《计算机辅助电路设计》实验教案

《计算机辅助电路设计》实验教案实验一：熟悉PROTEL99原理图设计环境（一）实验目的及要求：1.掌握建立设计数据库、进入原理图设计窗口的方法；2.熟悉设置原理图设计环境的方法；3.熟悉原理图管理器、元件库管理器的功能。（二）实验内容：1.启动Protel99,在D盘新建一个文件夹,用自己的班级和学号命名,并在文件夹中建立一个名为MyDesign1.ddb设计数据库。2.在内容1的基础上,再建立一个名为MyDesign2.ddb设计数据库,并保存到D盘建立的文件夹中。3.关闭设计数据库MyDesign1.ddb、MyDesign2.ddb，再从D盘的文件夹中重新调入设计数据库MyDesign1.ddb。4.在设计数据库MyDesign1.ddb中建立一个“文件夹、PCB、PCBLIB、TXT”文件，并分别命名为“我的电路设计文件、我的印刷电路板、我的元件封装、电路说明书”。5.分别双击这些图标，进入对应窗口，窗口切换，关闭上述打开的所有窗口。6.在设计数据库MyDesign1.ddb中建立一个原理图文件,命名为“原理图设计环境练习”,并进入原理图设计窗口。7.进入元件库管理器，调入MiscellaneousDevices.ddb、TiDatabooks.ddb、TiLogic.ddb元件库，然后删除TiLogic.ddb元件库。8.放置元件Res1、Cap、JEFT-N、NPN、NOR、LED。9.调入安装目录Examples下的Z80Microprocessor.ddb,选择CPUSection.sch,打开对应原理图，进入原理图管理器，分别选择对象类parts、junctions、Netlables，然后选择对象类中对应对象，用txt、jump、edit按钮，观察其作用；关闭Z80Microprocessor.ddb。10.设置设计环境：切换到MyDesign1.ddb文件的原理图“原理图设计环境练习”设计窗口，图纸大小定义为800*500mil；对话框字体为11；标题栏使用标准标题栏，并将下图内容显示在标题栏上；设置可视栅格20mil、捕捉栅格20mil、电气栅格10mil,其他设置使用默认值。11.设置图形编辑环境：管脚名称、编号到元件边沿的距离为0.01inch（注意转换为mil）；正交拖动、自动放置节点；对象电气热点自动对齐；图纸模板不复制到剪切板；设置滚屏速度、光标。实验二画原理图工具练习（一）实验目的及要求：1.掌握原理图画图工具的使用；2.了解原理图绘图工具；3.掌握原理图编辑工具的使用。（二）实验内容：1.启动Protel99，调入设计数据库MyDesign1.ddb，建立原理图文件“原理图工具练习1”，进入原理图设计窗口。2.装入元件库MiscellaneousDevice.ddb、ProtelDOSSchematicLibraries.ddb。3.设置可视栅格10mil、捕捉栅格10mil、电气栅格8mil。4.放置如下图元件，连线，设置元件属性。提示：元件可拖动、复制、粘贴、删除、对齐；元件拖动时，Space键可旋转，X和Y键水平和垂直镜像；暂时设置属性Designator、Parttype；HiddenPins显示隐藏的管脚名称与编号；元件编号可采用Tools/Annotate自动进行；设置自动放置节点；导线连引脚时、拐弯处、相交处要点左键。5.建立原理图文件“原理图工具练习2”，进入原理图设计窗口，按下图完成画总线练习。CLR1CLK111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U1SN74LS273OC1CLK111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U2SN74LS374D1D2D3D4D5D6D7D8D1D2D3D4D5D6D7D8....提示：总线包括三个部分：总线、分支线、网络标号，先延长引脚，再放分支线、总线、网络标号；总线两端对应的分支线上网络标号相同；TIDatabook\TITTLLogic1988(Commercial.lib)元件库中取出74LS273和74LS373。6.将上述两图复制到WORD文档（不复制模板背景）。7.取消原理图文件“原理图工具练习2”的标题栏，在原位置用DrawingTools上的线画如图所示标题栏，并显示自定内容。R130kR33kR215kR45k12J1Input12J2power12J3outputC110uC210uQ12N2222....8．原理图编辑命令练习选取：选取是用鼠标框选某个或某组对象；点取:点取是指用鼠标单击点取某个对象；删除：Edit/Delete命令，十字光标指向被删除对象；或，点取，按delete键；复制：选取复制对象，Edit/copy；剪切：选取对象，Edit/cut；粘贴：选取对象，Edit/copy,然后Edit/paste；阵列粘贴：选取对象，Edit/copy，然后作图工具栏上的阵列粘贴工具；对齐：选取排列对象，Edit/Align拖动:用鼠标光标指向元件中心部位，按住鼠标左键不放，移动鼠标至合适位置，松开鼠标左键；旋转：拖动时，按“space”键。实验三画原理图元件（一）实验目的及要求：1.学习用SchlibDrawingTools、IEEE标准符号画元件图；2.掌握用元件管理器BrowseSchlib管理元件；3.掌握使用Tools菜单管理元件；4.学习使用有关元件的报告文件。（二）实验内容：1.调入设计数据库MyDesign1.ddb，建立画元件图文件（SchematicLibraryDocument）“画原理图元件练习”，进入元件编辑器。2.画出一个低电平清除端、下降沿触发的D触发器,名称“D触发器”。3.按照右图，画出双共阳数码管的元件图，名称“数码管”。提示：中间的显示段用SchlibDrawingTools中的线；注意引脚的输入输出；调整引脚名称、编号与元件边沿间的距离。