|
LED數(shù)碼管和DS18B 20溫度顯示器設計
課程設計說明書 《電子線路CAD》課程設計任務書
LED數(shù)碼管和DS18B 20溫度顯示器設計 摘 要： Altium Designer 是一款國內(nèi)外享有盛名的PCB輔組設計軟件，它集成了PCB設計系統(tǒng)、電路仿真系統(tǒng)、FPGA設計系統(tǒng)于一體。可以從芯片到PCB級的全套電路設計。 現(xiàn)在市場上常見的PCB級設計軟件有Protel、PowerPCB、 Cadence、 AutoCAD等，其中，Protel 在國內(nèi)應用最為廣泛，從最早的Protel 99SE 到后續(xù)的Protel DXP,再到最新版本的Altium Designer 16.0， Protel 已變得越來越強大，功能越來越完善，使設計者完全從枯燥無味的點與線的體力勞動中解放出來。 本次設計用到的是Altium Designer 16.0版本軟件，在本次設計中我們將用它創(chuàng)建自己的元器件庫、創(chuàng)建PCB庫、繪制原理圖、繪制PCB圖、繪制電氣圖形符號、繪制元件封裝圖。 關(guān)鍵詞： 繪制原理圖、繪制PCB圖、繪制電氣圖形符號、繪制元件封裝圖 目 錄 1.課程設計任務及要求...................................................................................................... 1 2.課題設計題目.................................................................................................................. 1 3設計過程及步驟.............................................................................................................. 1 3.1 設計簡介.................................................................................................................. 1 3.2 工程文件的創(chuàng)建...................................................................................................... 1 3.3元件及封裝圖制作................................................................................................... 1 3.4原理圖的繪制........................................................................................................... 8 3.5 PCB圖的生成........................................................................................................ 13 4. 結(jié)束語.......................................................................................................................... 15 5. 參考文獻...................................................................................................................... 15 附錄1：原理圖中所用到的元件圖形符號.................................................................... 16 附錄2：PCB圖中所到的元件的分裝圖....................................................................... 