1、项目二 任务1 1尚德博学求实创新任务1 1 流水灯电路板的设计A 任务描述A 通过上一个项目的学习，我们已初步掌握了简单电子产品电路板的设计，现在就让我们通过流水灯电路来学习较复杂电路板的设计方法。要求用电脑设计流水灯电路PCB板图，在满足要求，符合电气规则的前提下，元件布局可自行设计，PCB板的形状可自行设计。PCB板参考尺寸：10cm 7cm。n 任务目标A 总目标A 1 用ptotel2004软件绘制给定流水灯电路的电路图，如图示：2 根据电气规则，按任务要求设计流水灯电路的PCB板图，如图示：n 具体目标：A 完成这个学习任务后，你应做到：A 在知识方面：A 1 能正确叙述元器件搜索
2、的方法及元器件封装选择要点A 2 能正确叙述元件库建立的意义及方法，正确绘制元器件，设置相关参数A 3 能正确叙述单面PCB板设计的步骤、规则及一些操作要点n 具体目标：A 完成这个学习任务后，你应做到：A 在技能方面：A 1 独立、较熟练绘制流水灯电路图A 2 独立完成CD4069集成电路元件图的绘制，并正确调用A 3 能根据实际需要选择元器件的正确封装，并追加到原理图上A 4 独立设置相关参数，并绘制出流水灯单面PCB板n 知识链接一：流水灯电路图绘制指引1 创建项目文件选择【文件】/【创建】/【项目】/【PCB项目】命令，创建项目。2 保存项目在菜单栏上，选择【文件】/【保存项目】命令，
3、在【文件名】栏输入“流水灯”为项目重新命名，将默认的保存路径C:Progranm FilesAltium2004Examples改为D:流水灯，单击【保存】。n 知识链接一：流水灯电路图绘制指引3 在项目中新建原理图文件并保存3.1 在菜单栏上，选择【文件】/【创建】/【原理图】，新建原理图文件。3.2 在菜单栏上，选择【文件】/【全部保存】，保存文件和文件的链接关系。3.3 在弹出保存对话框中，在【文件名】栏输入“流水灯”为文件重新命名，单击【保存】。小词典：如果【projects】面板没有显示，可以单击工具面板底部的【projects】标签或选择菜单栏上【查看】/【工作区面板】/【syst
4、em】/【projects】命令。A 4 绘制流水灯电源的原理图A 4.1设置图纸参数及相关信息A 选择【设计】/【文档选项】命令，打开【文档选项】对话框，可以设置图纸的大小、方向、网格大小及电路设计的作者、单位等相关信息，如图示：A 网格参数分为网格（图纸网格）和电气网格，网格设置合理与否关系到原 理 图 设 计 的 效 率 与 质 量。网 格 的 默 认 单 位 为“mil”(1mil=0.0254mm).A 操作说明：A 4.1.1 图纸网格A 捕获网格：放置元件、拖动元件、布线等操作时鼠标在图纸上一次移动的最小距离，如果不选中该复选项，则鼠标移动一次的最小距离为一个像素点。A 可视网格
5、：图纸上显示的可见网格距离，如果不选中该复选项，则不显示网格值。A 4.1.2 电气网格A 自动寻找电气接点的半径范围，是指以光标为圆心，以电气网格值为半径，向周围搜索电气节点，如果在该范围内找到电气节点，光标将自动移到该节点上，如果不选中该复选项，则无此功能，通常情况下，电气网格值略小于捕获网格值的一半。A 4.2装载和卸载元件库A 单击【元件库】按钮，弹出【可用元件库】对话框，单击【安装】选项卡，该列表中显示的是已经加载的元件。A 4.2.1 加载元件A 单击【安装】按钮，弹出【打开】对话框，指定路径，选择要添加的库文件，选中单击【打开】按钮，加载的元件将显示在可用元件库列表里。A 4.2
