PCB电路板绘制和单片机设计说明书
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PCB 设计指导书1.术语:1PCB(Print circuit Board) 印制电路板2原理图电路原理图,使用原理图设计工具设计的表达硬件电路中器件关系的图。
3SMT:外表组装技术〔外表贴装技术〕〔Surface Mount Technology 的缩写〕,是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
4AI:AI 是(Auto-Insert)的简写,意思是自动插件技术,自动将元器件安装在PCB 上面。
5EMC: 电磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的力量。
6波峰焊接:波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触到达焊接目的,其高温液态锡保持一个斜面,并由特别装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象,所以叫“波峰焊“,其主要材料是焊锡条。
又称 FS。
7回流焊接:回流焊机也叫再流焊机或“回流炉”(Reflow Oven),它是通过供给一种加热环境,使焊锡膏受热溶化从而让外表贴装元器件和 PCB 焊盘通过焊锡膏合金牢靠地结合在一起。
简称 RF。
8通孔回流焊接:通孔回流焊接技术(THR,Through-hole Reflow),又称为穿孔回流焊 PIHR(Pin-in-Hole Reflow)。
该技术原理是在印制板完成贴片后,使用一种安装有很多针管的特别模板,调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐,使用刮刀将模板上的锡膏漏印到焊盘上,然后安装插装元件,最终插装元件与贴片元件同时通过回流焊完成焊接。
9微带线:微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。
适合制作微波集成电路的平面构造传输线。
与金属波导相比,其体积小、重量轻、使用频带宽、牢靠性高和制造本钱低等;但损耗稍大,功率容量小。
10带状线:带状线是介于两个接地层之间的印制导线,它是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。
单片机设计说明书1. 引言单片机是一种集成电路芯片,具有微型计算机的功能。
本设计说明书将详细介绍我们团队的单片机设计方案及实施步骤。
通过本文,读者将了解到我们的设计目标、具体实施方案以及预期效果。
2. 设计目标我们的单片机设计旨在实现以下目标:- 提供稳定可靠的硬件平台,用于支持各种嵌入式应用。
- 实现高效的电路设计,以确保低功耗、高性能和可扩展性。
- 提供友好的用户交互界面,便于用户操作和使用。
- 实现多种通信接口和协议,以满足不同应用场景的需求。
- 提供完善的安全措施,防止潜在的攻击和漏洞。
3. 设计方案我们采用了以下设计方案来实现以上目标:3.1 硬件设计我们选用了高性能的单片机芯片,并结合其他外设电路,构建了稳定可靠的硬件平台。
硬件平台包括主控单元、存储单元、输入输出接口、时序控制电路等模块。
我们在硬件设计过程中注重优化功耗,采用了低功耗的元器件并进行电路隔离和优化设计,以降低系统功耗并延长电池寿命。
3.2 软件设计为了实现用户友好的交互界面,我们开发了一套软件系统。
软件系统具有图形界面,提供了直观的操作界面和功能菜单。
用户能够通过界面进行设置、控制以及数据的显示。
我们的软件系统支持多种编程语言,以满足不同用户的需求。
同时,我们也提供了一些示例代码和开发工具,方便用户进行二次开发和定制化。
3.3 通信接口和协议单片机设计需要支持多样的通信接口和协议,以满足不同应用场景的需求。
我们的设计方案中涵盖了串口通信、SPI总线、I2C总线等多种通信接口。
我们确保这些接口在电路设计和软件支持上都能够正常工作。
我们还支持一些常用协议,如Modbus、CAN等,以便用户能够方便地与其他设备进行通信和交互。
3.4 安全措施为了保障系统的安全性和稳定性,我们在设计中加入了多项安全措施。
首先,我们采用了安全加密芯片,对系统进行硬件级的保护。
其次,我们的软件系统实现了访问控制和权限管理,只有经过授权的用户才能进行操作。
单片机最小系统的PCB板设计【目标】1.会利用向导规划电路板。
2.会集体修改参数。
