1、第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 PCB制作技術制作技術第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 1. EDA技術綜合應用設計的主要軟件及設備技術綜合應用設計的主要軟件及設備 1.1 主要軟件、設備及作用 EDA技術的綜合應用設計與開發可能用到的主要開發設計軟件、設備及其作用如下： (1) EDA的開發工具軟件：目前比較流行的、主流廠家的EDA的軟件工具有Altera的MAX+plus 、Quartus ，Lattice的ispDesignExpERT，Xilinx的Foundation Series、ISE/ISE-WebPAC

2、K Series。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 (2) 計算機輔助分析軟件：MATLAB用于復雜系統的系統級仿真，DSP的系統建模，有關數據的計算和分析等。 (3) 印刷電路板PCB的設計軟件：主要有PROTEL、ORCAD等，用于設計系統的外圍部件或外圍電路的PCB圖。 (4) EDA實驗開發系統/片上系統(SOPC)/嵌入式系統：用于EDA實驗與開發的硬件的編程下載及硬件驗證。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 (5) 單片機仿真器及仿真頭：用于單片機程序的調試與硬件的驗證。 (6) 印刷電路板PCB的制作設備：用

3、于系統外圍部件或外圍電路的PCB的制作。 (7) 信號源、示波器、頻率計、無線電綜合測試儀等其它相關設備。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 1.2 CPLD/FPGA+MCU系統聯合調試設備的聯接 CPLD/FPGA+MCU綜合應用系統聯合調試設備的聯接示意圖如圖1.34所示。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.3 聯接示意圖EDA實驗開發系統(含單片機接口)仿真頭仿真頭40芯插頭通信接口通信電纜通信電纜通信電纜插入通信接口通信接口串行口計算機B計算機A單片機仿真器40芯單片機插座并行口下載口第第1 1章章 EDAED

4、A技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 1.3 Create-Pcb高精度電路板制作儀簡介 Create-Pcb高精度電路板制作儀是美國Vplex公司最新研制出的，由湖南科瑞特科技公司進行生產和銷售的高科技產品，該產品的推出成功地解決了困擾電子工程師多年的難題開發制板費用高、周期長，因而成為了電子產品開發的必備工具，也是各大中專院校理想的實驗設備。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 Create-Pcb制板儀具有如下特點： 可在1小時內制作出一塊高精度的單/雙面電路板； 節省90%的樣板開發費用； 線徑寬度最小可達4 mil(0.1 mm)； 制作簡單，保

5、證100%制作成功； 制板儀主要部件均為進口材料； 制板儀含標準配置，可馬上動手制作電路板； 完整的影音光碟制作說明； 長期耗材備存，供貨貨源穩定； 完善的售后技術支持。它適合于公司、軍工及各研究單位電子設計開發，是大中專院校電子、電工實驗基地的理想工具。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2 綜合應用系統外圍電路的綜合應用系統外圍電路的PCB設計與制作設計與制作 2.1 啟動設計環境 Protel 99 SE系統一共提供了7個設計環境(或稱為設計系統)，分別是原理圖設計與編輯(Sch)、印刷電路板設計與編輯(PCB)、原理圖元件庫編輯器(SchLib)、印刷

6、電路元件庫編輯器(PcbLib)、表格處理編輯器(Spread)、文字處理編輯器(Text)、Wave Form文件編輯器。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 運行Protel 99 SE，進入Design Explorer，執行File/New命令建立新的設計數據庫(Mydesign1.ddb)，或打開一個已經存在的設計數據庫，如圖1.35所示。此時用戶就可以進行創建新的原理圖、PCB圖等文件操作了。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.35創建或打開設計數據庫 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜

7、合應用設計基礎 執行當前菜單中的File/New命令，系統彈出New Document對話框，如圖1.36所示。選取Schematic Document/PCB Document等圖標，然后單擊OK按鈕即可進入相應的原理圖/PCB圖等設計。新建的文件將包含在當前的設計數據庫中，系統默認的文件名為“SHEET1”，用戶可以在設計管理器中更改文件的文件名。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.36 新建原理圖、PCB圖等文件對話框 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2.2 原理圖的設計 進行電路原理圖的設計主要是為了生成相應

8、的網絡表，為后面的印制電路板的設計做好準備。 1原理圖的設計步驟 啟動原理圖編輯器設置電路圖圖紙大小以及版面設置設計的有關工具裝載元件庫在圖紙上放置需要設計的元器件，并編輯元件的有關屬性(如元件的編號、封裝等)對所放置的元器件布局布線對布局布線后的元器件進行調整保存設計、繪制的電路原理圖。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2有關重要操作 1) 元件庫的裝載 元件庫的裝載就是將設計中需要使用的元件所在的元件庫從外存調入內存，以供設計中使用。其具體操作為：使用鼠標單擊設計管理器中左端的Browse Sch選項卡，然后單擊Add/Remove按鈕，屏幕將出現元件庫

9、添加/刪除對話框；這時用戶可選擇自己需要的元件庫，然后雙擊鼠標或點擊Add按鈕，此元件庫就會顯示在Selected Files框中，元件庫文件的類型為 .ddb文件；全部選擇完，點擊OK即完成元件庫的添加，如圖1.37所示。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2) 元件屬性的編輯 元件屬性的編輯就是設置元件的電氣屬性。用鼠標雙點需編輯屬性的元件，這時會彈出一個元件屬性選項卡(如后續的圖1.40或圖1.41所示)，根據要求編輯相應的設置。元件屬性選項卡包括如下選項： (1) Lib Ref：選擇元件樣本，修改此項可以直接替換原有的元件，元件樣本名不會顯示在元件

