电子系统设计_原理图及PCB图

Altium Designer 20使用教程Altium Designer是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows操作系统。

Altium Designer通过把原理图绘制编辑、印制电路板图（PCB）设计、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行电子线路系统设计。

熟练使用Altium Designer，使电子线路系统设计的质量和效率大大提高。

Altium Designer有很多版本，以下是以Altium Designer 20（简称AD20）为例进行阐述。

1 电子线路系统原理图设计绘制电子线路系统原理图和设计PCB图时，常用的文件类型有四种。

在SchDoc类型上绘制元器件原理图，在SchLib类型中添加或绘制在AD20自带原理图库中找不到的元器件，在PcbDoc类型中设计元器件印制电路板图（PCB），在PcbLib类型中添加或绘制自制的元器件封装。

熟练掌握这四种类型文件的使用方法后，要想进一步设计出高质量的电路板，就需要勤学多练，积累大量电子线路系统设计知识和经验，掌握布线、布板、信号完整性等方面的知识和技巧。

以图1所示的正弦波发生器电路为例，介绍电子线路系统原理图的设计方法。

图1 正弦波发生器电路1）创建工程项目打开AD20软件，在菜单栏点击“文件”，选择下拉列表中的“新的…”选项，然后选择下拉列表中的“项目”选项，弹出界面如图2所示。

输入项目文件名，选择存储路径后点击“Create”，就创建了一个新的工程项目文件。

图2 选择工程项目路径2) 创建原理图文件在菜单栏点击“文件”，选择下拉列表中的“新的…”选项，然后选择下拉列表中的“原理图”选项，创建原理图文件并保存，如图3所示。

图3 创建原理图文件3) 绘制原理图(1）元器件放置①大多数常见的元器件可以在AD20自带的元器件库中找到，比如电阻、电容、光耦等，点击工具条中的元器件图标或在菜单栏点击“放置”，选择下拉列表中的“器件（P）…”选项，然后在弹出元器件库列表中找到需要的元器件，如图4所示，向右滑动可以查看元器件的其它信息。

课程名称：电子系统设计实验项目：PCB设计基础（二）指导教师：张秀梅专业班级：10电子本姓名：孟宪娇学号： 201000802062 成绩：实验目的：1．掌握创建层次电路原理框图方法。

2. 掌握PCB设计初步。

3. 掌握PCB的覆铜和补泪滴，完成PCB的分层设计。

实验步骤：1.创建层次电路原理框图。

2.绘制电路原理图。

3.设计PCB。

4.给布完线的PCB覆铜和补泪滴，测量板子的长度和宽度。

实验过程：1.创建层次电路原理框图。

1）创建层次原理图文件（同电路原理图文件一样，扩展名.SchDoc）2）执行Place/Sheet Symbol命令或单击布线工具栏上的按钮。

3）放置十字光标上的方块电执行路，按TAB键，出现“方块电路属性设置”对话框，设置属性。

4）执行Place/Add Sheet Entry命令或单击布线工具栏上的按钮,放置端口符号，按TAB键，出现“方块电路端口属性设置”对话框，设置其属性。

5）将放置并修改属性的方块图用导线或总线连接即可。

2.绘制电路图1）创建PCB工程文件，添加原理图文件，保存在同一路径下。

2）绘制键盘电路，并进行电气规则检查，生成网络表格，原理图打印输出。

○1电气规则检查步骤: 单击【项目管理】|【项目管理选项】命令，弹出Options for PCB Project对话框，该对话框主要设置检查的项目和范围，设定电路检查连接的规则，其中包括以下内容：●Error Reporting标签：用于设置错误报告的类型。

用户可以设置所有可能出现的错误报告类型。

报告类型有Error、Warning、Fatal Error和No Report。

●Connection Matrix标签：用于设置电路的电气连接属性。

如果要设置当无源器件的管脚连接时系统产生警告信息，可以在矩阵右侧找到无源器件管脚(Passive Pin)这一行，然后再在矩阵上部找到未连接(Unconnected)这一列，改变由这个行和列决定的矩阵中的方框的颜色，即可改变电气连接检查后错误报告的类型。