3.会对PCB板进行DRC操作和排除违规错误【范例】以如图8-1所示的单片机最小系统原理图为例,生成该原理图的PCB板。
要求用双层板,尺寸为80mm×65mm,元件全部采用过孔元件,一般线宽为30mil,GND为50 mil,VCC为40 mil。
图8-1单片机最小系统【步骤】1.新建工程,导入原理图文件执行菜单命令File/New/PCB Project,建立项目工程,保存为“单片机最小系统.PRJPCB”。
鼠标右键点击Projects面板中“单片机最小系统.PrjPCB”,执行菜单命令Add to Project,添加原理图文件“单片机最小系统.Schdoc”到当前工程。
2.选择PCB板向导规划电路板(1)单击File标签,将出现如图8-2所示的文件面板,选择PCB Board Wizards PCB 板向导,弹出图PCB板向导欢迎界面。
点next后,出现图8-3所示尺寸选择框。
图8-2 File面板启动PCB向导图8-3 尺寸选择框(2)尺寸单位选择尺寸单位选择对话框,有英制(mil)和公制(mm)二种选择,可以根据兴趣选择尺寸类型,本例选择英制单位mil。
(3)选择PCB板类型如图8-4所示。
(4)自定义PCB板如图8-5所示。
(5)选择信号层、内电源层如图8-6所示。
(6)选择过孔类型如图8-7所示。
图8-4 选择PCB板类型图8-5 自定义PCB板图8-6 选择信号层、内电源层图8-7选择过孔类型(7)选择元件类型如图8-8所示。
(8)设置导线、过孔、安全间距如图8-9所示。
图8-8 选择元件类型图8-9设置导线、过孔、安全间距(9)Finish结束向导,PCB板向导制作完成的电路板如图8-10所示。
保存为“单片机最小系统.PcbDoc”图8-10 PCB板向导制作完成的电路板3.同步功能更新PCB编辑器的封装和网络打开原理图文件,执行Design /Update PCB单片机最小系统.PcbDoc菜单命令,装入电路板的PCB封装元件,如图8-11所示。
单片机实验板详细步骤----PCB设计部分1 创建PCB文件PCB设计首先是建立PCB文件,如【图10-1向工程中添加PCB文件】所示,然后保存并命名。
图10-1向工程中添加PCB文件图10-2 创建完毕的PCB文件2 PCB创建向导Protel DXP 提供了PCB 设计模板向导,图形化的操作使得PCB 的创建变得非常简单。
它提供了很多工业标准板的尺寸规格,也可以用户自定义设置。
这种方法适合于各种工业制板,其操作步骤如下。
1) 单击文件工作面板中New from template 选项下的PCB Board Wizard 选项,如【图10-3 启动PCB向导】。
图10-3 启动PCB向导图10-4 PCB 电路板度量单位设定2) 单击Next 按钮,出现度量单位设置对话框。
系统提供两种度量单位,一种是Imperial (英制单位),在印刷板中常用的是Inch (英寸)和mil (千分之一英寸),其转换关系是1Inch =1000mil 。
另一种单位是Metric (公制单位),常用的有cm (厘米)和mm (毫米)。
两种度量单位转换关系为1 Inch =25.4 mm 。
系统默认使用是英制度量单位。
3) 单击Next 按钮,出现如【图10-5 设置电路板类型】所示界面,要求对设计PCB 板的尺寸类型进行指定。
Protel DXP 提供了很多种工业制板的规格,用户可以根据自己的需要,选择Custom ,进人自定义PCB 板的尺寸类型模式,在这里选择Custom 项。
图10-5 设置电路板类型4) 单击Next 按钮,进人下一界面,设置电路板形状和尺寸等,如图【图10-6 指定PCB 板信息】所示。
图10-6 指定PCB 板信息5) Outline Shape 选项区域中,有三种选项可以选择设计,Rectangular 为矩形,Circular 为圆形;Custom 为自定义形,类似椭圆形。
常用设置如下:●本例中选择Rectangular 矩形板。
pcb设计技术手册PCB设计技术手册(第二版)一、概述本手册旨在为PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计人员提供全面、实用的设计和制作指南。
通过本手册,读者可以了解从电路原理图到PCB布局和布线的整个设计流程,包括元件的选择、原理图的绘制、PCB板框的设计、布线规则的制定以及PCB制造的注意事项等。