18 《電子線路CAD》課程設計 1、課程設計任務及要求 1、根據(jù)綜合訓練題目要求正確繪制原理圖及PCB圖； 2、繪制原理圖時要求居中且大小適中； 3、繪制PCB圖時要有機械層、禁止布線層和安裝孔； 4、繪制元件電氣圖形符號和元件封裝； 5、提供原理圖、元件電氣圖形符號、PCB圖和元件封裝各一張，并寫設計小結(jié)。 2、課程設計題目 用LED數(shù)碼管和DS18B20設計的溫度顯示器設計 設計要求： （1）按照圖2-2正確繪制原理圖（圖紙大小為A4）； （2）根據(jù)原理圖設計PCB圖； （3）繪制元件電氣圖形符號和元件封裝（見附錄）； （4）編制設計說明書、設計小結(jié)。 3、設計過程及步驟 3.1設計簡介 用LED數(shù)碼管DS18B20設計的溫度顯示器可以檢測物理環(huán)境溫度、檢測溫度的上下限、并在LED數(shù)碼管上顯示實時溫度。本次設計的內(nèi)容就是用Altium Designer 16.0軟件繪制出它的原理圖、PCB圖、繪制電氣圖形符號、繪制元件封裝圖。由于在繪制過程中有些元器件是元件庫里沒有的，所以我們的自己創(chuàng)建元件庫和封裝庫。 3.2新建工程 *打開Altium Designer 16.0軟件 *執(zhí)行菜單命令【文件（File）】→【新建（New）】→【工程（Project）】→【庫（Library）】→【PCB工程（PCB project）】命令，新建一個空白的工程文件，并將其保存在網(wǎng)絡通信文件夾下，重命名為“DS18B20.PrjPCB” *執(zhí)行【文件（File）】→【新建（New）】→【原理圖（Schematic）】命令，新建一個空白原理圖設計文件，命名為“DS18B20.SchDOC” 至此，LED數(shù)碼管和DS18B20設計的溫度顯示器模塊設計工程就建立完成了。 3.3元件及封裝圖的制作 由于Altium Designer16.0并不帶有AT89C52芯片、DS18B20、排阻、LED數(shù)碼管、下載端口、74LS245等模塊的原理圖和PCB封裝圖 ，所以在繪制原理圖之前我們需要先設計這幾個原件的以及封裝。 3.3.1制作AT89C52芯片元件 *執(zhí)行菜單命令【文件(Fil)】→【新建(New】→【庫(ioany) 】→【原理圖庫 (Schematic Library)】,新建庫文件，命名為“原理圖庫.SchLib”并保存。 *執(zhí)行菜單命令【工具(Tools)】→【新器件(New Component)】, 在彈出的對話框 中將新建的元件命名為89C52，如圖3-1所示。 *執(zhí)行菜單命令放置【(Place)】→【矩形(Rectangle)】 在繪圖區(qū)繪制個大小合適 的矩形。 *執(zhí)行菜單命令【放置(Pace）】→【引腳(Pi)】放置引腳ENCS0有40個引腳。 *由于芯片的引腳較多，分別修改比較麻煩，在引腳編輯器中修改元件引腳的屬性則方便得多。雙擊【SCH Library】面板中的【89C52】標簽，彈出圖3-2所示的【元件屬性設置】對話框，再單擊對話框左下角的【Edit Pins】按鈕，彈出圖3-3所示的【元件引腳編輯器】對話框。按照圖中的設置來修改元件的引腳屬性，修改完畢后的原理圖模型如圖3-4所示。
圖3-2【元件屬性設置】對話框
圖3-1新建元件AT89C52
圖3-3【元件引腳編輯器】對話框
圖3-4 AT89C52原理圖模型 按照上面的操作步驟，依次創(chuàng)建出DS18B20、排阻、LED數(shù)碼管、下載端口、74LS245等元件，最后八它們放在一個集成庫里，如圖3-5所示，我已經(jīng)把的元件做成了一個集成庫。
圖3-5原理圖所需要的集成庫 3.3.2利用元件封裝向?qū)ЮL制所需要的元件封裝 本設計中用到的一些元器件在封裝庫里是沒有的，所以我們得自己創(chuàng)建一個自己用到的器件封裝庫，在這里我們采用元件封裝向?qū)ЮL制所需要的元件封裝。 在這里我們以AT89C51單片機的封裝為列子。 *執(zhí)行菜單命令【工具（Tools）】→【元器件封裝向?qū)В?/span>Component Wizard)】，啟動PCB元件封裝生成向?qū)В鐖D3-6所示 *單擊【下一步(Next)】 按鈕，進入如圖3-7所示的【元件封裝類型選擇】對話框，在這里選擇“Dual In-line Packages (DIP)”雙列直插，并將單位選為毫米。