一、实习背景随着科技的不断发展，电子系统设计在各个领域中的应用越来越广泛。

为了提高自己的实践能力和综合素质，我选择了电子系统设计实习。

本次实习旨在通过实际操作，掌握电子系统设计的基本方法，提高自己的动手能力和设计水平。

二、实习目的1. 掌握电子系统设计的基本原理和流程。

2. 学会使用常用电子设计工具，如EDA软件、PCB设计软件等。

3. 提高动手能力，学会焊接、调试等基本技能。

4. 培养团队合作精神，提高沟通协调能力。

三、实习内容1. 电子系统设计基础知识实习期间，我学习了电子系统设计的基本原理，包括模拟电路、数字电路、微控制器等。

通过学习，我对电子系统设计有了初步的认识，了解了各个模块的功能和作用。

2. EDA软件使用为了提高设计效率，我学习了Altium Designer软件，通过实际操作，掌握了电路原理图绘制、PCB设计、仿真等基本技能。

在绘制电路原理图时，我学会了如何使用元件库、布线规则等，使电路图更加规范。

3. PCB设计在PCB设计方面，我学习了Altium Designer软件的PCB设计功能，掌握了元件布局、布线、测试点设置等技巧。

通过实际操作，我完成了一个简单的PCB设计，并进行了焊接和调试。

4. 焊接与调试在焊接方面，我学习了手工焊接的基本技能，包括烙铁的使用、焊接方法、焊接注意事项等。

在调试方面，我学会了使用示波器、万用表等工具，对电路进行测试和故障排查。

5. 项目实践在实习期间，我参与了一个电子系统设计项目，负责电路设计、PCB设计和调试。

通过团队合作，我们成功完成了项目，并进行了演示。

四、实习心得体会1. 实践是检验真理的唯一标准。

通过实习，我深刻体会到理论知识的重要性，同时也认识到实际操作技能的必要性。

2. 团队合作是完成项目的关键。

在实习过程中，我学会了与团队成员沟通、协作，共同解决问题，提高了自己的沟通协调能力。

3. 持续学习是提高自己的重要途径。

电子系统设计领域不断更新，我们需要不断学习新技术、新方法，以适应行业发展的需求。

PCB系统毕业设计PCB系统毕业设计随着电子产品的普及和发展，PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）系统作为电子产品的核心组成部分，扮演着至关重要的角色。

PCB系统的设计不仅关系到电子产品的性能和质量，还与生产成本和效率密切相关。

因此，对于电子工程专业的学生来说，进行一次PCB系统的毕业设计是非常有意义和必要的。

在进行PCB系统毕业设计之前，首先需要了解PCB系统的基本原理和设计流程。

PCB系统是通过将电子元器件连接在一块绝缘基板上，并通过金属线路将其连接起来，从而实现电子产品的功能。

PCB设计的流程通常包括原理图设计、布局设计、布线设计和制板加工等步骤。

这些步骤之间相互关联，需要学生综合运用电子电路知识、电磁学原理和CAD软件等技能进行设计。

接下来，我将以一个实际的PCB系统毕业设计案例为例，来介绍PCB系统设计的具体过程和注意事项。

首先，我们选择了一个简单的电子产品——温度控制器作为设计对象。

温度控制器是一种常见的电子设备，它通过测量环境温度并控制加热或制冷装置来实现温度调节。

我们的设计目标是实现一个能够稳定控制温度的温度控制器。

在进行原理图设计时，我们需要根据温度控制器的功能需求，选择合适的传感器、控制芯片和输出接口等元器件。

同时，根据电路的复杂程度和布局的紧凑性，我们需要合理选择电路的拓扑结构和元器件的连接方式，以确保电路的可靠性和稳定性。

接下来，进行布局设计。

布局设计是将电子元器件放置在PCB板上的过程。

在布局设计中，我们需要考虑到元器件之间的相互影响和电路的散热问题。

合理的布局设计可以减少电路中的干扰和噪声，提高电路的性能。

然后，进行布线设计。

布线设计是将电子元器件之间的连接线路进行规划和设计的过程。

在布线设计中，我们需要考虑到信号传输的速度和稳定性。

合理的布线设计可以减少信号的衰减和串扰，提高电路的可靠性和抗干扰能力。

最后，进行制板加工。

制板加工是将设计好的PCB图纸转化为实际的PCB板的过程。

电子系统设计专题实验报告实验一、基于 AVR ATMega128 的硬件(PCB)设计 一、 实验目的和要求目的： (1)掌握印制电路板设计的基本原则及印制电路板的设计制作流程。

