论基于Multisim与Protel软件联合设计PCB板(doc 17页)
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毕业设计(论文)-PCB电路板的设计与仿真大庆石油学院应用技术学院毕业论文摘要PCB设计是使用电脑设计原理图和电路板图,把电子技术从从理论应用到实际的第一步,在学习了模拟和数字之后,首先应该学的就是画电路原理图和电路板。
只有会设计电路原理图和电路板图才能进行电子产品的研究与开发。
本文首先介绍了PCB设计的目的和意义,在现代社会中电子产品涉及到了各个领域,而电子产品是在电路板设计的基础上完成的,我们首先就要从PCB电路板的设计上着手。
PCB设计首先选用的软件是Protel Technology公司推出的Protel 99SE软件,此软件的开发基于Windows环境下是一个全32位的电路板设计软件。
该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,是业内人士首选的的电路板设计工具,此软件几乎每个菜单命令都能得到了解详细介绍,本文还选取看了大量的原理图设计和电路版图设计和电路仿真方面的练习,通过这些练习,我很快就学会该软件的应用,还有本文还给出了电路板设计的原则。
本文主要是介绍Protel 99SE软件的应用,主要内容包括原理图设计环境、用工具画原理图、画元件图、原理图画图练习、电路板画图环境、人工画电路板、画元件封装图、自动布线画电路板、电路仿真等等,本文都将会详细介绍。
关键词:PCB;原理图;电路板;Protel 99SE;仿真I大庆石油学院应用技术学院毕业论文目录摘要 (I)第一章 PCB设计的目的和意义 (1)1.1 PCB设计的目的 ..................................................................... .. (1)1.1.1 PCB发展简史1.1.2 PCB简介 ..................................................................... . (1)1.1.3 PCB发展的目的 ..................................................................... (2)1.2 PCB发展的意义 ..................................................................... .. (2)1.2.1 PCB发展的状况 ..................................................................... (2)1.2.3 PCB发展的意义 ..................................................................... (3)1.3 PCB发展的趋势 ..................................................................... ................................ 3 第二章 Protel 99SE简介和应用 (5)2.1 Protel 99SE简介 ..................................................................... (5)2.1.1 Protel 99SE系统组成 ..................................................................... .. (5)2.1.2 Protel 99SE功能 ..................................................................... . (5)2.2 Protel 99SE应用 ..................................................................... (6)2.2.1 Protel99SE软件介绍 ..................................................................... (6)2.2.2 Protel 99SE软件应用 ..................................................................... .. (6)2.2.3 PCB设计的流程 ..................................................................... (8)2.2.4 PCB设计实例 ..................................................................... .. (10)第三章我的设计 (16)3.1 设计内容 ..................................................................... (16)3.1.1 设计简介 ..................................................................... . (16)3.1.2 甲乙类放大电路的原理图 ..................................................................... (16)3.1.3 电路板设计 ..................................................................... (18)3.2 电路板的设计导向 ..................................................................... .. (20)3.2.1 电路板的选用 ..................................................................... .. (20)3.2.2 电路板的尺寸和布局 ..................................................................... .. (21)3.2.3 布线和焊盘 ..................................................................... (21)第四章总结 (22)II大庆石油学院应用技术学院毕业论文参考文献 (23)致谢 (24)III大庆石油学院应用技术学院毕业论文第一章 PCB设计的目的和意义1.1 PCB设计的目的1.1.1 PCB发展简史PCB(Printed Circuit Board),中文名称为印制线路板,简称印制板,印制电路板的发明者是奥地利人保罗?爱斯勒(PaulEisler),他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。
【摘要】EWB软件在电子电路仿真方面直观、易用,拥有功能强大的虚拟仪表。
Prorel软件在印制电路板方面有着与其它软件相比,得天独厚的优越性。
尽管两个软件都可以进行仿真和PCB设计,但人们更青睐于使用Multisim强大的电路仿真功能,而使用PROTEL的制作印制电路板的功能。
两者结合在一起灵活使用,相互兼容,将成为电子设计自动化的最佳方式。
但二者并不能直接兼容,要通过修改网络表来实现两个软件的联合运用。
本文通过研究与实验,在计算机上应用Multisim软件对电子电路进行仿真设计。
仿真成功后,输出电路网络表文件,在Protel软件中设计出印制电路板,解决了两个软件的相互连接与兼容问题。
【关键词】:Multisim;Protel;PCB设计;网络表文件;电子电路仿真。
ABSTRACTEWB software in the areas of electronic circuit simulation visual Have powerful Virtual Instrument. Protel software in the printed circuit board share compared with other software. Unique advantages. Though two software all can carry on imitating to really design with PCB, people more the favor imitates true function, but uses a Protel creation to print function of making the circuit board in the strong electric circuit of the usage Multisim. Both combine a together vivid usage, mutually and permit, will become an electronics design the best way of the automation. However , they do not directly compatible, to amend the network acquired through the table to achieve the two joint application software. This article through the research and the experiment, carries on the simulation design on the computer using the Multisim software to the electronic-circuit. After the simulation success, the output circuit network table document, designs PCB with the Protel software. This study has ingeniously solved two software joint and compatible problems.【KEY WORD】: Multisim;Protel;PCB design;network table;Electronic circuit simulation.目录一、引言1页二、软件介绍2页(一)Multisim 8软件功能简介2页(二)Protel 99se各模块功能介绍2页三、OTL低频功率放大器电路的设计3页(一)Multisim 8中建立仿真电路,输出网络表3页(二)Protel中修改网络表5页(三)采用向导建立PCB文件<规划电路板> 8页(四)导入网络表9页(五)载入元件和手工布局9页(六)设置布线规则进行自动布线10页四、总结11页五、参考文献11页六、致谢11页一、引言随着科技的不断进步和电子化产品的日益普及,电子产品的规模和体积有了巨大的变化。
浅谈基于ProtelDXP的印制电路板设计及实现电路设计的最终目的是生产制作电子产品,各种电子产品的使用功能与物理结构都是通过印制电路板来实现的。
印制电路板(PCB)是电子设备中的重要部件之一,其设计和制造是影响电子设备的质量、成本的基本因素之一。
