实验5-制作单片机最小系统PCB

湖南城市学院通信与电子工程学院第1页实验5制作单片机最小系统PCB【目标】1．会利用向导规划电路板。2．会修改元器件参数，比如引脚位置、封装等。3．会对PCB板进行DRC操作和排除违规错误【练习】图5.1是单片机最小系统原理图，该系统包含了最简单的电源及保护电路、振荡电路、复位电路、发光二极管指示电路、ISP在线编程电路和一个40脚插针。其中40脚插针将单片机的各路信号引出，可以扩展不同的应用电路。本实验要求制作大小为3200milX2800mil的双面电路板，电源、地线宽度设置为30mil，其它线宽10mil。电路中各元器件及其封装如表5.1所示。图5.1单片机最小系统湖南城市学院通信与电子工程学院第2页表5.1单片机最小系统电路元件及其封装一览表序号库元器件名注释/参数值元器件封装所在库C1CapPlo110uFCAPPR1.5-4X5MiscllaneousDevices.IntLibC2Cap30pFRAD-0.2MiscllaneousDevices.IntLibC3Cap30pFRAD-0.2MiscllaneousDevices.IntLibC4Cap0.01uFRAD-0.2MiscllaneousDevices.IntLibC5CapPlo110uFCAPPR2-5X6.8MiscllaneousDevices.IntLibR1Res2300AXIAL-0.3MiscllaneousDevices.IntLibR2Res210KAXIAL-0.3MiscllaneousDevices.IntLibVD1LED1LEDLED-1MiscllaneousDevices.IntLibVD2Diode1N40071N4007DIODE-0.4MiscllaneousDevices.IntLibU1DS83C520-MCLDS83C520-MCLDIP-40BDallasMicrocontroller8-Bit.IntLibS1SW-PBSW-PBSPST-2MiscllaneousDevices.IntLibY1XTALXTALBCY-W2/D3.1MiscllaneousDevices.IntLibJP1Header6Header6HDR1X6MiscllaneousConnectors.IntLibJP2Header2Header2HDR1X2MiscllaneousConnectors.IntLibJP3Connector40Connector40HDR2X20MiscllaneousConnectors.IntLib【步骤】1．新建工程，绘制原理图文件如果不知道原理图中的元器件在哪个库，或者不会使用加载库操作，可以直接使用“查询”功能查找元器件，但要注意必须将查询范围改为“路径中的库”，路径必须定位到自己电脑上DXP2004安装文件夹中的Library。绘制完原理图后，对照表5.1逐项检查元器件的封装是否正确，如果不正确，则逐个手动修改封装。操作见图5.2-5.4。图5.2双击元器件，打开元件属性窗湖南城市学院通信与电子工程学院第3页图5.3选中Footprint左边的封装，单击编辑，打开封装模型图5.4单击浏览，在该元件所在库中找到正确的封装，单击确认元件U1和JP3的引脚位置需要修改，操作方式是：双击U1和JP3，在元件属性窗取消“锁定引脚”前的勾，单击确认，此时元件引脚变成可以移动状态。用鼠标将元件引脚移动，调整到正确的位置。2．选择PCB板向导规划电路板湖南城市学院通信与电子工程学院第4页按要求生成PCB文件。3．将原理图装载进PCB，并手动调整元件位置图5.5元件布局4．设置自动布线规则图5.6设置自动布线规则湖南城市学院通信与电子工程学院第5页5.自动布线执行AutoRoute/All菜单命令进行自动布线。自动布线结果如图5.7所示。图5.7自动布线结果湖南城市学院通信与电子工程学院第6页6．放置安装孔、补泪滴、覆铜①安装孔，放置几个焊盘即可。②补泪滴执行菜单命令Tools/Teardrops，弹出如图5.8所示的补泪滴选择对话框，左边选择操作的对象，右边选择操作动作和泪滴类型。补泪滴效果如图5.9所示。图5.8补泪滴选择对话框图5.9补泪滴效果③覆铜PCB的敷铜一般都是连在地线上，增大地线面积。方法：切换到要铺铜的层，执行菜单Place/Polygonplane命令，在设置中选择网络，勾选去死铜，选择实心或影化铜并设置大小，完毕后圈出你要覆的区域后右键。从主菜单执行命令Place/PolygonPlane…，也可以用元件放置工具栏中的PlacePolygonPlane按钮，系统将会弹出PolygonPlane（敷铜属性）设置对话框，如图5.10所示。图5.10覆铜属性设置好敷铜的属性后，鼠标变成十字光标表状，将鼠标移动到合适的位置，单击鼠标确湖南城市学院通信与电子工程学院第7页定放置敷铜的起始位置，再移动鼠标到合适位置单击左键，确定所选敷铜范围的各个端点。敷铜的区域必须为封闭的多边形状。图5.11顶层覆铜图5.12底层覆铜7.设计规则检查完成接地覆铜后，单击工具-设计规则检查，如有错误必须退回去修改。图5.13设计规则检查8.查看3-D效果单击查看-显示3维PCB。湖南城市学院通信与电子工程学院第8页图5.14三维效果【任务1】完成练习中所示的单片机最小系统PCB制作。【任务2（选做）】将练习中的单片机最小系统制成4层PCB。【实验报告】完成实验后，整理相关资料，撰写一份完整的实验报告，包括实验目的、步骤、结果（电路原理图、PCB、三维PCB）、实验心得。实验结果用A4纸打印。