|
一、培训的目的和任务 《PROTEL电路与PCB设计》课程是电子信息工程及相关专业的一门专业必修课,是一门直接面向应用的课程。电路设计与PCB就是使用计算机软件辅助电路设计,包括绘制电路图,制作印刷电路板,使用可编程逻辑器件完成电路设计,进行电路优化、数字或模拟电路的仿真等。以Protel 99为例,使学生掌握利用计算机辅助软件进行电路设计与仿真的一般方法,为其在将来的实践及工作中自行完成电路设计打下基础。本课程的任务,旨在为学生建立起电路理论知识与实践之间的一座桥梁,通过学习本课程,将已有的电路分析、模拟电路、数字电路基础知识与实际的电路板制作有机结合起来。 二、教学的基本要求 全面了解一种电路设计与PCB设计的应用,能够熟练地运用一种电路设计绘制电路图,制作印刷电路板。掌握使用电路设计与仿真软件的一般方法,为学习不断升级的软件和其他电路设计软件打下基础。 三、教学内容、重点和难点 (1)教学内容 1)原理图的设计
掌握单张原理图、层次原理图的设计方法。 会管理和输出原理图文件。 掌握生成原理图各种报表的方法以及各种报表的功能,能够通过各种报表查找原理图的错误。 2)原理图元件制作
学会制作原理图元件。 管理原理图元件库。 3)印刷电路板的设计
掌握电路板设计方法,能够熟练设计单面版和双面版,了解多面版的设计技巧。 会管理和输出印刷电路板文件。 掌握生成印刷电路板图的各种报表的方法以及各种报表的功能。能够通过比较印制板图报表和原理图报表查找原理图错误或修改印制板图。 4)元件封装的制作
会制作印刷电路板元件。 管理印刷电路板元件库。 (2)课程的重点 1)原理图的设计
单张原理图原理图的绘制,打印原理图 由原理图生成网络表,查看与修改网络表 2)原理图元件制作
制作原理图元件 使用自建原理图元件库设计原理图 3)印刷电路板的设计
单面板和双面板的设计,自动布局与自动布线,手工布局和手工布线。 由印制板图生成网络表,修改网络表 4)元件封装的制作
制作元件封装 使用自建元件封装库设计印刷电路板 (3)课程的难点 1)原理图的设计
了解元件类型、功能,识别元件归属的元件库,进而添加需要的原理图元件库。 从网络表检查原理图的错误,包括连线、网络的定义、元件封装是否设置等。 2)原理图元件制作
元件引脚电气类型的定义 3)印刷电路板的设计
设计规则的设置,单面板的设置。 自动布局与自动布线。 手工布局和手工布线。 4)元件封装的制作
元件封装的含义,制作元件封装需与实物一致。 引脚的定义需与原理图中元件引脚保持一致。 四、教学各环节的要求
了解Protel软件编辑环境、界面环境 练习启动、关闭Protel软件,服务器程序的添加方法,打开、关闭原理图编辑器、印制电路板编辑器,文件的导入与导出,菜单属性的设置和系统属性的设置。 单张原理图的绘制 根据使用元件的说明能够熟练地加载元件库,使用原理图绘图工具栏放置元件、连接元件、设置元件属性、端口和节点的使用,添加网络标号、文本、设置图纸的尺寸和系统字体,能够打印原理图。
层次原理图的绘制 掌握自上而下和自下而上的层次原理图设计的方法,总图和子图的绘制,总图与子图之间的切换,各原理图编号的定义,端口I/O类型的设置。
分析原理图的各种报表 掌握ERC报表、网络表、元件列表、层次式设计组织列表、交叉参考元件列表、引脚列表、网络比较表的产生方法。了解各报表的内容及功能。重点在于网络表,通过网络表查看元件属性是否设置封装、元件类型,网络是否连接正确,网络表的修改。掌握网络识别器作用范围的三种设置的作用。
制作原理图元件 熟悉元件库编辑器、使用元件管理器、菜单栏、工具栏创建元件,使用绘图工具栏制作元件,将制作的元件应用于原理图。元件报表的内容及功能。
设计双面板的印制电路板 熟练掌握元件封装库的添加方法。熟悉印制电路板上各组件的含义,包括焊盘、过孔、飞线、铜膜线等,熟悉印制电路板的各工作层面,包括信号层、内部电源/接地层、机械层、阻焊层、焊锡层、禁止布线层等。板框的绘制方法。采用自动布局,网络表的调入。自动布线时布线模式的设置。尺寸标注的添加。原理图与印制板图的同步更新。
设计单面板的印制电路板,多面板的制作方法 熟练掌握单面板工作层面的设置。练习多面板信号层,内部电源接地层的添加,各层面的打开、隐藏方法。使用自动布局、自动布线设计印制电路板。
手工绘制一个印制板图 练习使用印制电路板编辑器中的绘图工具栏放置元件封装、板框、走线、焊盘、过孔、尺寸、标注、填充等,对各种组件设置属性。
印制板图的报表 掌握引脚信息报表、电路板信息报表、网络状态报表、信号分析报表等相关报表的生成方法,了解各报表的含义。生成CAM设置文件的方法,在CAM文件中插入NC钻孔文件和光绘文件,导出NC钻孔文件和光绘文件。}
制作元件封装 熟悉元件封装编辑器。熟练掌握元件封装管理器的使用方法。使用元件封装向导制作一个元件封装,练习元件模板、焊盘尺寸、间距等参数的设定。利用元件封装绘图工具栏制作元件封装。将制作的元件封装应用于印制板图。
设计符合要求的印制电路板 根据给定的元件的说明,绘制原理图,生成网络表,调入网络表,自动布局、自动布线,手工布局、手工布线、生成NC钻孔文件和光绘文件并导出,由这两个文件引导雕刻机刻出印制板图,安装、焊接元件,检查电路是否可以正确完成所需功能要求。 五、课程与其它课程的联系 电路设计是一门直接面向实践应用的课程,其重点在于学习一种电路设计的使用方法,然而要使用这种软件设计出符合要求的电路,仅掌握它的基本使用方法是远远不够的。在学习电路设计与仿真这门课程之前,必须建立有关元器件、印制电路板的概念以及电路分析、设计的基础,因此需要进行电子工艺实习,并学习《电路分析基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《高频电子线路》等相关课程。以电路设计为工具,以先修课程中的电路知识为指导,设计并制作出合乎需要的印制电路板。在本课程学习结束后,仍需不断学习升级的电路设计与仿真软件,从而更加高效地设计、制作出高质的印制电路板。
|