Altium designer課程設計報告計算機輔助制圖技能訓練

ID:137190 · 發表于 2016-9-24 15:45

計算機輔助制圖技能訓練 課程設計報告

專業：電氣工程及其自動化

班級：電1401-2

學號：20142536

姓名：劉雙鑫

指導教師：何朝峰

完成日期：2016/9/8

一、課程設計的目的

1. 熟悉Altium designer

6繪圖環境、各個功能模塊、界面環境設置方以及文件管理方法。

2. 掌握用Altium designer 6繪制電子電路原理圖的基本方法。

3. 掌握用Altium designer 6繪制電子電路PCB板的過程

二、課程設計的主要內容

(一)練習練習Altium designer 6軟件的使用，練習原理圖，PCB的建立和設計以及原理圖庫，封裝庫的建立

(二)設計設計原理圖，PCB

三、練習

本次課程設計的目的主要是熟悉Altium designer 6軟件的使用，學會用這個軟件繪制原理圖和PCB板。在練習這個軟件的過程中，主要包括以下幾個內容：

1.軟件的安裝

內容包括軟件的安裝；英文轉中文；軟件的激活；庫文件和實例文件的操作和軟件的初步操作。

安裝的整個過程看的是安裝視頻，照視頻上一步步操作，需要注意的是軟件安裝后，庫文件和實例文件卻并沒有安裝到目錄文件夾中，需要手動復制到安裝目錄中，不然軟件會缺失某些功能。軟件的初步操作，我熟悉了常規面板（包括工程面板，Fies面板，庫面板的打開，建立和切換）以及掌握了工程文件，原理圖，PCB文件，庫文件的建立和打開。值得注意的是與工程相關的文件應建立在工程下使用，在工程里建立相關的庫文件，原理圖文件PCB文件。

2.熟悉原理圖，建立原理圖庫

該階段練習的內容包括熟悉原理圖的繪制，參數設置，對原理圖進行設計以及原理圖庫的建立和元件的繪制。打開軟件，建立工程之后可在工程中添加原理圖和PCB。建立原理圖文件以后，即可出現一個默認的原理圖編輯窗口，可根據要求對原理圖進行圖紙的設置，進入文檔選項可設置圖紙的方向，標題塊，邊框，柵格，尺寸，字體。當然也可以自定義圖紙格式，設置圖紙參數。在這一練習階段的重點和難點是原理圖的設計。

原理圖的總體設計過程包括設計圖紙的大小，設置設計環境，放置元件，原理圖布線，調整線路，報表輸出，文件保存并打印。由于相關的設置可以選擇默認，所以我主要練習的部分就是元件的放置和原理圖的布線。打開軟件，建立工程并在工程中建立原理圖文件之后，要進行元件的放置，從庫中選擇元件放置在原理圖中并進行連線。軟件自帶兩個庫，但元件有限，有些元件找不到，此時就需要自己建立原理圖庫，在庫中畫出自己所需的元件，然后再從庫中調至原理圖。

下圖為原理圖的設計過程，從庫中選擇元件，拖至原理圖中，連線即可

下圖為原理圖庫元件的繪制

PCB 板的設計及封裝庫的建立

在進行PCB板的設計之前我先對PCB板進行了一些了解，弄清楚了他是干嘛的，實現什么功能，因為只有了解他你才能掌握它。查詢了相關資料，我發現PCB板就是一塊連接板，它的主要目的是為元件提供電氣連接，為整個電路提供輸出端口和顯示。畫好原理圖，編譯沒錯之后就可以導入PCB了，當然前提是每個元件都得有自己的封裝。

設計PCB的過程中可采取自動布局和自動布線，但是元件多時難以達到理想的布局，布線效果，此時可以采取手動布局，手動布線。

手動布線要遵尋PCB走線規則。電源、地線的處理既使在整個PCB板中的布線完成得都很好，但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產品的性能下降，有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、地線的布線要認真對待，把電、地線所產生的噪音干擾降到最低限度，以保證產品的質量。在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。數字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整個PCB對外界只有一個結點，所以必須在PCB 內部進行處理數、模共地的問題。