(2)掌握 Protel DXP 2004 SP2 软件的基本功能。

(3)在 Protel DXP 2004 SP2 软件平台，完成电路图到 PCB 图的设计制作过 程。

要求： (1)根据实验要求， 完成原理图的设计，并在 Protel DXP 2004 SP2 软件平台 上设计制作出相应的 PCB 图。

(2)要求 PCB 图布局布线美观，抗干扰性能强。

图中所用到的元件封装必须 符合实际的元件尺寸。

二、 实验设备及设计开发环境操作系统: XP 软件：Protel DXP 2004 SP 2三、 实验内容根据 ATMega128 的电路图设计一个单片机电路板，其中包括基本电路、复位 电路、时钟振荡器（ISP、键盘、RT Clock）。

MCU 原理图如图四、 实验步骤1. 创建新的工程项目，并新建原理图图纸 2. 设置工程参数，包括基本原理图参数设置。

3. 绘制原理图：在元件库中查找所用元件，并进行必要说明，如标签、总线、 端口等。

4. 放置各个模块与图纸合适位置，方便之后端口的对接及导入。

5. 对原理图进行电气检查，编译查错时，直至消除后保存原理图。

6. 创建新的 PCB 文件，并对 PCB 进行正确合理的参数设置（注意：在设置尺 寸时，不宜设置太小，不利于元件布局及布线），保存文件。

7. 导入原理图，将元件合理放置，原则：组合功能的元件（键盘开关）有序放 置在一起，使得各个元件布线交叉尽可能的少。

8. 对电路板自动布线，进行规则检查，注意检查 PCB 有没有缺线、缺元件的 情况修改错误的地方，并注意印刷线路的宽度设置，不宜太宽。

9. 重复步骤 8，对电路板布局不断进行修改优化，直到 PCB 的规则检查没有警告、错误，电路板元件布局思路清晰，布线方式正确合理。

温度报警器一、设计题目：温度报警器的设计（1）设计内容：系统分四个模块：温度信号传感模块、电平比较模块、555多谐振荡器模块、蜂鸣器告警模块；（2）设计任务要求：①设计恒流源，采用温敏电阻，设计温度传感探头，得到放大的温度传感的电压信号；②设计电平比较电路，设置报警电平；③设计555多谐振荡器；④设计多谐振荡器驱动蜂鸣器的告警；二、温度报警器的设计方案图1 温度报警器的参考设计方案的示意三、设计原理1、恒流源的设计为了简化电路，恒流源采用带稳压管的恒流源电路2、温度信号传感模块采用温敏电阻，当温度上升时，温敏电阻的阻值减小，由于流过温敏电阻的电流大小不变，温敏电阻两端的电压随着温敏电阻的阻值减小而减少。

因此，可以把温度信号转换成电压信号。

3、差分放大电路由于温敏电阻两端的电压变化微小，需要应用差分放大电路，得到放大的温度传感的电压信号。

4、电压跟随器为了当放大的温度传感的电压信号和门限电压比较时，温度传感的电压信号不受到干扰，设计电压跟随器隔绝，从而使得温度传感的电压信号不受电平比较模块的影响。

5、电平比较模块通过电阻分压，设置下限电压，接到电压比较器的同相端。

把经过电压跟随器隔绝后的温度传感的电压信号接到电压比较器的反相端。

当温度传感的电压小于设置的下限电压时，电压比较器输出高电平，此时发光二极管点亮。

6、555多谐振荡器模块、蜂鸣器告警模块为了简化电路，555多谐振荡器模块、蜂鸣器告警模块直接用发光二极管代替。

当温度超过门限电压时，发光二极管点亮，否则发光二极管不亮。

四、设计总图原理图五、调试过程把元件焊接到PCB板上，用万用表检查有没有断路，虚焊。

接上电源，调节RP1，使常温下发光二极管不亮。

把已加热的电烙铁头放到温敏传感器附近，如果发光二极管点亮，且拿走电烙铁一段时间后发光二极管不亮，则调试成功。

如果不亮，把已加热的电烙铁头放到温敏传感器附近，同时用万用表测量LM324的9脚电压，观察9脚电压是否减小。