圖3-6元件封裝生成向?qū)咏缑?/span> 圖3-7【元件封裝類型選擇】對話框 *單擊【下一步(Next)】按鈕，進入【焊盤尺寸設置】對話框，如圖3-8所示，填入合適的焊盤孔徑。編輯修改焊盤尺寸時，在相應尺寸上單擊，刪除原來數(shù)據(jù)，再添加新數(shù)據(jù)，單位可以不加。 *單擊【下一步(Next)】按鈕，進入【焊盤位置設置】對話框，如圖3-9所示，此設置芯片相鄰焊盤之間的間距。
圖3-8焊盤尺寸設置對話框 圖3-9焊盤位置設置對話框 *單擊【下一步(Next)】按鈕，進入【封裝輪廓寬度設置】對話框，如圖3-10所 示，設置絲印層繪制的元件輪廓線的寬度。 *單擊【下一步(Next)】 按鈕，進入【焊盤數(shù)設置】對話框，如圖3-11 所示，因為是設計DIP403D的封裝，所以焊盤數(shù)為40。
圖3-10 封裝輪廓寬度設置對話框 圖3-11焊盤數(shù)設置對話框， *單擊【下一步(Next)】按鈕，【元件名設置】對話框如圖3-12所示，采用系統(tǒng)默認的元件封裝名稱為“DIP403D”。 *單擊下一步【Next)】按鈕，元件封裝繪制結(jié)束界面，如圖3-13所示，單擊【完成(Finish)】 按鈕則可完成元件封裝的繪制。
圖3-12元件名設置對話框 圖3-13，元件封裝繪制結(jié)束界面 *繪制完成的DIP403D封裝如圖3-16所示，需要注意的是，創(chuàng)建的封裝中焊盤名稱一定要與其對應的原理圖元件引腳名稱一致，否則封裝將無法使用。如果兩者不符時，雙擊[焊盤]進入[焊盤屬性設置]對話框修改焊盤名稱。
圖3-14繪制完成的AT89C51封裝圖（DIP403D） 圖3-15元件封裝庫 按照上述步驟完成所需要的在Altium Designer16.0的庫中沒有的元件封裝圖（LED數(shù)碼管、74LS245、DS18B20、排阻等），名字保存和元件原理圖名字一樣。如圖3-15是完成的元件封裝庫。 3.4原理圖的繪制 3.4.1創(chuàng)建工程 我們要創(chuàng)建一個工程來裝原理圖和PCB圖，創(chuàng)建步驟如下： *打開Altium Designer16.0，執(zhí)行菜單命令【文件（File）】→【新建（New）】→【工程（Project）】菜單欄中選擇【PCB工程（PCB project)】就建立了一個空的工程項目，可以在Altium Designer16.0界面的最左邊的標簽式面板區(qū)可以看見，空的工程如圖3-16所示。里面并不包含任何文檔，并將其保存到自己能找到的儲存位置。
圖3-16創(chuàng)建的空工程 3.4.2給剛創(chuàng)建的工程添加原理圖文檔和PCB圖文檔， 在工程面板中右鍵單擊工程名，彈出如圖3-17所示的菜單，單擊【給工程添加新的(Add NewProject)】來添加新的原理圖設計文檔
圖3-17 給工程添加新的原理圖文檔 按照上述方法給工程添加PCB圖文檔，添加好原理圖文檔和PCB圖文檔后的工程展開如圖3-18所示。
圖3-18，添加好原理圖文檔和PCB圖文檔后的工程展開圖 3.4.3繪制原理圖 *單機鼠標左鍵單擊新建工程中的原理圖文檔，界面中間出現(xiàn)工作區(qū)如圖3-19工作區(qū)，工作區(qū)面板默認大小為A4紙張，一般不需要從新設置，在工作去可以自由編輯和圖形繪制。 *單機鼠標左鍵單界面右上角的彈出式面板的【庫（Libraries）】，即可顯示出元器件庫面板，彈出如圖3-20所示界面。 *在圖3-20的界面中右上角左鍵單擊【Libraries】按鈕打開如圖3-21所示界面，點擊該界面右下角【安裝】按鈕，打開我們所建立的庫和在網(wǎng)上下載的庫，選中所需要安裝的庫，點擊右下角【打開】，就把庫全部安裝好了在圖3-20中我已經(jīng)把所需要要的元件庫安裝好了。
圖3-19工作區(qū)面板 3-20元件庫面板
圖3-21可用元件庫文件 *在圖3-20中選中我們所需要的元件所在的【庫（Libraries）】，然后在庫下方【關(guān)鍵字過濾欄】中輸入所需元件的名稱，然后在【元件列表框】中選中元件，就會在【原件符號預覽框】中出出現(xiàn)元件符號，左鍵雙擊【元件列表框】中選中的元件，這時鼠標光標就會出現(xiàn)所選中的元件如圖3-20所示，然后移動鼠標在工作區(qū)內(nèi)選擇元件要放置的位置，單擊鼠標左鍵，元件就可以放置在工作區(qū)內(nèi)如圖3-21所示。 *在工作區(qū)內(nèi)選中元件拖動鼠標可以移動元件，選中元件后并按住鼠標左鍵在按【X】鍵可以對元件進行左右翻轉(zhuǎn)180度，選中元件后并按住鼠標左鍵在按【Y】鍵可以對元件進行上下翻轉(zhuǎn)180度，選中元件后按【空格】鍵可以對元件進行每次旋轉(zhuǎn)90度。
