第一篇：CAD 設計報告

CAD 設計報告

中南大學本部門口十字路口緩解交通壓力設計

目

錄

一、前言------------------3

二、設計之前的準備---4

三、設計過程-------------7

四、遇到的問題---------12

五、心得體會------------13

一、前言 1．CAD簡介

AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國Autodesk公司首次于1982年生產(chǎn)的自動計算機輔助設計軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計?，F(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。.dwg文件格式成為二維繪圖的事實標準格式。

AutoCAD的基本功能有平面繪圖、編輯圖形、三維繪圖。由于它的功能強大，它的應用領域也很大在，工程制圖：建筑工程、裝飾設計、環(huán)境藝術(shù)設計、水電工程、土木施工等等。在工業(yè)制圖：精密零件、模具、設備等。在服裝加工：服裝制版。在電子工業(yè)：印刷電路板設計。

AutoCAD還廣泛應用于土木建筑、裝飾裝潢、城市規(guī)劃、園林設計、電子電路、機械設計、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領域。

本次設計將利用 AutoCAD2007設計解決中南大學門口的道路交通問題。簡答的來說就是用 AutoCAD設計出地下通道或是天橋，所設計的天橋或地下通道既可以減少交通事故的發(fā)生，又可以使行人安全的過馬路。2．中南大學本部門口的交通概況

中南大學在河西的大學城中，雖然不如河東那里的熱鬧，但也非常的繁華。因為這里有一個特殊的群體——大學生，而且人數(shù)很多。中南大學本部門口的十字路口又是學生往來于本部、升華公寓、南校區(qū)、新校區(qū)的交通要到，在早中晚的高峰時期，人與車的流量更是多，尤其是在通往中南大學本部的路口更嚴重，那里的高峰期總是在堵車，所以還會有交警在高峰期指揮車輛的行駛，那么交通安全問題必然會引起重視，由以上總結(jié)得出，設計地下通道或天橋是有必要的。

二、設計之前的準備

由于沒有測量工具，只是估算了需要的數(shù)據(jù)，再通過上網(wǎng)、書籍等工具完善數(shù)據(jù)的不精確，盡量減少較大的偏差。校本部門口是丁字路，都為四車道，從網(wǎng)上了解到一條車道寬度大約3.75米，通過簡單計算，寬度差不多為15米，而校門里面那條路較窄。鑒于經(jīng)濟成本、施工進度等問題，覺得建立四個出入口較為合理。之后記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，設計出簡圖，由于對CAD三維制圖不是很了解，于是通過課堂和視頻書籍來學習軟件。首先掌握OUTOCAD的繪圖環(huán)境設置及繪圖命令的操作。

具體要求：

1.繪圖環(huán)境及單位的設置； 2.工具欄的設置；

3.繪圖命令的輸入方式及坐標的輸入方式； 4.圖層特性管理對話框設置；

5.點、直線、參照線、圓、圓弧、矩形、多邊形、橢圓命令的使用；

6.“正交”模式、“對象捕捉”模式及“對象追蹤”等命令的使用；

7.等分點的繪制； 8.圖案填充命令HATCH； 9.pline命令的使用。

掌握OUTOCAD的繪圖編輯的操作。

具體要求：

1.復制“copy”、刪除“delete”命令； 2.打斷“break”命令，修剪“trim”命令； 3.陣列“array”命令使用；

4.區(qū)域填充命令“solid”的使用及“可見點”格式設置； 5.鏡像“mirror”，等分點“divide”及直線“拉長”命令使用； 6.非連續(xù)線型的設置“l(fā)tscale”； 7.倒角fillet、偏移offset命令的使用。

掌握OUTOCAD的文本輸入與尺寸標注的操作。

具體要求：

1.文本的輸入與編輯； 2.圖塊的創(chuàng)建； 3.尺寸的標注； 4.尺寸標注的編輯。

掌握OUTOCAD的圖形的輸出操作。

具體要求： 1． 2． 3． 4． 5．

掌握OUTOCAD三維作圖的方法。

具體要求：

1.掌握用戶坐標系UCS用法； 2.掌握三維作圖簡單命令； 3.掌握三維編輯和實體編輯； 4.掌握三維動態(tài)觀察器的使用方法； 5.掌握視圖的用法； 6.掌握視口的使用方法；