二、目录1. 第一章概述2. 第二章元件的选择与布局3. 第三章 PCB板框设计4. 第四章原理图绘制5. 第五章布线规则与技术6. 第六章 PCB制造与装配7. 第七章章电磁兼容性与信号完整性8. 第八章案例分析9. 第九章附录三、内容详解1. 第一章概述本章介绍了PCB的基本概念、设计流程以及相关术语。
阐述了PCB在电子设备中的重要性以及良好的PCB设计所能带来的益处。
此外,还简要介绍了PCB设计的未来发展趋势,包括AI技术在PCB设计中的应用等。
2. 第二章元件的选择与布局本章详细介绍了元件的选择原则和布局要求。
首先,从元件的封装、性能参数、使用环境等方面进行了阐述。
其次,针对布局问题,从总体布局、元件排列、信号流等角度进行了详细说明。
此外,还提供了一些实用的布局参考图例。
3. 第三章 PCB板框设计本章主要讲述了PCB板框的设计要点和制作流程。
首先,从板材的选择、层数的确定等方面进行了介绍。
其次,详细阐述了板框的尺寸设计、形状设计以及边缘处理等关键技术。
此外,还介绍了板框加工过程中的注意事项以及常用的加工工艺。
最后,以案例的形式展示了优秀板框设计的要点。
4. 第四章原理图绘制本章主要介绍了原理图绘制的基本流程和常用工具。
首先,从电路设计的基本原则出发,详细阐述了原理图的作用及绘制流程。
其次,介绍了常用的原理图绘制工具及其特点。
最后,通过案例演示了原理图的绘制过程。
5. 第五章布线规则与技术本章重点介绍了PCB布线的基本原则和常用技术。
首先,从布线的总体要求和基本原则入手,详细阐述了布线对PCB性能的影响。
燕山大学课程设计说明书题目:PCB电路板绘制和单片机设计学号:燕山大学课程设计(论文)任务书年月日PCB电路板绘制和单片机设计王欣彦理学院12级电子信息科学与技术一班摘要:本文主要分为两个部分,分别是PCB板的绘制和对单片机程序的编译与调试。
本次课设,我们需要利用软件AD9以及相应硬件说明书,完成对指定PCB电路板的绘制,后期使用Keil单片机编程软件,完成了指定功能的单片机程序的设计。
关键词:PCB 、单片机、AD软件、Keil软件The PCB circuit board drawing and chipdesignAbstract: This paper is divided into two parts, which are drawn on the PCB board and microcontroller program compilation and debugging. The class-based, we need to use the appropriate hardware and software AD9 instructions to complete the designated PCB drawing board. And later we use Keil microcontroller programming software to completed the design specified function microcontroller program. Keywords: PCB、AD9、Single chip microcomputer、Keil software一、学习目的1.更正学习习惯,端正学习态度,建立一个良好的学习氛围。
2. 在AD软件中完成元件原理图和原理图库的建立,完成元件的封装和PCB图;完成PCB电路板的焊接。
3. 对单片机有一个系统的了解,掌握简单的单片机程序的变成设计,并在STC_ISP_V483进行下载调试。
二、学习软件Altium Designer、Keil uVision、STC_ISP_V483三、学习内容在AD中进行PCB的绘制1、根据提示在电脑中正确安装Altium Designer软件,打开软件,对软件的各操作项有个简单的了解。
2、在该软件下建立一个工程,在工程下新建一个空白原理图图纸,对新建的图纸按照要求进行参数设置。
注意的是一个工程对应一个文件夹,文件夹最好建立在桌面上,原理图图纸必须建立在之前所建立的工程下。
3、将原理图库在library下分解出来,方便在建立自己的原理图库中使用。
4、建立一个自己的原理图库,可以将软件中自带的元器件图复制到自己建的库中,对于那些没有的元器件,我们可以按照原理图自己绘制,如1364372-1USB端口。
图3-1 1364372-1USB元器件图5、对原理图中的所有元器件进行按照图纸进行摆放,为了使电路图清晰保持Ctrl键按下,滚动鼠标的滑轮可以放大或缩小。
在放置元器件是也按下Tap键,对元器件的各参数进行修改。
