电子cad实训教材

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电子CAD实训教材株洲工业学校林芬红-27- 目录实训一Protel99SE的基本操作………………………3实训二原理图的环境设置………………………………4实训三简单原理图的绘制与编辑………………………5实训四原理图的绘制与编辑……………………………8实训五电路的ERC检查,生成元件清单及网络表………15实训六创建原理图元件…………………………………16实训七电子元件的封装…………………………………18实训八定义PCB板尺寸与PCB参数设置………………19实训九元件的布局，布线整理及打印…………………21实训十创建PCB元件及元件库…………………………24-27- 实训一、Protel99SE的基本操作一、实训目的Protel99SE的基本操作主要包括Protel99SE的启动、关闭、文件的建立、导入导出、为文件进行加密、创建工作组及设置成员权限等操作。本训练的目的主要让学生掌握这些基本操作。二、实训环境1、WINDOWS98/2000/XP环境2、PROTEL99SE软件三、实训内容与步骤： 1、启动Protel99SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为lx1.ddb设计数据库文件。2、在上题数据库中建立一个名为小信号功率放大器电路的原理图文件（SchematicDocument）、一个名为小信号功率放大器电路的印刷电路板文件（PCBDocument），并打开。然后将小信号功率放大器电路.SCH,小信号功率放大器电路.PCB导出到桌面上。3、选择适当的菜单命令，将上题打开的文件窗口进行水平分割、垂直分割及平铺。4、在Protel的文件夹中建立名为lx2.ddb设计数据库文件，文件类型WindowsFileSystem。5、在Protel的文件夹中建立名为lx3.ddb设计数据库文件，文件类型MSAccessDatabase,并对数据库进行加密，密码为student。观察WindowsFileSystem及MSAccessDatabase两种类型的区别。 6、在Protel的文件夹中建立名为lx4.ddb设计数据库文件，将步骤2中桌面上的小信号功率放大器电路.SCH,小信号功率放大器电路.PCB导入。7、在Protel的文件夹中建立名为lx5.ddb设计数据库文件，创建两个设计组成员（Guest）zhanghong和waangyan，分别输入密码。设置工作权限，admin的权限为（Read）、写（Write）、删除（Delete）、创建（Create），Guest的权限为（Read）、写（Write）.-27- 8、在Protel的文件夹中打开名为lx3.ddb设计数据库文件，并在建立一个名为sheel1.sch原理图文件并打开，在原理图元件库中MiscellaneousDevices.lib中找出我们在电子技术中常用的元件并画在实习报告本上。实训二 原理图的环境设置一、实训目的环境设置主要使用菜单Design/Options和Tools/Preferences。本实训就是使用这两个菜单设置设计环境。二、实训环境1、WINDOWS98/2000/XP环境2、PROTEL99SE软件三、实训内容与步骤：1、启动Protel99SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，在Protel的文件夹中建立名为student.ddb设计数据库文件，新建原理图文件，命名为Lx1.sch。设置图纸大小为A4，水平放置，工作区颜色为220号色，边框颜色为45号色。标题栏设置：用“特殊字符串”设置制图者为tianjin、标题为“攻放”，字体为华文彩云，颜色为121号色。2、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX2.sch。自定义图纸大小：宽度为850、高度为450，垂直放置，工作区颜色为299号色。网格设置：SnapOn为10mil，Visible为10mil。字体设置：系统字体为仿宋体、字号为8，字形为斜体。可视网格为点状，取消重复操作次数为60次。设置系统字体：将UseClientSystemFontForAllDialogs复选框取消选择。标题栏设置：用“特殊字符串”设置文档编号为“1-10”、标题为“稳压电源”，字体为华文行楷，颜色为238号色，不显示图纸的参考边框。3、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX3.sch。