因此,印制电路板(PCB)设计质量直接影响着电子产品的性能。
2002年7月底由Altium公司发布的Protel DXP电路设计软件,由于其良好的操作性等优点已成为电路设计者的新宠[1]。
本文以Protel DXP为设计平台对PCB板主要设计步骤及其内容进行了分析,以提高电路板备板的制作效率及可靠性。
一.原理图设计原理图设计是整个Protel工程的开始,是PCB文档设计乃至最后制版的基础。
一般设计程序是:首先根据实际电路的复杂程度确定图纸的大小,即建立工作平面;然后从元器件库中取出所需元件放到工作面上,并给它们编号、对其封装进行定义和设定;最后利用Protel DXP提供的工具指令进行布线,将工作平面上的元器件用具有电气意义的导线、符号连接起来,对整个电路进行信号完整性分析,确保整个电路无误。
1. 电路板规划电路板规划的主要目的是确定其工作层结构,包括信号层、内部电源/接地层、机械层等。
通过执行菜单命令Design\Board Layers,在打开的对话框中可以控制各层的显示与否,以及层的颜色等属性设置。
如果不是利用PCB向导来创建一个电路板文件的话,就要自己定义PCB的形状和尺寸。
绘制时需单击工作窗口底部的层标签,再由Place\Keepout 命令来单独定义。
该操作步骤实际上就是在Keep Out Layer(禁止布线层)上用走线绘制出一个封闭的多边形,而所绘多边形的大小一般都可以看作是实际印制电路板的大小。
2. 元器件的选择对元器件的选择要严格遵循设计要求。
在Protel DXP软件中,常用的分立元件和接插件都在软件分目录Library 下Miscellaneous Device. Intlib和Miscellaneous Connectors. Intlib 两个集成元件库中。
1 绪论由于集成电路制造技术的发展日新月异,电子电路的设计日趋复杂。
为了能在设计电路实现之前,了解环境因素对电路的影响,我们可以利用电脑辅助软件进行电路模拟与分析设计,并进行输入与输出信号响应的验证,可以有效地节省产品开发的时间与成本。
因此,本文利用了multisim软件进行了电路仿真。
1.1 课题背景倒计时系统从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
目前,倒计时系统的功能越来越强,且有多种专门的大规模集成电路可供选择。
学会制作倒计时系统,可以进一步的了解各种中小规模集成电路的作用并掌握实用方法和各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
1.2 Multisim软件的应用EDA技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术,是电类专业学生就业的基本条件之一。
Multisim软件把实验过程涉及到的电路、仪器以及实验结果等一起展现在使用者面前,在使用过程中就像在实验室中进行,电路参数调整方便,绝不束缚思维想象和电路创新。
Multisim软件可以用于几乎包含电类专业的所有学科的仿真教学,例如:电工基础、电路、低频电路、高频电路、脉冲与数字电路、电视机电路、音响电路、电子测量电路、射频电路、机电电路、模拟电子技术课程设计、数字电路课程设计以及综合课程设计等。
Multisim软件仿真元器件多,大约一万六千多个,其中包含各种信号源库、基本元件库、晶体二极管库、晶体三极管库、运放库、TTL器件库、CMOS器件库、单元逻辑器件库及可编程逻辑器件库、数字模拟混合库、指示元件库、杂散元器件库、数学控制模型库、机电元件库。
仿真仪器仪表使用方便,约束条件少。
在仿真中步骤如下:①根据原理图放置元器件;②连接导线;③单击仿真开关进行仿真;④利用虚拟仪器仪表观察仿真结果[1]。
1.3 倒计时显示系统的应用倒计时显示系统的计时装置广泛用于大型活动场所,成为人们日常生活中不可缺少的显示设备。
其中倒计时数字系统分为两部分,一部分是实现时、分、秒计时的功能的作用,另外一部分是实现日期的倒计,起到倒计时显示功能的作用。
基于Multisim电子仿真软件的电路设计与研究黄荷英【摘要】Application of simulation system for measuring and verifying the electronic technologies can reform traditional design pattern, improve experiment efficiency, inspire and broaden developers' idea. The function and features of the software Multisim are introduced. In combination with the instances of electronic circuit. the concrete application of the software Multisim in design, simulation and analysis is described. The analysis demonstrates that the application of Multisim is favourable to innovation of the teaching contents and standards, and to cultivation of students' autonomous learning ability and the joy of learning. It also provs that the software Multisim is powerful in electronic circuit simulation.