原理图中利用连线工具对所有器件按照原理图进行连线,最后保存原理图。
6、对原理图进行编译,编译项目可以检查设计文件中的设计草图和电气规则的错误,并提供给设计者一个排除错误的环境。
例如,要编译51Board 项目,选择Project →Compile PCB Project 51Board.PrjPcb,当项目被编译后,任何错误都将显示在Messages面板上,如果电路图有严重的错误,Messages面板将自动弹出,否则Messages面板不出现。
根据Messag提示的信息对原理图进行改正,并最终保存,如图3-2是完成的原理图。
3-2原理图7、元器件的封装,如果将元器件焊接在板子上,所以元器件需要封装,同样我们可以新建一个元器件封装图库。
我们了可以利用软件自带的元器件封装,在library下分解出来即分装库。
在自带的分装库下对元器件分装进行复制,粘贴到自己的元器件封装图库中。
对于那些图库中没有的元器件封装图我们可以自己进行绘制,首先新建一个元器件封装图库,绘制元器件封装图可以有两种方法,一种是利用软件中的封装向导,按照参数要求绘制封装图,一般使用PCB Component Wizard创建封装,如图3-3所示的CH340T_SSOP20封装图;第二种方法是自己绘制,同样是按照元器件的基本参数利用绘图工具进行绘制(Tap键设置参数),如图3-4所示的SW-6分装封装图。
图3-3CH340T_SSOP20 图3-4 0603R8、将原理图设计转换为PCB设计,在将原理图设计转换为PCB设计之前,需要创建一个有最基本的板子轮廓的空白PCB。
在Altium Designer中创建一个新的PCB设计的最简单方法是使用PCB向导,它可让设计者根据行业标准选择自己创建的PCB板的大小。
在向导的任何阶段,设计者都可以使用Back 按钮来检查或修改以前页的内容。
按照要求自定义一个空白板子。
在将原理图信息导入到新的PCB之前,确保所有元件都添加了它的封装。
在原理图编辑器内,执行Tools→Footprint Manager命令,显示封装管理器检查对话框,检查是否所有元件都有封装图。
9、在所有元件都有封装图的条件下,导入元件,在主菜单中选“Design”→“Import Changes From 51.PrjPcb”命令,按照向导执行操作,将原理图中的元件和连接关系导入到PCB板中,至此PCB板文件的内容与原理图文件就完全一致了。
00图3-5 PCB 工作区内容10、单击PCB 图中的元件,将其一一拖放到PCB 板中的“Keep-Out ”布线区域内。
单击元件U1,将它拖动到PCB 板中靠左边靠上的区域;在拖动元件到PCB 板中的“Keep-Out ”布线区域时,可以一次拖动多个元件,如选择3个元件DS1-DS3(鼠标单击DS1元件的左下角,然后单击DS3元件的右上角),按住鼠标左键将它拖动到PCB 板中部用户需要的位置时放开鼠标左键。
放置元件时,选择于其它元件连线最短,交叉最少的原则,可以按Space 键,让元件旋转到最佳位置,才放开鼠标左键。
布置完成后的PCB 板如图3-6所示。
图3-6 手动布局完成后的PCB 板11 、交互式布线,交互式布线并不是简单地放置线路使得焊盘连接起来。
交互式布线工具能直观地帮助用户在遵循布线规则的前提下取得更好的布线效果,包括跟踪光标确定布线路径、单击实现布线、推开布线障碍或绕行、自动跟踪现有连接等。
当进入交互式布线模式后,光标便会变成十字准线,单击某个焊盘开始布线。
当单击线路的起点时,当前的模式就在状态栏或在悬浮显示。
此时向所需放置线路的位置单击或按Enter键放置线路。
把光标的移动轨迹作为线路的引导,布线器能在最少的操作动作下完成所需的线路。
光标引导线路使得需要手工绕开阻隔的操作更加快捷、容易和直观。
也就是说只要用户用鼠标创建一条线路路径,布线器就会试图根据该路径完成布线,这个过程是在遵循设定的设计规则和不同的约束以及走线拐角类型下完成的。
在布线的过程中,在需要放置线路的地方单击然后继续布线,这使得软件能精确根据用户所选择的路径放置线路。
如果在离起始点较远的地方单击放置线路,部分线路路径将和用户期望的有所差别。
按照PCB设计图将所有的元件连接起来。
12、最后对PCB图进行覆铜,连线完成之后,切换到顶层,使用快捷键P-G,按红线部分绘制,同理在底层绘制。
运行设计规则检查:Tools→Design Rule Check给出错误报告。
最后进行保存,敷完铜之后的现象如图11-1所示。