掌握OUTOCAD的綜合和設計能力。模型與圖紙的切換；

打印繪圖設備與打印圖紙的選擇； 打印輸出比例的調(diào)整； 圖形在圖紙空間的布局； 打印輸出。具體要求：

1.合適的圖層設計； 2.結(jié)合實際工程繪制圖形； 3.文本說明和標注； 4.圖框和圖簽設計；

5.按要求打印輸出。

三、設計過程

首先我現(xiàn)在CAD經(jīng)典模式下繪制基本圖線，規(guī)定了圖形界限，在格式中設置單位為毫米。由于數(shù)據(jù)值較大，利用縮放全部使圖紙全部顯示在窗口中。然后建立圖層，共12個圖層，并進行設置，分別用來繪制不同的部分。

首先繪制出基本圖線，確定繪圖范圍，在命令欄中輸入相對坐標精確數(shù)值。利用捕捉、圓角、矩形等基本功能。

繪制雨棚，如圖為右視圖。繪制時，用一個長方體和一個圓柱體進行差集得到。在調(diào)整圓弧的位置。

利用三維建模中的平面曲面設置雨棚樣式，使其更加美觀。

在制作出入口時，畫出護欄及扶手，作為雨棚的承載體。利用陣列、鏡像等功能完成。

在作圖時，為了更加方便快速，我利用了“塊”功能，將雨棚、扶手、樓梯等進行塊創(chuàng)建，然后利用鏡像功能添加了其余三個出入口。

做好整體后，對通道進行“挖通”，在俯視圖中繪制矩形，進行三維拉伸，在等軸測圖中調(diào)整其位置，最后通過“差集”去除長方體，“并集”組合每個挖去的部分，使之成為整體。調(diào)整三維視圖，進行觀看，如圖為后視圖。由相關(guān)規(guī)定得到地面到地下通道頂為2.5米，樓梯一階寬30cm高15cm，樓梯分為兩部分每部分各有18階（由相關(guān)規(guī)定查得）。從升華到本部的長廊也就是地下通道的寬4m高3m。我所畫的地皮厚8m長56m。

在視覺樣式中選擇 真實，三維視圖中選擇西南軸測圖，觀看整體效果。

在最后，新建布局，會自動同步生成圖像，可以作為平面圖，并進行標注。通過mspace 和 pspace 調(diào)整內(nèi)容大小和布局大小。

四、遇到的問題

在準備階段，由于沒有精確的測量工具，所以相關(guān)數(shù)據(jù)只能通過估測、上網(wǎng)查找專業(yè)知識、查閱圖書等條途徑解決。

在作圖過程中，遇到了不少問題，在大二上學期僅僅接觸過二維制圖的部分內(nèi)容，對三維不是很了解，在運用一些功能，比如對面域的掌握、歐拉法則等不是很熟練，在與同學交流之后，漸漸進步了一些，學會利用各個角度繪制圖畫，創(chuàng)建需要的圖層方便了繪制過程。

五、心得體會

在這次的AutoCAD設計中，我不僅了解和掌握了AutoCAD的部分功能，并利用其完成了這次設計，從一開始的無從下手，到最后喜歡上這款軟件，很高興有機會去學習，這也為我以后的工作打下基礎。AutoCAD是一個被廣泛使用的軟件，也在漸漸的被各行業(yè)接受和利用。它讓我在設計中越來越有興趣和信心去做出此設計。

最后，我想對老師說聲謝謝，感謝老師的教導。

第二篇：電路CAD設計報告

河南機電高等?？茖W校

電路CAD設計報告

電路CAD設計報告

一、設計目的

課程設計以電子線路CAD軟件設計原理為基礎，重點在硬件設計領域中實用的電子線路設計軟件的應用。掌握電子線路設計中使用CAD的方法。為后繼課程和設計打下基礎。通過電路設計,掌握電子線路CAD軟件Altium Designer10的操作使用方法，能夠應用該軟件設計印刷電路板，了解印制板電路的結(jié)構(gòu)，制造工藝，熟悉基本設計規(guī)則和設計流程，熟悉制板流程。

二、設計步驟

1.選擇好SCH，PCB等文件的名字（用英文，數(shù)字），加上擴展名。選擇好保存位置.2.原理圖.按電路功能模塊畫好圖，元件，和線的畫法應讓人很容易看清楚原理。盡量均勻，美觀，元件里面不要走線，注意不要在管腳中間走線，因為這樣是沒電器連接關(guān)系的。最好不要讓兩個元件管腳直接相連，畫完后可以自動編號（特殊要求例外），然后加上對應標稱值，最好把標稱值改為紅色，粗體，這樣可以和標號區(qū)分開。最好把標號和標稱值放在合適位置，一般左邊為標號，右邊為標稱值，或上面為標號，下面沒標稱值。過程中習慣性保存