4.画如下元件，名称分别为“变压器、热继电器、热继电器动合触点”abfcgda16b15c3d2e1f18g17dpVcc14edp4abfcgda11b10c8d6e5f12g7dpVcc13edp9MAN6710DSP?*....变压器热继电器热继电器动合触点。....提示：引脚要用SchlibDrawingTools中的引脚工具，均为双向。实验四:画原理图练习（一）实验目的及要求：1.掌握利用画原理图的方法和步骤；2.掌握电气检测和网络表生成方法；3.掌握建立报表和打印原理图方法。（二）实验内容：1.启动Protel99，调入设计数据库MyDesign1.ddb，建立原理图文件“画原理图练习1”，进入原理图设计窗口。2.装入元件库。3.画如图原理图。R1RES2R2RES2R3RES2R4RES2Q1NPNQ3NPNQ2PNPD11N4148D21N4148+C110u+C2200u12J1CON212J2CON21234J3CON4GNDGNDGNDGND....提示：注意输入封装（见课本p.81）；注意不同引脚连接对象不同。4.电气检查tool/erc,生成错误报表，检视错误报表，修改错误；5.把原理图复制到工作区左下角，按图纸实际大小重新定义图纸；6.复制原理图到WORD文档（不复制模板，用Place/Txt+点定义四角）；7.建立网络表文件design/creatnetlist，对照原理图仔细阅读网表，辨认一个网络（Net）所连接的部分，网络就是电气相连的电源地线或网络标号或元件引脚；8.生成元件表report/billofmaterial，阅读元件表。9.画如图原理图，完成4-8步骤。12J1PowerIN1GND2OUT3U1L7908CTVCCC12.2u..实验五熟悉电路板设计环境和电路板管理器功能（一）实验目的及要求：1.掌握电路板设计管理器的操作；2.熟悉电路板的各种构成对象；3.掌握电路板设计环境设置操作；4.掌握定义电路板的方法；5.掌握PCB绘图工具的使用；6.掌握电路板编辑工具的使用。（二）实验内容及步骤：1.建立PCB文件，更名为“PCB基础练习。Pcb”，双击进入PCB编辑器；2.调入安装目录下\Examples\Z80microprocessor.ddb，打开Z80processorboard.pcb；3.点击PCB管理器标签，分别选择Nets、Components、Netsclasses、Componentsclasses、violation、rules、liabraries，体会这些概念，观察下面框图宣示内容的变化，以及按钮的作用；4.选中Tools\preferences\display\singlelayermode(单层显示)，切换不同层面（工作区底边），观察不容层面上的对象；5.用design/layerstackmanager设置单层板、双层板、四层板、六层板；6.用design/layerstackmanager的模板设置单层板、双层板、四层板、六层板；7.用design/mechanicallayers增加机械层；8.用design/options/layers选择设计层面；9.用design/optoins设置栅格和单位；10.用tool/preferences设置电路板画图环境；11．自定义一个3000×2500mil单层板，包括元件面、一个信号层、一个顶层丝印层、一个底层锡膏层、一个底层阻焊层、一个机械层、一个禁止布线层，布线范围为2500×2000mil；12．自定义一个5000×4000mil双层板，包括两个信号层、一个顶层丝印层、一个底层锡膏层、一个底层阻焊层、一个机械层、一个禁止布线层，布线范围为5000×4000mil；13.使用向导定义130mm×60mmmil双层板，穿透式过孔、沉铜；14.装入元件封装库、放置与布局元件元件封装的放置：（Space、X、Y翻转），属性设置：（TAB、双击），注意元件所在层面设置15.PlacementTools与对象属性编辑铜膜线放置与属性设置：走线、变换线型（空格、shift+空格）、换层（+、—）注意铜模线的宽度、所在信号层过孔（铜膜线换层时加的即是）：起止层、内外径焊盘：封装焊盘大小一般不用修改，若如实际元件大小不符时才需要修改，默认在多层面填充、元件屋多边形平面分割内层平面圆弧、尺寸、坐标、文字、原点轮廓线包围对象tool/outlineobjects,焊盘泪滴处理tool/teardrops16.编辑电路板用编辑工具：剪切、拷贝、粘贴、阵列粘贴、删除查询管理器edit/querymanager选择对象、取消选择操作对象：删除、编辑对象属性、移动对象、对象的排列与对齐、跳转、旋转（空格）重新排列元件编号：tool/re_annotate实验六人工布线画电路板（一）实验目的及要求：1.掌握人工电路板设计流程；2.熟悉人工画电路板的基本方法。（二）实验内容：1.用人工画电路板图的方法，画出两级放大电路PCB图，使用单层板单面布线，电路板大小为2000mil*1000mil，电源线宽为25mil，一般线宽为10mil。2.用人工画电路板图的方法，画出稳压电源电路PCB图，使用双层板布线，电路板大小为4000mil*1200mil，电源线宽为25mil，一般线宽为10mil。要求：布线尽量短、元件布局合理、走线美观步骤：1.设置板层结构，选择设计层面；2.在机械层、禁止布线层定义物理和电气边界，标示尺寸；3.调入元件封装库；4.切换到元件面，放置元件封装,并布局；5.输入元件名称、编号，编辑焊盘属性；6.布线规则设置design/rule/routing，铜膜线最小宽度为10mil，最大设为50mil；7．切换到信号层，布线，电源地线宽为25mil，一般线宽为10mil；9．焊盘泪滴处理；10存盘；11.可添加钻孔层，电路板四个角钻孔，大小自定。实验七制作元件封