图3-7 覆铜的PCB板焊接PCB板准备好焊接板子所需要的元器件,将元器件引脚插到板子的洞中,利用焊锡将所有的元器件焊接到板子上,注意焊接的时候不要有虚焊,烙铁不能在板子上呆的时间太长,以免焊坏板子,更要注意不能烫到人,将元器件按照一定顺序焊接到板子上,最后检测板子是否焊的成功。
将板子用数据线连接到电脑上,检查是否能够下载进程序,以及下载进程序后能否使数码管亮起来,小灯也能够亮起来,否则表示焊接不成功,需要检查是否有焊接不良的地方,对有问题的地方进行修改,直至满足要求。
软件调试1、软解调试是单片机设计的最后一个环节,通过软件调试能够使单片机表达出设计者的意图。
与以前所学的知识关联很少,只需要掌握很基本的数电模电知识,如二进制、十进制、十六进制之间的转换,与、或、非逻辑关系等,对各种器件的概念基本上是从0开始,如果要用C语言编程,需具备简单的C语言基础。
首先需要了解单片机,在一片集成电路芯片上集中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机或微控制器。
2、单片机主要掌握以下几点,电源、晶振、复位电路是使系统能够运行起来的必要条件。
单片机任意IO口的随意操作(1)控制电平高低;(2)输出检测电平高低。
定时器:重点掌握最常用的方式。
中断:外部中断、定时器中断、串口中断。
串口通信:单片机之间、单片机与计算机间。
3、实现定时功能,比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器。
定时/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和低8位两个寄存器组成。
TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。
定时/计数器的工作原理:加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来;一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。
每来一个脉冲计数器加1,当加到计数器为全1时,再输入一个脉冲就使计数器回零,且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1,向CPU 发出中断请求(定时/计数器中断允许时)。
如果定时/计数器工作于定时模式,则表示定时时间已到;如果工作于计数模式,则表示计数值已满。
可见,由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。
4、最开始编写程序比较困难,我们可以先记住一些子程序,将其套在主程序中即可。
a)普通的延迟函数:void delay(unsigned int s){unsigned int i,j;for(i=0;i<s;i++){ for(j=0;j<1000;j++); }}b)1s的延迟函数:void deply_1s(){unsigned char i=0;for(i=0;i<100;i++){while(TF1!=1);TH1=(65536-9216)/256;TL1=(65536-9216)%256;TF1=0; //}}5、首先实现一个小灯常亮,程序如下所示:#include<reg52.h> //头文件一般无需改动sbit led0=P1^7; //led口通过此口控制led0void main(){ led0=0;//点亮led0 while(1);}6、利用单片机的定时功能实现1s流水灯的操作,程序如下:#include <reg52.h>sbit led1=P1^0;void delay_1s(){ unsigned char i=0;for(i=0;i<100;i++){ while(TF1!=1);TH1=(65536-9216)/256; //存储的初值高八位TL1= (65536-9216)%256;TF1=0; }void main(){ unsigned char j; /*定时器初始化*/TMOD=0x010; //定时器1工作工作方式TH1=(65536-9216)/256; //存储的初值高八位TL1= (65536-9216)%256;//存储的初值低八位TR1=1;for(j=0;j<8;j++){ P1=~(1<<j);delay_1s() }}7、单片机中的CPU在每个程序周期都会检查中断源(比如说外部中断,计时器溢出)一旦发现有中断,马上停止当前的程序(一般情况是,高级的单片机要仲裁中断等级),并保护现场(寄存器的值入栈),然后调用中断程序。