3.制作PCB元件庫

對于標準庫和自己的常用庫里面沒有的元件封裝進行制作，要注意畫俯視圖，注意尺寸，焊盤大小，位置，號，內(nèi)孔大小，方向，（印法好量尺寸）。名字用英文，容易看為好，最好有標明對應的尺寸，以便下次用時查找（可以使用名字和對應尺寸對應的表格形式保存）

4.生成網(wǎng)絡表.在原理圖里面加好封裝，保存，ERC檢查，生成元件清單檢查。生成網(wǎng)絡表。

5.建立PCB選擇好公制，捕獲和可見刪格大小，按要求設計好外框（向?qū)Щ蜃约寒嫞?，然后放好固定孔的位置，大小?.0mm的螺絲可以用3.5mm的內(nèi)孔焊盤，2.5的可以用3的內(nèi)孔），邊緣的先改好焊盤，孔大小，位置固定。添加好需要用到的庫。

6.布局

調(diào)用網(wǎng)絡表，調(diào)入元件，修改部分焊盤大小，設置好布線規(guī)則，可以改變標號的大小，粗細，隱藏標稱值。然后先把需要特殊位置的元件放好并瑣定。然后根據(jù)功能模塊布局，（可以用SCH里面選擇過度到PCB里面選擇的方式），一般不用X，Y進行元件的翻轉(zhuǎn)，而是用空格旋轉(zhuǎn)，或L鍵，（因為有些元件是不能翻轉(zhuǎn)的，如集成塊，繼電器等）。對于一個功能模塊先放中心元件，或大元件，然后放旁邊的小元件，（比如集成塊先放，然后放直接和集成塊兩管腳直接相連的元件，再放和集成塊一個管腳相連的元件，而且類似的元件盡量放在一起，比較美觀也要考慮后面連線的方便性）。當然一些特殊關(guān)系的元件先放，比如一些

濾波電容和晶振等需要靠近某些元件的先放好。還有會干擾的元件先整體考慮要 離遠點。高低壓模塊要間隔

6.4mm以上。要注意留出散熱片，接插件，固定架的位置。一些不能布線的地方可以用FILL。還要考慮散熱，熱敏元件。電阻，二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種 7.布線

先設置好規(guī)則里面的內(nèi)容，VCC，GND 大功率等大電流的線可以設置的寬點（0.5mm-1.5mm），一般1mm可以通過1A的電流。對于大電壓的線間距可以設置大點，一般1mm為 1000V。設置好了，先布VCC，GND 等一些比較重要的線。注意各個模塊的區(qū)分。對單面板最好可以加一些條線。加過孔，不一定橫平豎直，集成塊的焊盤間一般不走線，大電流的寬線可以在 solder層畫上線，以便后面上錫；走線用45度角

8.手工修改線：修改一些線的寬度，轉(zhuǎn)角，補淚地或包焊盤（單面板必須做），鋪銅，處理地線。

9.根據(jù)需要，不是所有器件都要按標準封裝，可以是跨接或立的焊接。

10..在印制板布線時，應先確定元器件在板上的位置，然后布地線，電源線。在安排高速信號線，最好考慮低速信號線。元氣件的位置按電源電壓，數(shù)字模擬，速度快慢，電流大小等分組。安全的條件下，電源線應盡量靠近地。減小差摸輻射的環(huán)面積，也有助于減小電路的交擾。

三.設計結(jié)果

1.電路原理圖

2、PCB圖

四、設計總結(jié)

通過這次電路CAD訓練使我對Atium Designer10有了一定的認知和了解，學會了一些基本的操作。這次實訓中，我掌握了很多學習方法和內(nèi)容。讓我真正明白不論是實習實驗還是課程設計等我們應該在老師的帶令領下學習，結(jié)合自我學習思考，去認真完成每一項任務。在制作過程中，我每完成一個圖就像CAD的歷史一樣，一步步前進，從最基本的開始，由淺入深，慢慢的去探索。每完成一個圖時，我能感覺到自己內(nèi)心的興奮。漸漸的，我也對CAD產(chǎn)生了濃厚的興趣，空余時間常在網(wǎng)上找關(guān)于CAD的一些資料，進行進一步的學習。最重要的是這次的實訓也給我們敲響了警鐘，對于專業(yè)技能，專業(yè)知識我們的認知還是微不足道的，必須努力地去學習。