%应用仿真系统对电子技术方面进行测量和验证,可以改革传统设计模式,提高实验效率,启发和拓宽开发者的思路.在此通过介绍Multisim软件的功能、特点,并结合电子电路实例叙述其设计、仿真与分析的具体运用.通过分析证明其有利于创新课程教学内容与标准,有利于充分激发和培养学生自主学习能力及学习的乐趣,同时也说明Multisim 是一种功能强大的电子电路仿真软件.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)016【总页数】4页(P33-36)【关键词】电子设计自动化;电路设计;电子仿真;Multisim软件【作者】黄荷英【作者单位】浙江同济科技职业学院,浙江杭州 311231【正文语种】中文【中图分类】TN919-340 引言随着电子技术的发展,电子元器件的种类越来越多,集成度越来越高,所设计电路的复杂程度也相应提高,而电子产品的更新周期却越来越短,因此,传统的电子电路设计模式就会暴露出许多的局限性:经济与效率的局限性。
论基于Multisim与Protel软件联合设计PCB板(doc 17页)目录一、引言……………………………………………………………………1页(一)研究背景……………………………………………………………1页(二)问题的提出与研究意义……………………………………………1页二、电子设计部分…………………………………………………………2页(一) 实验所需仪器……………………………………………………… 2页(二) 电路图绘制及仿真………………………………………………… 2页(三) multisim与protel软件的兼容………………………………… 3页(四) protel制板…………………………………………………………10页三、总结……………………………………………………………………12页四、参考文献………………………………………………………………13页五、谢词……………………………………………………………………13页一、引言(一)研究背景随着时代的发展,计算机技术在电子电路设计中发挥着越来越大的作用,20世纪80年代后期,出现了一批优秀的电子设计自动化(Elcertonic Design Automation,EDA)软件.Multisim7是目前国内高校和科研部门中应用较多的电子电路仿真软件.它功能强大,界面友好,形象的“虚拟仪表:使它成为至今为止在世界使用最方便,最直观的仿真软件之一。
具有以下特点:用户界面直观,种类繁多的元件和模型,元件放置迅速和连线简捷方便,进行SPICE仿真强大的电路分析功能等.Protel是在 TAGO基础上发展起来的一种印制电路版(PCB)设计的首选软件.Protel 99 SE提供了高级数模器件混合仿真功能,其仿真引擎使用的是伯克利分校的SPICE3F5/Xspice,它可精确地仿真由各种器种构成的电路.同时不需要用户去编写电路网表文件,系统将根据所画电路自动生成网表并进行仿真,与一般电路仿真软件相比,其使用更加灵活方便.其特点:强大的分析工具,丰富的信号源,充分的仿真模型库,友好的操作界面.尽管两个软件都存在与之兼容的制版和仿真软件,然而许多人更青睐用Multisim7进行设计电路仿真,成功后用PROTEL99SE进行电路设计。
两个软件是通过格式相互兼容的网络表实现的。
而二软件含有元件封装形式,互不兼容,因而,如何准确改变网络表中的使用元件封装成为设计研究的关键。
(二)问题的提出与研究意义1.问题的提出(1)如何准确改变网络表中使用的元件封装.(2)如何将Multisim中的电路图导入ProtelPCB板.2.研究意义在计算机上应用Multisim 7软件对电子电子进行仿真设计。
仿真通过之后,输出电路网络表文件。
在Protel SE软件环境下修改网络表文件,设计出印制电路板(PCB).巧妙的解决了两种软件的兼容问题。
利用本文的设计方法,在制好的印制电路板上,进行实物安装,并利用各种仪器进行调试,从而完成实际电路的设计与修改。
从虚拟元器件,虚拟仪表的仿真使用到真实器件与仪表的安装,测试这样一个完整的过程。
虚,实结合,软,硬并举。
是一个很好的EAD训练过程。
在高校中采用该训练方式,可以使学生对现代电子设计理念有一个较全面的理解,学到扎实的技能,大大增强了学生的创新能力,提高学生就业的竞争能力。
二、电子设计部分(一)实验所需仪器计算机 Protel 99 SE Multisim7 软件(二)电路图绘制及仿真我们采用低频电子线路中使用率最高的电路共发射极放大电路为例进行仿真分析和制板的全部过程。
其特点是:它既有电压增益,又有电流增益,是一种广泛应用的放大电路,常用作各种放大电路中的主放大级,如图所示。
它是一种电阻分压式单管放大电路,其偏置电路采用由R3、R4和R2组成的分压电路,在发射极中接有电阻R5、R6,以稳定放大电路的静态工作点。
当放大电路输入信号Ui后,输出端便可输出一个与Ui 相位相反、幅度增大的输出信号Uo,从而实现了放大电压的功能。
图1共发射极放大电路(1)运行仿真电路,通过虚拟仪表,输出图表观察输出,如结果不正确,修改电路,再仿真,直至输出正确为止。
(2)从仿真结果看,电路工作正常。
然后,进行仿真电路处理。
A、输入\输出波形晶体管VT从部件中调用晶体三极管,信号源设置为10MV/1KHZ,调整变阻器R3的变化,通过示波器观察使放大电路输入与输出波形不失真,如图2所示。
为观察方便,将B通道输出波形下移一格,A通道输入波形上移一格。
图2放大电路的输入与输出波形B、直流工作点分析在输出波形不失真情况下,单击Simulate菜单中的Analysis命令下的DC Operating Point命令项,在Output variable标签中选择需防真的变量,然后单击Simulate按钮,系统自动显示运行结果,如图3所示。
