EDA课程设计实验报告

《EDA课程设计》报告学号：姓名：班级：指导教师：2013年6月24日-2013年7月5日1目录1.引言..............................................................................................................................................12.原理图的设计...............................................................................................................................12.1文件的新建.........................................................................................................................12.2原理图文件XX.Sch的建立.............................................................................................22.3元件库的导入.....................................................................................................................22.4原理图中各元件的布局和连线…………………………………………………………..33.原理图新元件的设计...................................................................................................................43.1元件库XX.Lib文件的建立.............................................................................................43.2原理图元件的画法.............................................................................................................43.3注意事项.............................................................................................................................44.PCB的设计..................................................................................................................................54.1PCB文件XX.PCB的建立..................................................................................................54.2PCB元件库的导入...............................................................................................................54.3PCB的生成及布局………………………………………………………………..………..64.4各PCB元件之间的连线及注意事项……………………………………………………...85.PCB新元件的设计................................................................................................……..……..105.1元件库XX.LIB文件的建立…………………………………………………………….105.2PCB元件的画法……………………………………………………………………...…105.3注意事项…………………………………………………………………………………116.PCB自动布局、布线..................................................................................................................127.结束语.........................................................................................................................................138.附录............................................................................................................................................1411.引言《EDA课程设计》是一门综合性和实用性都很强的实践性课程，通过本次课程设计学会EDA软件的使用及设计应用，掌握原理图和印制板图设计的初步技能。本次课程设计的任务是实现MCU开发板的设计，要求设计基于单片机的应用开发板电路及元件选型，并且要设计出此电路的PCB元件及PCB。主要要求有：（1）单片机选择STC12C5A60S2（2）具有人机交互功能，即要有输入单元（键盘）和输出单元（数码管、LCD显示，二者选一或二者都选）（3）有系统单元（4）有I²C总线接口设计（5）有SPI总线接口设计（6）有串行接口设计2.原理图的设计原理图设计是完成PCB的关键。2.1文件的新建打开protel软件，打开左上角菜单栏中的file,然后点击new，出现一个对话框，点击右下角的Browse出现一个saveas的对话框，如下图2.1.1所示。在保存在的地方选择保存目录，在文件名处输入文件名，然后点击保存，然后点击OK就完成了。2图2.1.1文件新建2.2原理图文件XX.Sch的建立新建文件后点击菜单栏中的file或者直接在右半部空白的地方（如图2.2.1所示）右击，点击new，出现一个对话框，选择第六个（可以重命名）然后点击OK完成XX.Sch文件的建立。图2.2.1XX.Sch的建立2.3元件库的导入要用的元件来自于protel本身自带的库文件和自己建立的元件库。点击原理图左边的add/Remove出现图2.3.1所示的对话框，选择自己元件库所在目录，点击add将自画的元件库导入，然后选择元件点击place就可以使用了。3图2.3.1元件库导入2.4原理图中各元件的布局和连线在给原理图布局之前，先根据要用的元件在脑海中规划一下，然后将要用的元件放置到XX.Sch中，然后根据自己一开始的规划进行放置，若有不妥的地方进行修改。连接元件选择writingtools中的第一个或者右击鼠标第一个placewire。鼠标左击开始连接，右击连接结束。还可以利用在两个要连接的引脚上标注同样的记号。例如：若要将单片机32脚到39脚连到数码管上，可以这样标记，如图2.4.1所示。图2.4.1引脚连接43.原理图新元件的设计Protel本身自带一部分元件，但有时候有些元件不存在或者有些库元件不是我们想要的，这就需要我们自己去设计新元件。3.1元件库XX.Lib文件的建立一开始建立好的文件，点击菜单栏中的file或者在前面图2.2.1中的空白处右击，点击new，出现一个对话框，点击第七个（可以重命名），然后点击OK完成XX.Lib的建立。3.2原理图元件的画法（1）打开文件XX.Lib，点击图3.2.1所示的第二行第一个，根据芯片大小画出芯片，右击完成。（注意事项见3.3）（2）画引脚，点击图3.2.1中第二行最后一个，右击完成。（注意事项见3.3）双击引脚，出现一个对话框，第1、2行name和number可以改变引脚名和引脚号。图3.2.1绘制原理图工具的选取3.3注意事项（1）画芯片的时候芯片应该画在中心（十字架）附近，如图3.3.1所示。（2）画引脚的时候，注意有小黑点的部分应该朝外，点击空格键可以改变黑点的方向。（3）要修改元件名称时点击要修改的元件，然后点击tools中5的renamecomponent,然后出现一个对话框（如图3.3.2所示），输入元件名，点击OK。（4）一个元件画好后画新元件时，点击tools中的newcomponent，出现一个对话框，输入元件名，点击OK就可以进行新元件的绘制。图3.3.1元件摆放位置图3.3.2新元件的命名4.PCB的设计PCB（印刷电路板）的设计是以原理图为基础形成的，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。4.1PCB文件XX.PCB的建立一开始建立好的文件，点击菜单栏中的file或者在前面图2.2.1中的空白处右击，点击new，出现一个对话框，点击第三个（可以重命名），然后点击OK完成XX.PCB的建立。4.2PCB元件库的导入点击XX.PCB文件左侧的BrowsePCB，在处选择Libriaries，点击，出现如图4.2.1所示的对话框，选择6导入的PCB元件库的目录，将要用的PCB元件库导入。图4.2.1PCB元件库的导入4.3PCB的生成及布局打开之前建立的XX.Sch文件，为原理图中的各元件进行编号，若有多个电阻，可以编为R1，R2，R3，R4等等，多个芯片，可以编为U1，U2，U3，U4等等。双击图中的各个元件出现一个对话框，如图4.3.1所示，修改LibRef开始的前三行，第一行写元件本身的名称，第二行写PCB元件的名称，第三行写为元件的编号,然后点击OK完成修改。图4.3.1元件各参数的修改然后点击菜单栏中的Design，点击第一个updatedesign，出现7图4.3.2所示的对话框，点击下方的,再点击图4.3.3中间的onlyshowerrors显示错误，若有错误则进行改正，若没有则点击图4.3.3中的Execute便生成了PCB。图4.3.2PCB生成操作图4.3.3PCB生成检误生成PCB后移动各元件进行布局，可以根据原理图进行布局，以就近原则进行布局。在生成PCB图时，我们可以先把原理图划分成几部分，然后一部分一部分的来画图，这样有助于我们更好地完成PCB的绘制。例如，我们可以先进行电源部分PCB图（如图4.3.4所示）的生成，然后进行连线，再进行其他部分（如数码管部分，如图4.3.5所示）的PCB图的绘制。图4.3.4绘制PCB电源部分举例8图4.3.5绘制PCB数码管举例4.4各PCB元件之间的连线及注意事项PCB各元件进行连线时使用placementTools（如图4.4.1）中的第一个,或者鼠标右击第一个InteractiveRouting进行连线。电路板可以钻孔，同种层面的线不能相交（通俗地说就是同种颜色的线不能相交）这次课程设计使用的是双层的，使用的是toplayer和bottomlayer（即红色和蓝色的线），键盘的Tab键可以实现钻孔，或者台式机键盘右侧的“+”快捷键也可以实现。若元器件的引脚是焊盘（即引脚为红色）则不可以使用bottomlayer（即蓝色线）。当我们连线时，在引脚上点击后会有一条白色的细线牵引着我们往目标引脚走，到目标引脚后在左击一下完成连线。若遇到穿不过去的时候，我们可以采用钻孔的方式进行（即引出