第三篇：福州大學電子線路CAD設計報告

《電子線路CAD》設計報告

學生姓名：學生學號：指導教師：日

期：

___ ________ _________ __________

2015年1月5日

目

錄

1、課程設計目的??????????????????1

2、設計步驟????????????????????1

3、問題解決????????????????????7

4、設計體會????????????????????8 參考書目?????????????????????8

一、課程設計目的

本課程設計是《電子線路CAD》的實踐課程，使學生正確掌握電子線路設計與仿真軟件Altium Designer的電子線路原理圖繪制、PCB圖設計。通過電路設計，掌握硬件設計中原理圖設計、器件布局、等硬件設計的重要環(huán)節(jié)。

二、設計步驟

3.1總體操作流程

1.打開Altium Designer 09，文件——新建——工程——PCB工程，新建后，保存工程到指定文件。如圖1：

圖1 2.給工程添加原理圖、PCB：鼠標選中，右鍵，給工程添加新的——Schematic，則在工程下就會出現(xiàn)xx.SchDoc的文件名，如圖1中所示。

3.在左側(cè)頁面雙擊工程項目下的原理圖，主頁面則顯示原理圖界面。

4.繪制原理圖。從系統(tǒng)自帶的庫中找元件，如圖2?？捎檬髽穗p擊元件，即可選中元件。庫中找不到的元件可以自行建立原理圖庫文件，繪制元件，具體步驟下面說明?？捎?/p>

工具欄上的圖標快接連線畫圖，如圖3。原理圖超出圖紙時，可通過設計——文檔選項——標準類型，重新定義圖紙大小。圖4為原理圖繪制結(jié)果。

圖2

圖3

圖4 5.從原理圖生成PCB。

1查看，工具——封裝管理器，確定每個元件都帶有封裝，若有文件未封裝，可通○過彈出的對話框中，如圖4，點擊添加——瀏覽，從已有的PCB庫中尋找封裝。

圖5 2生成PCB,設計——Update Pcb Doucment Pcb1.PcbDoc。在彈出的對話框中，依次生○效更改、執(zhí)行更改、只提示錯誤，若無錯誤，則PCB導入成功。

6.畫PCB。布板時，各元件之間盡量布置整齊、緊湊，為后面的布線帶來方便。圖

5、圖6為布線、敷銅后的PCB圖。

圖5

圖6

3.2建立原理圖庫與PCB文件。

繪制繼電器原理圖以及元件庫里找不到的元件：新建——庫——原理圖庫；建立PCB庫元件，繪制繼電器的PCB封裝以及封裝庫里找不到的封裝：新建——庫——PCB。

繼電器原理圖

繼電器封裝

3.3題目要求

1使原理圖中的元器件編號按“從左到右，從上到下”的順序自動排列： ○工具——注解，彈出如下對話框，選擇編號順序方式，更新。

解

圖6

2在原理圖中一次性把所有電阻的封裝改為AXIAL-0.4，阻值改為10K： ○ 打開封裝管理器，用Ctrl+鼠標左鍵，選中所有電阻，統(tǒng)一改變封裝。

3設定PCB布線規(guī)則：電源線和地線的最大、最小、最優(yōu)線寬分別為60、20、40mil，○其它線的最大、最小、最優(yōu)線寬分別為30、10、20mil.A．打開，設計——規(guī)則，彈出如下對話框，選中Width，可在對話框右側(cè)改變線寬規(guī)則，如下圖。

B．設計——規(guī)則向?qū)А乱徊?，鼠標選中，修改規(guī)則名稱。

選擇規(guī)則應用于多條線，如下圖。

點擊每條線的下拉框，可以選擇不同的線。

規(guī)則添加完后，則會在設計——規(guī)則——Width中添加新的規(guī)則，如下圖，在對話框的右側(cè)即可改變線規(guī)則的線寬大小。

三、問題解決

設計過程中常遇到的問題和注意事項：

1在設計過程中，記得隨時保存，防止死機，防止在從原理圖導入PCB的過程中出現(xiàn)○錯誤。

2生成PCB圖時，常出現(xiàn)未知的元件、線，原因是由于誤操作在原理圖中出現(xiàn)多余的○元件和線。

3注意防止器件編號重復，避免出現(xiàn)不易查出的錯誤?！?/p>

四、設計體會

這次的課設設計，學會了許多，主要體現(xiàn)在：

1、完成課程設計的質(zhì)量明顯提高。

由于這次的課程設計有充足的時間，再加上前幾次的課程設計所積淀下來的經(jīng)驗，以及老師悉心的指導，有力地指導了這次課程設計的進行，提高了這次課程設計任務的質(zhì)量和速度，進一步地增強了自己完成任務的能力，鞏固了所學的理論知識。