标题栏设置：标题栏显示方式为ANSI，用“特殊字符串”设置地址为Mining-27- Street,Washington,10张原理图中的第一张。不显示图纸的参考边框。把光标设置成大十字45度。4、在student.ddb中创建原理图文件，命名为LX5.sch电路原理图文件。练习打开及关闭MainTools（主工具栏）、WiringTools（布线工具栏）、DrawingTools（绘图工具栏）、PowerObjects（电源及接地工具栏）、DigitalObjects（常用器件工具栏）、SimulationSources（信号仿真源工具栏）、PLDToolbar（PLD工具栏），放大及缩小原理图。5、将基本元件库miscellaneousdevices.ddb、德克萨斯仪器公司元件库TIdatabook　增加到元件库管理器中。（在原理图设计环境中的设计管理器中选择BrowseSCH页面，在Browse区域　中的下拉框中选择Library,然后单击AddSch路径，在元件库列表中选择MiscellaneousDevices.ddb后单击Add按扭，然后再选择TI　Databook库单击Add按扭。）实训三简单原理图的绘制与编辑一、实训目的1、熟悉画原理图工具；2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图二、实训环境 1、WINDOWS98/2000/XP环境；2、PROTEL99SE软件三、实训内容与步骤：[练习1] 建立一个A1.DDB数据库，再建立一个原理图文件sheet1.SCH文件，在原理图中放置阻值10k的电阻、容量为10微法的电解电容、型号为IN4001的二极管、型号为2N2222三极管、单刀单掷开关和2脚连接器。注意修改属性。 [练习2]在练习1的基础上练习：-27- （1）选择10k电阻，复制并粘贴该电阻，然后取消选择；（2）删除二极管，并用恢复按钮将二极管恢复。（3）删除三极管。（4）删除电容，然后粘贴该电容。（5）用鼠标选择几个元件，然后删除这些被选择的元件。（6）将该电路图存盘。[练习3]试关闭和使能电气捕捉栅格，观察电气栅格在连线时具有的作。  [练习4]试关闭和使能电气连接点，观察画"丁"字连线时的区别。[练习5]放置网络标记，试更改字型和字号，并连续放置D1-D9十个网络标记。 [练习6]选取电源和地线工具，试更改它们的形状和标记。[练习7]按照下图画一个共发射极放大电路，电路中的元件都取自MiscellaneousDevices.lib库。（1）要求图纸尺寸为A4,去掉标题栏,关闭显示栅格,使能捕捉栅格和电气栅格,使能自动连接点。（2）画完电路后，要按照图中元件参数逐个设置元件属性，但是元件要自动编号，并进行电气规则检查。（3）最后形成该电路的网络表。-27- [练习8]按照上面的操作步骤，分别建立二个原理图文件sheel2.sch和sheel3.sch，把下图画出来。图一-27- 图二实训四  原理图的绘制与编辑一、实训目的     1、熟悉画原理图工具     2、掌握画原理图基本操作，绘制原理图二、实训环境     1、WINDOWS98/2000/XP环境     2、PROTEL99SE软件三、实训内容与步骤：    [练习1]稳压电源电路原理如下，原理如图1所示，试画出它的原理图。-27- [练习2]甲乙类放大电路如下图所示，试画出它的原理图。该练习中的元件表：　　　　　　　　　　　　　　练习2原理图的元件表封装元件名称数量编号AXIAL0.3RES24R1R2R3R4DIODE0.4In4148E1D2DIODE0.4In41481D1RB.2/.4CAPACITORPOL2C1C2SIP2CON22J1J2SIP4CON41J3TO-46NPN2Q2Q3TO-46PNPQ1-27- [练习3]正负电源中、电路如下图所示，试画出它的原理图，元件表如下：练习3的元件表说明编号封装元件名称电解电容C36C37C35C34C39C40RB.2/.4ELECTRO1二极管V23DIODE0.4DIODE三端稳压器N106N107N108N109TO-220VOLTREG连接器JP1,JP2SIP5CON5-27- [练习4]降压器整流滤波电路如下图所示，试画出它的原理图。元件表如下：　　　　　　　　　　　　　练习4的元件说明编号封装元件名称变压器T1*300VA　TFMR保险丝F1*FUSE连接器J2J3J4J5SIP3CON3连接器J1SIP4CON4开关S1*SW　DPST整流桥堆D1D2D3D4BRIDGEBRIDGE1电解电容C1C2C3C4C5RB.3/.6CAPACITORPOL-27- [练习5]信号源电源如下图所示，试画出它的原理图：练习5的元件说明编号封装元件名称晶体振荡器X1XTAL1CRYSTAL可调电容C2RAD0.3CAPVAR电容C5C6C7C8RAD0.1CAPNPN三极管Q1Q2Q3Q4TO-92ANPN1电阻R8R9R10R11R16R18AXIAL0.3RES1PNP三极管Q5TO-92APNP1电阻R17AXIAL0.6RES1连接器JP1SIP4CON4-27- [练习6]电路如下图所示。