电子线路CAD 课程设计

课程论文基于ARM的10M以太网通信系统的PCB设计课程名称电子线路CAD姓名罗元学号200830580224专业电子信息工程成绩任课老师蔡坤上课学期2010-2011学年第二学期摘要电子电路设计是现代信息技术的支柱科学，是从事设计各种元器件、电路设计和电子系统设计与制造的技术性强的学科，也是我国正在大力发展并急需人才的专业技术领域。从事该行业的工程人员具有电子应用于电路设计的基础理论、基本知识和基本技能，具有电子技术、电子信息系统建模、电子电路设计、电子设计自动化工具软件与硬件描述语言应用、微电子技术与半导体制造工艺、集成电路设计和电子设计自动化等方面的综合能力和工程实践能力。对于PCB的设计现在又很多软件，比如Protel99se，Altium公司的2004版本，PowerPCB5.01，还有PowerPCB5.01和PowerLogie的组合版（PADSPCB），其中PADS版本是现在最新的软件，国内很少有这方面的工程人员。ProtelDXP2004集成了世界领先的EDA特性和技术，其主要功能集成了原理图设计、PCB设计、Spice仿真、VHDL仿真和综合、信号完整性分析和CAM文件的编辑与验证等功能。在一定程度上，ProtelDXP2004打破了传统的设计工具模式，提供了以项目为中心的设计环境，包括强大的导航能力、源代码控制、对象管理、设计变量和多通道设计等高级设计方法。在本次的CAD大作业中，运用ProtelDXP2004，绘制基于ARM的10M以太网通信系统的PCB设计。关键词：ProtelDXP2004、封装、PCB图目录1.Protel原理图的绘制和元件的制作..................................................................11.1.ARM控制芯片LPC2132的制作..........................................................................11.2.以太网接口芯片RTL8019AS的制作.................................................................21.3.芯片SP3232的制作...........................................................................................31.4.元件NFM39R02C470的制作...............................................................................51.5.元件LF1S022的制作.........................................................................................51.6.原理图的绘制过程.............................................................................................62.PCB图的绘制和元件封装的制作....................................................................82.1.ARM控制芯片LPC2132封装的制作..................................................................82.2.以太网接口芯片RTL8019AS封装的制作.........................................................92.3.元件LF1S022封装的制作.................................................................................92.4.芯片CAT1025-30封装的制作.........................................................................102.5.PCB图的绘制过程............................................................................................113.心得体会...........................................................................................................144.参考文献...........................................................................................................145.附录...................................................................................................................1511.Protel原理图的绘制和元件的制作根据设计完成的基于ARM的10M以太网通信系统的原理图，打开Protel2004软件，打开File,选择New，在选择Schematic，讲它保存在同一个文件夹内，并命名。现在可以开始在Schematic里面进行原理图的设计。