2、獨立完成任務能力增強。

幾個人集體完成任務，必然存在弊端的，尤其體現(xiàn)在合作的分工不明確和對任務的消極怠工。這次課程設計獨立地進行，從頭至尾，完全獨立地操作，增強了獨立完成任務的能力，一定程度地擺脫了依賴和消極怠工。

3、增強了搜索資料的能力。

很顯然，任何的實踐活動，都不可能閉門造車，是必須去吸取前人的實踐經(jīng)驗，這就要求在課程設計的過程中，從網(wǎng)絡上，從圖書館，借尋相關(guān)資料書籍，向他人請教等，有力地指導課程設計。

參考書目：

［1］江思敏，胡燁，《原理圖與PCB設計教程》，機械工業(yè)出版社

第四篇：電子時鐘電子CAD設計報告

電子電路CAD課程設計

流水燈

內(nèi) 容 摘 要

《電子線路CAD Protel》是一門實踐性要求很高的課程，學生需要通過上機實習和設計環(huán)節(jié)鞏固所學知識，進而綜合運用所學知識針對不同的用戶需求設計開發(fā)，實踐是非常重要的教學環(huán)節(jié)。鑒于目前的設備及我國CAD軟件的流通性，本課程以PROTEL軟件為主體，介紹其基礎知識、設計流程及設計方法等問題。學完本課程應使學生掌握原理圖及印刷電路板圖的編輯、輸出、網(wǎng)表生成、檢查、分析及建立新原理圖、印刷電路板圖庫等。通過實習學生可以獨立實現(xiàn)電路原理圖和印刷電路板的設計,為今后在工作中的實際應用打下較為堅實的基礎。

本篇課程設計主要以學習為目的。主要通過對Z80存儲器板卡的原理圖、PCB電路板的繪制達到學習Protel電子CAD的目的，讓我們對電子線路CAD Protel 有感性的認識，然后通過上機操作、實踐，加深、理解設計原理,掌握Protel的設計技術(shù)：了解并掌握用protel軟件繪制簡單電路圖;掌握用protel軟件設計庫元件;掌握

一般電子線路PCB圖設計。

目錄

一、封面……………………………………………………1

二、內(nèi)容摘要………………………………………………2

三、目錄……………………………………………………3

四、原理圖設計……………………………………………4

五、功能描述………………………………………………5

六、PCB板的繪制…………………………………………6

七、設計中遇到的問題……………………………………8

八、心得體會………………………………………………9

九、參考文獻………………………………………………9

四、原理圖設計

4.1、原理圖設計步驟：

（1）進入Protel99 SE，創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，選擇菜單File/New命令，雙擊框中原理圖服務器（Schematic Document）圖標，建立原理圖設計文檔，進入原理圖設計界面。

（2）在設計管理器中選擇Browse SCH頁面，在Browse區(qū)域中的下拉框中選擇Library，然后單擊ADD/Remove按鈕，在彈出的窗口中尋找Protel99 SE子目錄，在該目錄中選擇Library＼SCH路徑，在元件庫列表中選擇所需的元件庫，Miscellaneous Devices Ddb，Protel Dos庫等，單擊ADD按鈕，即把元件庫增加到元件庫管理器中。

（3）根據(jù)實際電路的需要，到元件庫中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按鈕將元件放置在工作平面上，按Space旋轉(zhuǎn)元件位置，再用電器線將個元件連接好同時對元件進行編號、封裝和設定。

（4）選擇菜單Tool/REC對畫好的電路原理圖進行電氣規(guī)則檢查。如果有錯誤，根據(jù)錯誤情況進行改正。

4.2、原理圖如下：

五、功能描述

主要功能：

1.C1和C2及Y1組成晶振電路。

2.C3和按鍵S4及電阻R12構(gòu)成復位電路。

3.R1到R8給8個LED供電，當P1口的某個角為低電平時，與之對應的LED燈就會亮。4.P1口做為AT89C51的輸出口。

六、PCB板的繪制

利用原理圖設計工具繪制原理圖，并且生成對應的網(wǎng)絡表。當然，有些特殊情況下，如電路板比較簡單，已經(jīng)有了網(wǎng)絡表等情況下也可以不進行原理圖的設計，直接進入PCB設計系統(tǒng)，在PCB設計系統(tǒng)中，可以直接取用零件封裝，人工生成網(wǎng)絡表。