试画出它的原理图。　　　　　　　　　　　　　练习6的元件表说明编号封装元件名称六反相器U9AU9BU9CDIP1474LS04电容C10RAD0.2CAP电阻R1R2R5AXIAL0.4RES2晶体振荡器XTALIXTAL1CRYSTAL连接器J1SIP4CON4-27- [练习7]电路如下图所示，试画出它的原理图，元件表如下：练习7的元件表说明编号封装元件名称按钮S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10*SW－PB电阻R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10AXIAL0.3RES28输入与非门U5DIP14SN7430连接器J1SIP6CON610-4线优先编码器U2DIP1674LS147-27- [练习8]电路如下图所示，试画出它的原理图。　　　　　　　　　　　练习8的元件表说明编号封装元件名称电阻R1R2R3R4R5R6R8RPOTR88AXIAL0.3RESNPN三极管Q1TO-46NPN1电容C1RB.2/.4ELECTRO1电容C4C5C6RAD0.2CAP二极管D1D2DIODE0.4DIODE通用运放U1U2U3DIP8UA741连接器J3SIP3CON3连接器J1J2SIP4CON4-27- 实验五电路的ERC检查,生成元件清单及网络表一、实训目的1、对电路进行ERC检查,检查电路中出现的错误。2、生成元件清单方便元器件的管理。3、生成网络表，为后面PCB制作打下基础。二、实训内容与步骤：[练习1]前面对实训三，四等几个练习做以下操作：1、进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。2、请做元件表（选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单）3、请做网络表（选择Design/CreateNetlist）[练习2]复位电路及晶振电路如图1所示，试画出它的原理图。图　1画好图后：1、进行电气规则检查（选择Tools/ERC菜单）。-27- 1、请做元件表（选择Report/BillofMaterial或Edit/ExporttoSpread菜单）3、请做网络表（选择Design/CreateNetlist）实训六、创建原理图元件一、实训目的使用元件库编辑器来生成元件和建立元件库。二、实训内容与步骤： [练习1]试建立Lx1.lib元件库，并画出这些逻辑电路中常元器件。-27- [练习2]在继电器控制系统中，经常须要如下图所示的元件，试建立元件库，并画出这些元件。[练习3]用练习2所画的元件画如下图所示的继电器控制电路。-27- [练习4]试建元件库并画出如下图所示的元件。[练习5]从已有的库中拷贝二极管图形，然后将它的管脚长度改为10mil。[练习6]试练习画逻辑电路中与门、或门、非门符号。[练习7]试练习画时序电路中D、JK和RS触发器的符号。实训七、电子元件的封装一、实训目的了解印刷电路板的种类和特点、电子元件的封装、导线、层等和印刷电路板（PCB）设计制作密切相关的概念.二、实训内容与步骤：      [练习1]练习打开及关闭MainToolbar（主工具栏）、PlacementTool（放置工具栏）、ComponentPlacement（元件位置调整工具栏）、FindSelections（查找选择工具栏）。[练习2]加载PCB-27- Footprints.lib封装库，并从中选择电阻封装（AXIAL0.3），电容封装（RAD0.1和RB.2/.4），二极管封装（DIODE0.4）、三极管封装（TO-126），连接器封装（SIP2）、可变电阻封装（VR1），石英晶体封装（XTAL1），集成电路元件封装（DIP16），把这些封装放置到电路板图上。  [练习3]画出下图并把元件的封装名加上去。 [练习4]对前面几个实训中的没有封装名的添加元件封装。实训八定义PCB板尺寸与PCB参数设置一、实训目的1.PCB板的尺寸的设定2.PCB的参数的设置二、实训内容与步骤：-27-     [练习1]使用PCB创建向导规划如下形状的双面电路板（电路板尺寸、属性采用缺省值）[练习2]定义一块宽为1800mil，长为2000mil的单层电路板，要求在禁止布线层和机械层画出板框，在机械层标注尺寸。