首先调出Libraries，在这里面查找原理图所需要的元件，常用分立元件在MiscellaneousDevices.IntLib元件库中，一般连接器在MiscellaneousConnectors.IntLib元件库中，而其他的封装元件用Search在Libraries里搜索，找到后将其库文件添加到Libraries中，当所有元件都放置到Schematic上的时候，下面就可以按照电路原理图的要求对其连线。单线用Place中的Wire，总线用Place中的Bus，也可以适当使用Net原理图设计要求简洁、美观、设计完成后保存。由于电路原理图中有一些芯片是元件库中没有的，所以要利用Protel2004创建所需要的元件，创建元件过程如下。1.1.ARM控制芯片LPC2132的制作根据原理图的需要，绘制LPC2132芯片，首先要在用户界面的菜单栏Project中选择AddNewtoProject，选择SchematicLibrary。创建新的一个元件库，在里面绘制所需要的元件。元件原理图如下图1所示。图1LPC2132元件原理图2创建过程：1)在Schematic窗口下选择画图工具，选择矩形框，画出一个大小合适的矩形框。2)选择画图工具中的PlacePin，放置引脚，注意有电气特性的引脚方向要向外。3)双击引脚，设置引脚的Properties，在里面可以按需要设置引脚名称，电气特性，如图2所示。图2LPC2132引脚设置其他的引脚按照上述三个步骤可以顺利完成，最后保存即可。1.2.以太网接口芯片RTL8019AS的制作根据原理图的需要，绘制RTL8019AS芯片，首先要在用户界面的菜单栏Project中选择AddNewtoProject，选择SchematicLibrary。创建新的一个元件库，在里面绘制所需要的元件。元件原理图对比如下图3所示RTL8019AS是100脚的芯片，制作过程如下；1)在Schematic窗口下选择画图工具，选择矩形框，画出一个大小合适的矩形框。2)选择画图工具中的PlacePin，放置引脚，注意有电气特性的引脚方向要向外。3)放置元件是可以自由转动方向，单击元件，按住左键，按动空格键可以3将元件旋转90度。4)双击引脚，设置引脚的Properties，在里面可以按需要设置引脚名称，电气特性。图3RTL8019AS元件原理图图4RTL8019AS引脚设置1.3.芯片SP3232的制作根据原理图的需要，绘制SPS3232芯片，首先要在用户界面的菜单栏Project中选择AddNewtoProject，选择SchematicLibrary。创建新的一个元件库，在里面绘制所需要的元件。元件原理图对比如下图5所示4图5SP3232元件原理图创建过程：1)在Schematic窗口下选择画图工具，选择矩形框，画出一个大小合适的矩形框。2)选择画图工具中的PlacePin，放置引脚，注意有电气特性的引脚方向要向外。3)双击引脚，设置引脚的Properties，在里面可以按需要设置引脚名称，电气特性。4)元件原理图需要添加文本，可以选择画图工具中的A，添加文档。双击TEXT，可以修改文档名称，然后放置在需要的位置。如图6所示。图6添加文本51.4.元件NFM39R02C470的制作根据原理图的需要，绘制NFM39R02C470芯片，首先要在用户界面的菜单栏Project中选择AddNewtoProject，选择SchematicLibrary。创建新的一个元件库，在里面绘制所需要的元件。元件原理图对比如下图7所示图8NFM39R02C470元件原理图创建过程：1)由于该元件比较特殊，由两个电阻和一个电容组成，可以利用元件库中的电阻和电容。2)在LibrariesSearch中各自找出电阻和电容元件库的路径，打开路径文件，把已有的元件原理图复制到新建的元件库中。3)按照要求放置元件。1.5.元件LF1S022的制作根据原理图的需要，绘制LF1S022芯片，首先要在用户界面的菜单栏Project中选择AddNewtoProject，选择SchematicLibrary。创建新的一个元件库，在里面绘制所需要的元件。元件原理图对比如下图9所示。图9LF1S022元件原理图6创建过程：1)由于元件是一个网线接头，按照原理图，选择画图工具中的PlaceLine，在图上画图所需要的线段。2)由于有网格存在，可能有些线段不能对齐，这时候可以选择删除网格，使用快捷键shift+ctrl+G即可。3)放置所需的引脚，设置引脚名称及电气特性，最后保存文件。1.6.原理图的绘制过程创建原理图所需的元件后，开始原理图的绘制，首先运行软件，在Project文件单击右键，选择AddNewtoProject中的Schematic。新建一个原理图文件，在主画面上点击右键，选择Options中的DocumentOption，对原理图纸进行相关的参数设置，如下图10所示。图10原理图参数设置完成对图纸的参数设置后，需要将创建的原理图库添加到原有的原理图库中，选择Findcomponent中的Libraries，在installed一栏下，选择install，找出新创建的元件库，确认添加。如图11所示。7图11添加新建元件至此，完成了元件库的添加。接着可以在搜索栏中找到所有需要的元件。放置所需的元件，选择PlaceWire按要求连接元件。单击元件，出现虚线后，对着元件按住左键，按空格键可以改变元件的放置方向。按照上述方法，依照原理图，可以完成原理图的绘制，最终完成绘制原理图如图12所示。图12最终原理图82.PCB图的绘制和元件封装的制作完成原理图的绘制后，开始制作PCB图，新建一个PCB设计文档，保存和命名与原理图设计的相同，在打开原理图的界面下，执行Design/UpdateCAD.PcbDoc，在弹出的窗口中选择ExecuteChanges按钮，工作区自动切换到CAD.pcbDoc的工作环境。由于新创建的元件还没有添加封装，因此需要绘制元件封装。元件的封装的需要根据元件的datasheet进行绘制，下面介绍元件封装的绘制。2.1.ARM控制芯片LPC2132封装的制作根据LPC2132的datas