手工更改網(wǎng)絡表 將一些元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡上，沒任何物理連接的可定義到地或保護地等。將一些原理圖和PCB封裝庫中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和PCB封裝庫中的一致，特別是二、三極管等。6.1、PCB板的繪制一般步驟：

（1）選擇菜單File/New命令，雙擊框中PCB設計服務器（PCB Document）圖標，建立PCB設計文檔，進入PCB設計界面。（2）選擇菜單Design/Add/Remove Library，在“添加/刪除元件庫” 對話框中選取所有元件所對應的元件封裝庫，PCB Footprint。

（3）布線規(guī)則是設置布線的各個規(guī)范：通過Design—Rules進行設置安全間距、走線層面和方向、過孔形狀、走線線寬等a.雙面板制作b.VCC和GND線寬為30mil,c.其它走線寬度為15mil。d.過孔為外徑30mil，內(nèi)徑為25mil（4）選擇菜單Design/Load Nets，然后在彈出的窗口中單擊Browse按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設計生成的網(wǎng)絡表.net文件，如果沒有錯誤，單擊Execute，也可在Sch原理圖菜單

Design—Update Pcb進行，如果出現(xiàn)錯誤提示，必須更改錯誤。（5）調(diào)整元件封裝，合理布局。Protel99 SE既可以進行自動布線也可以進行手工布線，但是一般要手工布線，那樣才能符合特定要求以及避免一些電器規(guī)則出錯

（6）最后做一次電器規(guī)則檢查Tools工具—DEC 如果有錯誤則必須更改好，直到最終的PCB板完整做好。6.2、PCB板圖

七、設計中遇到的問題

本次課程設計中，遇到最難處理的問題是制作PCB板原理圖的最后階段，不能很好處理布線問題，總是出現(xiàn)綠點。

八、心得體會

為期一個星期的課程設計，我認真仔細地設計電路原理圖，期間遇到一些問題，在自己查資料和同學的幫助下，都很好的解決了。這次課程設計讓我對DXP等軟件地使用更加熟悉了，也進一步加強我的動手能力。通過這次課程設計，我意識到了在制作PCB板的步驟過程中，我還有很多東西不夠扎實，以后還有必要很好地去學習這方面的缺欠。

九、參考文獻

（1）Protel入門與提高（人民郵電出版社）

第五篇：電子線路CAD設計報告

電子線路CAD課程設計報告

數(shù)碼管顯示器的設計

專業(yè)：電子信息科學與技術(shù)

班級：2013級2班 姓名：李榮琳 學號：201301051220 指導老師：宋戈

電子通信與物理學院 日期：2016 年1 月6 日

指導教師評語

目

錄

第一章 緒論...........................................................................................2 第二章 設計內(nèi)容...................................................................................3 2.1設計目的....................................................................................3 2.2設計任務....................................................................................3 第三章 原理圖設計...............................................................................4 3.1 總體電路原理框圖....................................................................4 3.2 各功能模塊的設計....................................................................4 3.2.1振蕩回路...........................................................................4 3.2.2 計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路......................................................5 3.2.3 譯碼顯示回路..................................................................8 3.3 總體電路原理圖......................................................................10 第四章 PCB板圖設計.........................................................................11 4.1 布線與布局.............................................................................11 4.2 本設計PCB板圖......................................................................12 第五章 總結(jié).........................................................................................13

數(shù)碼管顯示器的設計

第一章 緒論

Altium Designer是Altium公司于2004年推出的電路設計軟件版本，該軟件能實現(xiàn)從概念設計，頂層設計直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗證和設計數(shù)據(jù)的管理。當前比較流行的Protel 98、Protel 99 SE和ProtelDXP，就是它的前期版本。

本設計主要用到的軟件時Protel DXP2015，Protel DXP是第一個將所有設計工具集于一身的板級設計系統(tǒng)，電子設計者從最初的項目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設計方式實現(xiàn)。Protel DXP運行在優(yōu)化的設計瀏覽器平臺上，并且具備當今所有先進的設計特點，能夠處理各種復雜的PCB設計過程。通過設計輸入仿真、PCB繪制編輯、拓撲自動布線、信號完整性分析和設計輸出等技術(shù)融合，Protel DXP提供了全面的設計解決方案。