PCB布局規則：間距：線與線，線與零件等雙面板一般都是10mil左右；線寬大小：可以設置最小最大和首選過孔也跟線寬一個樣還有覆銅可以設置網格和實體之類的，還有覆銅線寬大小焊盤方式形狀。

遇到庫中沒有封裝的情況就需要自己根據元件實際的的引腳排列，外形，尺寸大小等因素建立元件封裝。在練習過程中我也畫了幾個封裝作為練習。

下圖為封裝庫的建立

練習中遇到的錯誤

（1）畫原理圖時沒添加封裝,更新不到PCB中

（2）重復命名造成編譯錯誤

（3）連接線的時候沒有連接到元件的端點

（4）元件的引腳名和封裝引腳的引腳名不一致，比如二極管元件引腳是A

和K，封裝是1和2.

下面兩個圖是暑假期間在實驗室跟胡立強老師學習AD時老師讓畫的時鐘電路，算是練習吧

時鐘電路原理圖

時鐘電路PCB

4、設計

本課程要求掌握用Altium designer 6繪制電子電路原理圖的基本方法和用Altium designer 6繪制電子電路PCB板的過程，能對原理圖和PCB板進行設計

任何系統都包括一個最小系統，幫助完成最基本的功能。本次用的單片機是AT89C51，它的最小系統包括時鐘電路和復位電路。根據課本所學可以這樣來設計：

時鐘電路設計

一個系統共用一個晶振，便于同步。

2.復位電路設計

在復位引腳RST上鏈接一個電容到VCC再接一個電阻到GND，由此形成一個RC充放電回路保證單片機上電時RST腳上有足夠的的時間對高電平進行復位，隨后回歸到低電平進入正常工作狀態，電阻電容取典型值10k和10uf。按鍵復位就是當開關按下后電容放電，RST被拉到高電平。

最小系統原理圖

3.交通燈的設計

本次課設選擇的題目是交通燈，基于at89c51最小系統的交通燈，可實現的功能包括：

（1）定時器控制（在程序中加定時器中斷）

（2）開關S2為開始開關，交警按下開關S2交通燈開始工作

（3）開關S3為緊急停車開關，當十字路口發生交通事故時，交警按下S3，東西南北四個方向全變為紅燈，車全部停下，待交通事故處理完畢按開始開關恢復通信

（4）開關S4控制南北方向通行，東西方向停止通行

（5）開關S5控制東西方向通行，南北方向停止通行

原理圖

PCB圖

5、總結及心得體會

本次的課程實踐很有收獲，下面我將對本次課程做個總結并談談個人的一點體會和想法。

本次課程設計的目的是熟悉Altium designer 6繪圖環境、各個功能模塊、界面環境設置方以及文件管理方法。掌握用Altium designer 6繪制電子電路原理圖的基本方法和用Altium designer 6繪制電子電路PCB板的過程。通過暑假對軟件的自學和實習期間的練習，考試，以及課設題目的完成，自己學到了很多東西，完成了本次課程設計任務，達到了目的。本次設計主要是熟練掌握Altium designer 6軟件的使用，學會用這個進行計算機的輔助制圖。

其實AD軟件是一款功能強大的軟件，要想完全弄明白，搞清楚，不是一件容易的事。不過都說學以致用，我們要學會這款軟件中我們能用的的，并熟練掌握，讓這款軟件更好的為我們服務。用AD完成制圖，制板一系列工作，制作出具有一定功能，自己需要的電路板，是多么好的一件事。PCB板就是一塊連接板，它的主要目的是為元件提供電氣連接，為整個電路提供輸出端口和顯示。這樣做出一塊PCB板，會節省多少空間，節省多少資源。

在學習這個軟件的過程中，不可避免會遇到各種問題，如剛開始不知道封裝是什么，焊盤，過孔這些名詞也從來沒聽說過。不過通過上網，或圖書館查資料，這些問題還是被很好的克服了。還有在建庫的過程中，由于認識有限，好多元件都不知道是什么，長什么樣，封裝怎么畫，這是一個大難題，不過隨著學習的慢慢深入，一切問題變得都不是問題。

在完成課設的過程中和小組同學密切配合，更加體會了團隊的重要性。同時參加這次課設也很好的鍛煉了自己的思維和獨立思考的能力以及動手能力，當然還有發現問題，解決問題的能力。總之，這次課設很有收獲。

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