圖3-21在工作區(qū)內(nèi)放置元件 按照上述方法在工作區(qū)內(nèi)放置好所有元件件，并安原理圖布置好元件位置。如圖3-22所示 *放置好元器件以后點擊【工具欄
圖3-21 在工作區(qū)內(nèi)放置好所需元件
圖3-22 LED數(shù)碼管參數(shù)設定與修改界面
圖3-23用LED數(shù)碼管和DS18B20溫度顯示器的設計原理圖 ＊完成以上步驟后，鼠標右鍵右擊工作區(qū)空白處，【放置】→【文本字符串】，然后單擊要放置文本的區(qū)域，放置文本框【text】，雙擊【text】輸入文本字符串，并對字體進行編輯修改。完成后點擊確定即可。 最后點擊菜單欄【文件】→【智能PDF】即可輸出原理圖的PDF圖片。 3.4.4生成PCB圖 *接著上面的步驟，打開原理圖界面，鼠標左鍵單擊菜單欄【設計】→【update PCB Document PCB1.PcbDOC】進入如圖3-24界面， *左鍵依次單擊【生成更效率】【執(zhí)行更效】然后點擊【關(guān)閉】就會打開我們所創(chuàng)建的PCB圖界面，在界面右下方有生成的PCB圖如圖3-25所示，此時的圖還沒有放到PCB圖工作區(qū)內(nèi)，需要我們自己調(diào)整器件把它移動到工作區(qū)合適的位置。
圖3-24PCB圖生成啟動界面
圖3-25生成的 PCB初始圖 *將圖中所有器件移動到PCB面板中間，并對器件進行從新排列，單擊鼠標左鍵可以選中器件，按住鼠標不放，在按【空格】鍵可以對器件進行旋轉(zhuǎn)。調(diào)整好后的的排列好的PCB圖，如圖3-26。
圖3-26擺放好圖封裝的PCB圖界面 *現(xiàn)在對器件進行布線，鼠標左鍵單擊菜單欄【應用工具】→【放置直線】，鼠標將會出現(xiàn)十字形光標，移動鼠標使光標移動到我們要連接的第一個端點，單擊左鍵，就放置好了線的器點，中途如果要拐彎，在拐彎的地方單擊一下，然后就可以拐彎了。到要放置的最后以個端點時雙擊鼠標左鍵，就完成線段的放置。 *重復上述步驟，按照PCB圖中的引線連接完整幅PCB圖。 *PCB圖的輸出，和輸出原理圖的方式一樣。點擊菜單欄【文件】→【智能PDF】即可輸出PCB圖的PDF圖片。如圖３－２7所示。 圖３－２７布好線后輸出的PCB圖 4. 結(jié)束語 本次設計的是利用Alteum Designer 16.0d對用LED數(shù)碼管和DS18B20的溫度顯 示器原理圖的繪制、PCB圖的制作，在本次課程中，我先是按照課程要求進行安裝軟件，然后十按照課本對軟件的使用進行了解，然后進行基本操作的演練。 當我對軟件的使用了解后，我開始在給軟件安裝元件圖庫，在我所繪制的原理圖中有的元件是庫里沒有的，所以我進行了書本上元件庫的創(chuàng)建學習，然后在自己創(chuàng)建的元件庫里繪出所需要的原件符號，接下來進行封裝庫的繪制，到這里我已經(jīng)準備好了繪制原理圖的準備工作。 在開始繪制原理圖時，我先創(chuàng)建一個空的工程文件，然后在該工程文件里添加一個新的原理圖文檔和一個新的PCB圖文檔。然后打開原理圖文檔，在元件庫里找到所需要的元器件，依次排列好放在工作區(qū)，最后進行連線，繪制完成原理圖后將其以PDF文件的格式輸出就完成了。 在原理圖繪制好后，進行成PCB，然后在PCB圖工作區(qū)呢進行封裝圖的移動和修該，最后進行PCB圖的布線。布線完成后輸出PCb圖像就完成了。 參考文獻 Altium Designer 原理圖與PCB設計（第二版） 北京電子工業(yè)出版社 謝龍漢、李杰鴻 編著 附 錄： 附錄1：原理圖中所用到的元件圖形符號
溫度檢測元件（一） 晶振（二）
蜂鳴器（三） 瓷片電容（四）
８９c５２單片機芯片（五） ?。罚?/span>LS２４５芯片（六）
電源端子（七） 程序下載端口（八）
電解電容（九） 電阻（十）
排阻（十一） 四位共陰極數(shù)碼管（十二）
三級管（十三） 按鈕（十四）
電解電容（十五） 附錄2：PCB圖中用到的元件封裝圖 LED數(shù)碼管封裝（一） 程序下載端口封裝（二） 74LS245芯片封裝（三） 上拉電阻封裝（四） 三極管封裝（五） 瓷片電容封裝（六）
AT89C52單片機封裝（七） 晶振封裝（八）
發(fā)光二極管（九） 電解電容封裝（十）
電源口（十一） 電阻封裝（十二）
按鈕封裝（十三） DS18B20封裝（十四） |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
來自： 昵稱66084147 > 《文件夾1》