10、圖上。 (2) Footprint：選擇元件的封裝方式。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.37 元件庫的裝載示意圖第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 (3) Designator：設置元件序號。 (4) Part Type：設置元件在電路圖上顯示的元件名稱，它與元件樣本名、元件序號是不同的。 (5) Sheet：指定該元件內部電路圖所在的文件，它不會顯示在元件圖上。 (6) Part：針對復合式封裝的元件而設定的，它用于指定復合式封裝元件中的元件。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎

11、 (7) Selection：在元件放置后，將該元件置于被選狀態，元件四周會出現黃框，并且元件序號和元件名稱也變為黃色。 (8) Hidden Pins：設置是否顯示隱藏的引腳。如果選中本項，隱藏的引腳將在電路圖上被顯示出來。 (9) Hidden Fields：設置是否顯示元件標注(即Part Fields 1-8、Part Fields 9-16共16個標注項的信息)。 (10) Hidden Names：設置是否顯示元件標注欄的欄名。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 3) 電路元件的編輯 電路元件的編輯操作有選擇、復制、剪貼、刪除、移動、旋轉等。下面介

12、紹一下元件的移動和旋轉的快捷操作。移動元件最簡單的方法是：將光標移動到元件的中央，按住鼠標，元件周圍出現虛框，拖動元件到合適位置，即可實現該元件的移動。元件的旋轉：選中元件按住鼠標按空格鍵，就可以將元件按逆時針旋轉。 4) 圖幅的放大/縮小 將鼠標指在圖的中心先按住Shift鍵，再按Pgup/Pgdn鍵，即可實現圖幅的放大/縮小。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 3原理圖的設計實例 利用晶振、電阻、電容、集成芯片74LS04、集成芯片4040等元器件設計一個能產生各種不同頻率的方波信號的簡易信號源，如圖1.38所示。圖1.39是簡易信號源電路原理圖設計中的

13、元件調用及布局、布線示意圖；圖1.40是晶振CRYSTAL的屬性編輯圖；圖1.41是集成芯片4040的屬性編輯圖；圖1.42是設計好的簡易信號源電路原理圖；表1.3是簡易信號源電路原理圖設計中元器件的有關重要屬性設置值。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.38 簡易信號源的電路原理圖 DIPSW84040SW1VCC JP24 HEADER1011RSTCLKQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q1211514121342356797515030060012004800960019200123456789101112131415161234U

14、1274LS0474LS0474LS041312111098RAWBAUDU9DU9EU9FC90.1 FR3470 R4470 XTAL24.915 MHz第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.39 簡易信號源電路原理圖設計中的元件調用及布局、布線示意圖 用該工具將各電路元件連接起來470 470 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.40 晶振CRYSTAL的屬性編輯圖 圖1.41 集成芯片4040的屬性編輯圖第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.42 設計好的簡易信號源電路原

15、理圖 470 470 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 表1.3 簡易信號源電路原理圖設計中元器件的有關屬性設置值 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2.3 生成網絡表 網絡表是電路原理圖設計與印刷電路板設計之間的一座橋梁，它是電路板自動布線的靈魂。網絡表可以從電路原理圖中獲得，也可從印刷電路板中提取。 設計好電路原理圖后，先進行電氣規則檢查(執行Tool/ERC操作)，接著執行Design/ Create Netlist操作，即可生成網絡表。如果網絡表有錯，我們應返回去修改電路原理圖，直到生成的網絡表沒有錯誤為止。圖1.

16、43是根據前面已經設計好的簡易信號源電路原理圖生成的網絡表。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.43 根據簡易信號源電路原理圖生成的網絡表 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2.4 PCB的設計 1PCB的設計步驟 啟動PCB編輯器確定電路板的尺寸裝載封裝元件庫裝載網絡表元件布局、布線自動/手動布線查看3D視圖。第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2PCB設計中的有關重要操作(1) 電路板的尺寸的設定。 (2) 單/雙層板的設置。 (3) PCB圖中連線線寬的設置。 (4) PCB圖

17、中電源線寬的修改。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2PCB圖的設計實例 圖1.44是簡易信號源電路的PCB圖，圖1.45是簡易信號源電路的PCB的3D圖。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.44 簡易信號源電路的PCB圖第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.45 簡易信號源電路的PCB的3D圖 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2.5 PCB的制作 1PCB的制作步驟 PCB的制作步驟為：打印菲林(菲林是用于打印PCB圖的一種透明紙)感光板

18、曝光顯影(配置顯影液試板顯影)腐蝕打孔焊接表面處理，如圖26所示。 第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 圖1.46 Create-Pcb高精度電路板制作儀制作PCB的流程圖PCB圖設計打印PCB圖感光板曝光顯影全自動腐蝕手工鉆孔 雙面板貼片焊接成品板第第1 1章章 EDAEDA技術綜合應用設計基礎技術綜合應用設計基礎 2菲林的打印 在打印前請安裝好Create制板演示光盤自帶的“protel99se6”漢化版(該漢化版在打印設置及操作方面特別方便)，并假設打印機為HP1000，下面介紹一下菲林的打印過程中的有關操作。 首先設置打印機，點擊File的下拉菜單Setup Printer項，出現如圖1.47所示的提示框，按圖示選擇正確的打印類型。點擊“Options.”按鈕，出現圖1.48所示的提示框，按圖示進行設置，特別要注意設置成1:1的