6、.2卸载元件库A 在【安装元件库】列表中选择要卸载的元件库，单击【删除】按钮，卸载的元件库将不再显示于可用元件库列表。把其他的都删掉，剩下流水灯所需要的元件库。A 4.3 新建原理库A 由于原理图中CD4069的模型在ptotel2004自带库中找不到，我们可以通过新建原理库绘制我们所需要的模型。A 绘制元件的一般步骤是：A 1、新建一个元件库。A 2在原点附近绘制元件外形。A 3、放置元件管脚。A 4、设置元件属性。A 5、保存元件。A 4.3.1 新建一个元件库A 在菜单栏上，选择【文件】/【创建】/【库】/【原理图库】，新建原理图库，点击【保存】。如下图示：A 4.3.2 在原点附近绘制
7、元件外形A 4.3.2.1 使用放置菜单下的【矩形】工具绘制出一个矩形A 设定捕获网格为10mil,将光标移到坐标（0，0）处单击左键确定矩形的一个点，然后将光标移到（0，-80）单击左键确定矩形的第二个点，再将光标移动（40，-80）单击左键确定矩形的第三个点，最后将光标移到（40，0）单击左键，矩形就画完了，单击鼠标右键退出矩形绘制状态，绘制好的矩形如图4.3.2.1。A 4.3.2.2 设置元件属性。A 点击【SCH Library】,如图4.3.2.2（a）所示；双击【Component】，弹出【Library Component Properties】窗口，按图4.3.2.2（b）设
8、置，并按【确认】即可。4.3.2.2（a）点击“SCH Library”显示窗口4.3.2.2（b）设置元件属性后的界面A 4.3.3 放置元件管脚A 选择【放置】/【引脚】菜单命令工具，进入放置引脚模式，这时指针会出现一个大的十字符号和一条带有两个数字的短线，在放置引脚前按Tab键，则打开【引脚属性】对话框，如图4.3.3修改属性按确定后在矩形上放置14个引脚。小词典：放置引脚有几点要注意：一是管脚只有一端具有电气特性，应将不具有电气特性的一端与元件图形相连；二是字母上带“非”时（如“”），可以在显示名称框里输入“Q/”来实现；三是原理图绘制中，一般会把“电源、地”的引脚隐藏起来，如元件CD
9、4069是共14只脚，但该元件“7”“14”脚是没有显示的，这时可将隐藏后的框打上钩，即可显示隐藏的引脚,方便连接导线。如下图。QA 4.3.4 放置元件CD4069并设置其封装A 单击左边的流水灯原理图文件返回原理图的编辑状态。单击 按钮，弹出元件库，找到“流水灯.SCHLIB”，如图2-1-1，放置CD4069，并改为U1。然后双击CD4069弹出元件属性对话框中，如图2-1-2（a），单击【追加】按钮，弹出图2-1-2（b）所示，【加新的模型】对话框，选择“Foot print”,单击【确定】，然后会弹出【PCB模型】对话框，如图2-1-2（c）所示。A 4.3.4 放置元件CD4069
10、并设置其封装A 点击浏览出现如图2-1-3，找到库Miscellaneous Devices,IntLib Footprint View下DIP-14封装。按确定完成封装的设置。图2-1-1 放置CD4069元件图2-1-2（a）弹出CD4069元件属性窗口A 小贴士：A 单击【工具】/【重命名元件】命令，可对元件重新命名。A 若要接着做下一个元件，可单击【工具】/【新元件】命令。A 4.3.5.放置集成CD4017A 利用元件库的查找功能找出集成CD4017，如图2-1-4（a），然后放置到原理图中，并改名为U2和CD4017，如图2-1-4（b）。我们可以通过调整引脚来达到我们要的效果。双
11、击集成CD4017，弹出对话框修改如图2-1-5（a）。我们通过移动引脚来达到我们要的效果，如图2-1-5（b）。A 4.3.6.放置其他元件并用导线连接A 按照项目一的方法放置其他元件和连线.A 4.3.7 生成网络表A 单击【设计】/【设计项目的网络表】/protel 命令完成网络表的生成。n 知识链接二：PCB板设计制作指引1 新建PCB文件在项目下创建PCB文件，执行菜单命令【文件】/【创建】/【PCB文件】并保存为“流水灯”。n 知识链接二：PCB板设计制作指引2 定物理边界和电气边界将PCB编辑器的当前层置于keep out lay层，按键盘的字母“Q”键把网格的单位变成毫米(mm
