical4 Layer按印制板尺寸要求繪制電路板的物理邊框，同理 在禁止布線層 Keep OutLayer繪制電氣邊框，繪制完成的效果如圖 353所示， 圖中物理邊框和電氣邊框是重合的。 （ 3）繪制安裝孔 切換到機械層 Mechanical1 Layer標簽，執行菜單命令“ Place→Full circle” （或者單擊放置工具欄的按鈕）放置安裝孔，安裝孔的線寬為 ，半徑 為 。如圖 368所示為電路板物理邊框、電氣邊框和安裝孔繪制完成后的 情況。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 368 物理邊界、電氣邊界和安裝孔繪制完成后的情況 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 5. 裝入網絡表及對元器件進行布局 （ 1）加載元器件封裝庫 加載系統提供的元器件封裝庫 ，再打開自己建的元器件封裝庫。 （ 2）裝入網絡表 在 PCB文件中執行菜單命令“ Design → Load Nets” ，將根據原理圖產生的網絡表文件裝入到 PCB文件中。 （ 3）元器件布局 經自動布局和手工調整后的電路板元器件布局如圖 369所示。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 369完成布局后的情況 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 1）調整焊盤參數 ① 調整 C2~C9的焊盤，將焊盤孔徑 Hole Size設置為 31mil； ② 調整 J2的焊盤，將焊盤孔徑 Hole Size設置為 35mil，將焊盤直徑 XSize、 YSize設置為 70mil； ③ 調整 RP RP2的焊盤，將盤孔徑 Hole Size設置為 31mil，將焊盤直徑 XSize、 YSize設置為 62mil； ④ 調整 U1的焊盤，將盤孔徑 Hole Size設置為 31mil，將焊盤直徑 XSize、 YSize設置為 62mil； ⑤ 調整 U2的焊盤，將盤孔徑 Hole Size設置為 31mil，將焊盤直徑 XSize、 YSize設置為 62mil。 （ 2）設置布線規則 對印刷電路板布線時，線寬采取圖 370所示規則進行線寬設置。 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 370 設置線寬 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 3）手工布線 本項目采用頂層 TopLayer垂直布線，底層 BottomLayer水平布 線。全局手工布線效果圖如圖 371所示。 圖 371 全局布線效果 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 （ 4）敷銅 ① 在三端穩壓器的散熱片位置放置矩形單層焊盤，矩形焊盤屬性設置如圖 372所示，矩形單層焊盤放置到三端穩壓器 V1的散熱片位置如圖 373所示。 (a)焊盤形狀與尺寸設置 (b)焊盤網絡設置 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 373 在三端穩壓器 V1的散熱片位置放置矩形單層焊盤 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 ② 進行整板敷銅 按如圖 374所示進行設置后，對電路板進行整板敷銅。 在TopLayer和 BottomLayer分別進行整板鋪銅。整板敷銅效果圖如圖 375所示。 圖 374 敷銅屬性設置對話框 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 圖 375 整板敷銅效果圖 圖 1 4四沖程柴油機示意圖 項目小結 本項目主要介紹了單片機流水燈印制電路板的設計過程，要求掌握以下主要內容： 1）采用網絡標號的方法繪制原理圖。 2）雙層電路板 PCB設計方法與流程。 3） PCB設計規則的設置。 4）元器件實際封裝的制作方法。 5） PCB的完善處理。 6） PCB工作參數的設置。