图3放大电路的静态工作点分析(三) multisim与protel软件的兼容1、输出网络表文件选择菜单:Transfer/Transfer to other PCB lanout 命令,保存类型选择Protel PCB(. NET)。
输入网络表文件名,选择网络表文件保存地址。
2.Protel中修改网络表(1)双击Multisim文件输出的Protel格式网络表文件。
进入Protel软件并自动打开网络表,其部分内容如下所示。
[R1RES0.251.0kOhm_5%][R2RES0.2520kOhm_5%][R3LIN_POT100K_LIN][R4RES0.2520kOhm_5%][RES0.25 100Ohm_5%][R6RES0.25 1.0kOhm_5%][R7RES0.25 2.4kOhm_5%][Q1TO-392N1711][C1CAP510uF][CAP510uF][R8RES0.25 2.4kOhm_5%][C2CAP51.0uF](7R1-1)(R2-2R6-2R8-2C2-2)……(2)网络表包括元件描述和元件连接描述两部分该网络表尽管是Protel格式,但其元件描述中的封装仍保留Multisim格式,导入Protel软件时不能通过。
按Protel形式修改网络表中存在的Multisim形式元件封装,修改后与上述相对应网络表如下所示[R1AXIAL0.41.0kOhm_5%][R2AXIAL0.420kOhm_5%][R3LIN_POT100K_LIN][R4AXIAL0.420kOhm_5%][AXIAL0.4 100Ohm_5%][R6AXIAL0.4 1.0kOhm_5%][R7AXIAL0.4 2.4kOhm_5%][Q1TO-92A2N1711][C1RAD0.2 10uF][RAD0.210uF][R8AXIAL0.4 2.4kOhm_5%][C2RAD0.21.0uF](7R1-1)(R2-2R6-2R8-2C2-2)(四) protel制板1.采用向导建立PCB文件(规化电路板)采用向导设置。
Protel中运行菜单File/New命令,选择Wizards标签下:Printed Circuit Board Wizard(印刷电路板向导)进入向导程序。
(1)选择形板(Rectangular),输入宽,高尺寸,去掉切角选项:Corner cutoff Inner cutoff。
(2)电路板层数设置对话框:如设计单面布线板,则选双层,穿孔式,不带过孔:Twolayer---Nonplated.(3)布线技术选择:选主要含有穿孔式元件,相邻焊盘间元件允许通过线路数为一条。
(4)进入电路板制造工艺约束参数设置页面:设置参数按需要添入图中。
(5)PCB规划完成,点击Finish。
生成相应的PCB设计文件自动打开。
电路板的板框如图所示。
2.导入网络表(1)PCB软件选择为当前活动窗口。
(2)管理器切换到Browse PCB标签下,选择Libraries,观察加载封装信息库。
(3)点击Add/Remove ,改变(添加或移去)PCB环境下的封装信息库。
(4)在PCB中导入网络表,元器件的封装正确无误后出现以下画图:图4 网络表载入对话窗口3.载入元件(封装)点击网络表载入PCB的设计对话窗口下方的Execute按钮,当成功载入网络表,PCB 文件上将出现添加进来的元件(封装)。
由于元器件都堆放在一起,所以我们要用软件排挤工具将其排挤开并进行自动布局。
4.手动布局由于电脑布局处理的效果总是不太理想,仍需人工做较大的改动。
布局对于制作电路板来说是关键的一步。
布局是否合理直接影响到整个电路的稳定性和可靠性。
因此花一定的时间去做好布局的工作是非常重要的。
图是经过人工调整好的整个电路板的布局,电路板的布局较为合理,可以加快布线的速度。
图5 进行手工布局后的图版5.设置布线规则接下来就是设置布线规则,准备布线。
为了实现单层布线,在这里我们把Design/Rules/Routing页面Edit Rule标签下Rule Attributes区中Top Laver设置为Not Used,并将布线宽度加粗。
6.自动布线将各个布线规则设置好过后,运行Auto Route菜单,打开自动布线对话框。
点击对话框下面Route All按钮。
生成一种布线结果。
7.手工调整布局一般布局不满意或复杂电路中未布通的剩下布线仍需手工调整,进行人工布线,以满足我们的要求。
经过调整后实际制成的电路板布线如图所示。
图6 调整后的电路板三、总结通过这次毕业设计,使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。
在计算机上应用Multisim8软件对电子电路进行仿真设计,仿真通过之后,输出电路网络表文件。
在Protel 99se软件环境下修改网络表文件,设计出印制电路板(PCB)。
巧妙地解决了两种软件的兼容问题。
利用本文的设计方法,在制好的印制电路板上,进行实物安装,并利用各种仪表进行调试,从而完成实际电路的设计与制作。
从“虚拟元器件”、“虚拟仪表”的仿真使用到真实器件与仪表的安装、测试这样一个完整的过程,“虚”、“实”结合,“软”、“硬”并举,是一种很好的EDA训练过程。
使我在Protel 99 SE ,Multisim8 ,PCB设计掌握方面都能向前迈了一大步,为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。
四、参考文献1.《电子设计自动化技术》(第2版),作者陈松,电子工业出版社;2.《电子线路课程设计——仿真、设计与制作》,作者陈松、华永平,东南大学出版社.3. 《电子设计自动化技术实用教程》,作者薛鹏骞,梁秀荣,中国矿业大学出版社,20074. 基于Multisim 7与Protel99 SE软件联合设计PCB的研究,作者薛鹏骞、薛伟宁、王江华,华北科技学院学报, 2007年4月第4卷第2期。