本次設計就是要用Protel DXP軟件，畫出一個完整的原理圖，并且生成仿真印刷電路板，提高自己的動手能力。

數(shù)碼管的設計

第二章 設計內(nèi)容

2.1設計目的

本次課程設計的主要目的是從整體上對Protel DXP有更深入、全面的了解，并對印刷電路板的整體設計有一個更為清晰的認識，進一步熟悉運用Protel DXP設計印刷電路板的全過程。同時也對之前所學的內(nèi)容進行鞏固，熟悉掌握原理圖的繪制，網(wǎng)格表文件的生成，以及PCB的設計知識，包括印刷電路板設計時的系統(tǒng)參數(shù)設置，PCB的規(guī)劃，網(wǎng)格表文件的加載，元器件的布局，電路板的布線以及最后的調(diào)整和敷銅。

2.2設計任務

（1）、設計電路，使數(shù)碼管能自動依次顯示出數(shù)字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然數(shù)列），1、3、5、7、9(奇數(shù)列)，0、2、4、6、8（偶數(shù)列），0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音樂符號序列)；然后再從頭循環(huán)；

（2）、打開電源自動復位，從自然數(shù)列開始顯示。

2.3設計要求

（1）、按照老師的要求，熟悉實驗原理，在Protel DXP軟件中，完成對數(shù)碼管顯示電路的設計。

（2）用DXP軟件畫出原理圖，并仿真出印刷電路板，熟悉電路板的加工工藝。

（3）、印刷電路板布線時應該排列居中并且緊湊，大小適中，互相干擾的元器件不能放在一起，盡量使用較寬的線，尤其是電源線和地線。

數(shù)碼管的設計

第三章 原理圖設計

3.1 總體電路原理框圖

圖1 總體電路原理框圖

3.2 各功能模塊的設計

電路共分為振蕩電路，計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路，譯碼顯示回路三個部分。

3.2.1振蕩回路

555定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。因此集成555定時被廣泛應用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制等方面。

圖2的脈沖回路就是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩電路。電源接通時，555的OUT腳輸出高電平，同時電源通過R1R2向電容c1充電，當c1上的電壓到達555集成電路TRI腳的閥值電壓（2/3電源電壓）時，555的DIS腳把電容里的電放掉，OUT腳由高電平變成低電平。當電容的電壓降到1/3電源電壓時，OUT腳又變?yōu)楦唠娖?，同時電源再次經(jīng)R8R9向電容充電。這樣周而復始，形成振蕩。

脈沖寬度計算公式：Tw ≈ 0.7(R1+RW+R2)C 震蕩周期計算公式：T≈ 0.7(R1+RW+2R2)C 經(jīng)計算得，R8約為289Ω，R9約為578Ω。

數(shù)碼管的設計

圖2 振蕩電路部分

其中1腳為CON腳，2腳為TRI腳，3腳為OUT腳，4腳為VCC腳，5腳為RST腳，6腳為THR腳，7腳為DIS腳。

3.2.2 計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路

計數(shù)電路是由74LS160和74LS161兩個計數(shù)器組成。74LS160用來產(chǎn)生0~9的十進制數(shù)作為74LS153數(shù)據(jù)選擇器的輸入，74LS161作為二進制的計數(shù)器，低兩位輸出作為數(shù)據(jù)選擇器的地址選擇，循環(huán)產(chǎn)生00,01,10,11進而控制了74LS153數(shù)據(jù)選擇器的輸出，使數(shù)碼管按照要求產(chǎn)生循環(huán)數(shù)列。

把第一個74LS153的1C1置1（產(chǎn)生奇數(shù)），把第一個74LS153的1C2置0（產(chǎn)生偶數(shù)），把第二個74LS153的2C3置0（產(chǎn)生音樂符號序列），通過改變外部的輸出，我們可以得到想要的序列。

數(shù)碼管的設計

圖3 計數(shù)和數(shù)據(jù)選擇回路

74LS160 是十進制計數(shù)器，只能記十個數(shù)，從0000-1001（0-9）。到9 之后再來時鐘就回到0。CLK是時鐘，RCO 是輸出，MR是復位，低電頻有效，LOAD是置數(shù)信號，當它為低電平時，在時鐘作用下，讀入D0到D3。正常工作時ENP和ENT接1。D0到D3是置數(shù)端，Q0到Q3是輸出端。圖4為74LS160的引腳圖，表1是74LS160的真值表

數(shù)碼管的設計

圖4 74LS160引腳圖

表2 74LS160真值表

從74LS160真值表中可以知道，當清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復位功能。當CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理應用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。