[练习3]设置在对象被选中后，系统不自动保护所定对象。设置当用户进行整体编辑时，系统会自动弹出确认对话框。设置当出现重复对象时，系统会自动删除重复对象。[练习4]设置度量单位为公制，设置水平，垂直捕捉栅格和水平，垂直元件栅格依次为20mil，20mil，25mil，25mil，电器栅格为10mil。设置旋转角度为30度，设置底层丝印层的颜色为100号色，设置尺寸线为“简单显示”，其余为“精细显示”，设置显示焊盘网络名称和焊点序号。[练习5]设置当用户选择新的元件时，系统不取消原来选择的元件。设置当用户进行PCB设计时，系统会在线进行DRC检查。[练习6]设置与组件连接的导线会随组件的移动而一起伸缩。设置设置转换特殊字符串功能，设置只显示当前板层。[练习7]设置操作撤消次数为50次，设置光标类型：Large90，设置布线使用多边形进行障碍检测，交互布线：避开障碍。 [练习8]设置多边形铺铜栅格尺寸为20mil，路径宽度为5mil，最小长度为3mil，焊盘环绕形状为八边形。-27- 实训九元件的布局，布线整理及打印一、实训目的1、PCB中元件的布局。2、PCB中元件的布线（自动布线及手工布线）3、PCB板的整理。4、PCB板的打印。二、实训内容与步骤： 1、稳压电路如图所示，试设计该电路的电路板。设计要求：（1）按电路图1画出原理图电路，元件参数见参数表。（2）使用单层电路板，在电路板中网络地（GND）的线宽选1mm，netj1-1与netj1-2线宽选1mm,电源网络（VCC）的线宽选0.8mm，其余线宽均采用缺省设置（0.3mm），见图3，最小安全间距为12mil。（3）先自动布线，见自动布线参考电路板图4，再手工调整，见手工调整布线参考电路板图5。（4）在电路板上铺铜，要求栅格为30mil，铜膜线宽度为8mil，铺铜层为底层，铺铜网线形式为45度，使用八角形状环绕焊盘。（5）电路板设计完成后应进行DRC检测，并根据报告的错误提示进行调整，直到无错误为止。图1-27- 参数表说明编号封装元件名称电阻R1AXIAL0.3RES2三端稳压块U1TO-220VOLTREG电容C1C3RB.3/.6ELECTRO1电容C2C4RAD0.2CAP二极管D1D2D3D4D5DIODE0.4DIODE发光二极管D6DIODE0.4LED连接器J1SIP2CON2-27- 2、将前面各练习做成PCB图。3、为第3章练习中各题的PCB四角分别添加放置安装孔，安装孔直径为3mm。4、在第3章练习中各题PCB板的底层放置填充。5、练习在电路板上放置过孔，注意修改过孔的尺寸，外径为60mil，内径为30mil。-27- 6、练习在电路板上铺铜，要求栅格为20mil，铜膜线宽度为10mil，铺铜层为顶层，铺铜网线形式为45度，使用八角形状环绕焊盘。7、打印第3章练习中各题PCB板。（多层）。8、打印第3章练习中各题PCB板的顶层（要求带焊盘、过孔、元件轮廓）。9、打印第3章练习中各题PCB板的丝印层及禁止布线层。验十、创建PCB元件及元件库一、实训目的1、学会创建PCB新元件。2、学会创建PCB元件库。二、实训内容与步骤：       1、启动Protel99SE，在D盘建立名为Protel的文件夹，并在文件夹中建立名为自制PCB元件.ddb设计数据库文件。在数据库中建立一个名为MyPCBLIB.LIB的库文件。      2、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个DIP14的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为DIP10的封装,并重命名为DIP10。      3、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个RB.2/.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图1的封装,并重命名为47uf，再将它改为如下图2的封装,并重命名为2200uf。-27- 4、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个DIODE0.4的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图3的封装,并重命名为DIODE，再将它改为如下图4的封装,并重命名为CLED.-27- 5、打开PCBFootprints封装库,拷贝一个TO-126的封装到MyPCBLIB.LIB库中，然后将它改为如下图5的封装,并重命名为RP，再将它改为如下图6的封装,并重命名为7805。(7805元件焊盘外径60mil,内径40mil。6。制作数码管的封装如下图，重命名为SM。-27-