12、)，看文档的左下角，如图示。为了方便计算直线的长度，我们把网格的单位改成1mm，点击菜单栏的【设计】/【PCB板选项】，出现对话框，按下图填写,然后按确定。点击菜单栏的【放置】/【直线】绘制一个90mm*70mm得电气边界。A 小词典：A 用快捷键绘制90mm*70mm电气边界：A 在PCB板的左下角设定原点。执行菜单命令【编辑】/【原点】/【设定】在PCB板的左下角单击左键完成原点的设定。A 执行菜单命令【放置】/【直线】，然后按键盘J+L键，弹出对话框并修改如图2-1-1（a），按两下键盘的Enter键确定边界的第一个点，再一次按键盘“J+L”键，弹出对话框并修改如图2-1-1（b）,按两
13、下键盘的Enter键确定边界的第二个点如图2-1-1（c）,再一次按键盘“J+L”键，A 小词典：A 弹出对话框并修改如图2-1-1（d）,按两下键盘的Enter键确定边界的第三个点如图2-1-1（e）,再一次按键盘“J+L”键，弹出对话框并修改如图2-1-1（f）,按两下键盘的Enter键确定边界的第四个点如图2-1-1（g）,再一次按键盘“J+L”键，弹出对话框并修改如图2-1-1（h）,按两下键盘的Enter键然后右键取消，完成90mm*70mm电气边界的绘制如图2-1-2。A 3 网络表及元件A 在PCB编辑状态下，执行菜单命令【设计】/【Import Changes From 流水灯
14、.Prjpcb】导入项目网络表，弹出工程变化订单的对话框。然后按工程变化订单的对话框中的变化生效按钮。如图2-1-3所示：我们发现C1和C2的封装与实际的封装有点出入，我们可以通过改封装来达到与实际的相符。返回到原理图编辑状态，双击C1,弹出元件的对话框中，点击“编辑”修改如图2-1-4，然后单击“浏览”后找到“RAD-0.1”如图2-1-5，点确定完成封装的修改。用同样的方法修改C2。图2-1-4 更换元件封装A 在PCB编辑状态下，再次执行菜单命令【设计】/【Import Changes From 流水灯.Prjpcb】导入项目网络表，弹出工程变化订单的对话框。然后按工程变化订单的对话框中
15、的变化生效按钮，变化如图2-1-6所示。图2-1-6 改变C1、C2的封装A 4 元件布局及调整A 4.1 加大焊盘的尺寸A 为了热转印出来的效果较好（方便元器件焊接），我们采用加大焊盘。双击集成元件的焊盘，修改如图2-1-7。图2-1-7 修改焊盘大小A 根据要求加大每个焊盘并手工布局如图2-1-8图2-1-8 手动调整元件布局A 小贴士：A 1.在进行PCB设计的过程中，进入各设置选项，我们还可以通过在工作去点击鼠标右键来进行。A 2.设计完成后，我们还应当进行设计规则检查，输出一些必要的设计文档。A 3.即使对同一电路图，每次则行自动布局的效果一般也是不一样的，因此，我们因当多进行几次自
16、动布局，从而选择一个合理的布局。A 4.PCB布线A 4.1 点击菜单【设计】/【规则】出现如下对话框：A 4.2点击Routing，再点击Routing Layers，出现下图的对话框，我们制作的是单面板，顶层不用布线。A 5.3设置布线的宽度为0.5mm。点击Routing/width，出现下图的对话框，按要求修改后按确定。如下图。A 5.4自动布线A 点击菜单【自动布线】/【全部对象】，出现2-1-3图，然后按Route All 完成布线，得到如图2-1-9所示结果。由于是单面自动布线，可能有些线布不下去，如元件U2的“3”脚与LED0其中一只脚相连是没有完整连线的，这时需要手动调整连线。如下图。图2-1-9 自动布线后的结果A 5.5手动调整部分导线如图：学校：广州市增城区职业技术学校（国家级重点学校）官网：http:/ YOU