74LS153的引腳圖見下圖6。1G、2G為兩個獨立的使能端；B、A為公用的地址輸入端；1C0～1C3和2C0～2C3分別為兩個4選1數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端；Y1、Y2 為兩個輸出端。

數(shù)碼管的設計

① 當使能端1G（2G）＝1時，多路開關(guān)被禁止，無輸出，Y＝0。② 當使能端1G（2G）＝0時，多路開關(guān)正常工作，根據(jù)地址碼B、A的狀態(tài)，將相應的數(shù)據(jù)C0～C3送到輸出端Y。

如：B A＝00 則選擇CO數(shù)據(jù)到輸出端，即Y＝C0。B A＝01 則選擇C1數(shù)據(jù)到輸出端，即Y＝C1，其余類推。

圖5 74LS153引腳圖

表2 74LS153真值表

3.2.3 譯碼顯示回路

數(shù)碼管的設計

圖6 譯碼顯示回路

本電路采用的數(shù)碼管是八段共陰極數(shù)碼管，DP腳接地，其他引腳用74LS48譯碼器進行驅(qū)動，電路正常工作后就會產(chǎn)生要求的數(shù)列。

計數(shù)器用來產(chǎn)生十進制計數(shù)，其輸出信號加到譯碼輸入端，經(jīng)譯碼后可以在輸出端產(chǎn)生所需的控制信號。本電路計數(shù)器譯碼器采用74LS48，譯碼驅(qū)動電路如圖。它們分別為可預置4位二進制同步可逆計數(shù)器和八選一數(shù)據(jù)選擇器。電路的工作原理是不規(guī)則時鐘脈沖信號加到計數(shù)器74LS160的計數(shù)向上引腳，計數(shù)器自然忘序遞增計數(shù)，其輸出端Qd，Qc，Qa，Qb按自然忘序遞增到1000時，由于清除和Qd相連接當Qd為1時計數(shù)器清零然后又重復遞增計數(shù)，不斷循環(huán)進行。而計數(shù)器的輸出端Qc，Qa，Qb接到74LS153的輸入端，在Qc，Qa，Qb的作用下它們的每一種組合方式對應于輸出端的一個引腳狀態(tài)。在任意時刻只有一個端口為高電平其余端口均為低電平。而且這種變化同樣是按照自然遞增的順序循環(huán)執(zhí)

數(shù)碼管的設計

行。根據(jù)這種結(jié)果，可以把每一路輸出用以控制半導體數(shù)碼管從而可以達到循環(huán)顯示數(shù)字的目的。7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動共陰極顯示器。該集成顯示譯碼器設有多個輔助控制端，以增強器件的功能。

3.3 總體電路原理圖

圖7 總體電路原理圖

數(shù)碼管的設計

第四章 PCB板圖設計

4.1 布線與布局

原理圖設計好以后，新建一個PCB并保存，然后單擊Design/Update PCB Documents生成新的PCB。生成的PCB見圖8。

圖8 PCB布線前圖

接著對元器件進行布局和布線，要求要緊湊整齊，互相干擾的元器件要保持距離，布完線要對電源線和地線進行加粗處理。

圖9 PCB布線后圖

數(shù)碼管的設計

4.2 本設計PCB板圖

再對PCB板圖進行最后的處理，并且放置走線，敷銅，最后完成的見PCB板圖見圖10。

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圖10 完成的PCB板圖

數(shù)碼管的設計

第五章 總結(jié)

通過這次課程設計，我想我對于電子線路CAD這一門課程有了更深入、全面的了解，并對印刷電路板的整體設計有一個更為清晰的認識，更熟悉了Protel DXP設計印刷電路板的全過程，同時也對之前所學的內(nèi)容進行鞏固。

不過在設計過程中也是遇到了很多的問題，比如元器件的封裝問題，一開始庫不全的時候有些元器件比如74LS系列的都找不到，更別說封裝了，當庫的功能越來越大的時候元器件的問題就解決了，如果實在有些器件找不到也可以自己畫。還有就是布線，是非常麻煩的事情，我的這個圖并不是很復雜，但是也遇到了一些麻煩，比如電源線和地線，在沒加粗之前布線時正確的，但加粗以后線就出錯了，是因為線距離焊盤太近，這時可以調(diào)整線的位置，或者調(diào)整規(guī)則，8mil是比較合適的距離。

總而言之問題最后都得到了解決，通過這一次的設計，我感覺也提高了自己的思考能力和解決問題的能力，以后應該再多多動手。