pads实验指导书.docx
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1、目 录实验一、简单电源滤波电路设计 -2 实验二、触摸延时开关电路设计 - 14实验 三、 单片 机最小 系统 电路 设计 - 30实 验 四、 单 片 机 接 口 电 路 设 计 - - - - - - - - - 46 实验五、 GPS 接收系统电路设计 - 68 实验六、负极性感光板设计 -771实验一、简单电源滤波电路设计实验目的: 掌握电子产品设计的基本流程和方法 熟悉 PADS 软件使用方法 掌握使用 PADS 软件绘制电子产品原理图学习方法: 课程实践性强,多动手操作 课程要求的背景知识丰富,结合课程多了解相关的产品设计知识 多交流沟通电子 CAD 的发展:2CAD (Compu
2、ter Aided Design)CAM(Computer Aided Manufacturing)CAE (Computer Aided Engineering)CAT(Computer Aided Test)EDA(Electronic Design Automatic)常见的电子产品硬件设计的 EDA 工具:Altium 公司-Protel 系列(Protel 99)Mentor Graphics 公司-PADS 系列(PADS Logic、 PADS Layout、 PADS Router ) Cadence 公司-Orcad Capture, Allegro电子产品硬件设计的基本流程
3、:概要设计详细设计集成测试单元测试需求分析需求分析: 着重于产品的市场分析层面。也关注关键技术的可获得性。具体输出是需 求分析报告。重点解决是否要做的问题。概要设计: 着重于产品的硬件具体实现方案和关键技术的分析。 具体输出是硬件概要设计报告。重点解决能不能做到问题。详细设计: 单板的原理图设计和 PCB 设计。最终输出是可供软件调试和应用的硬件 单板。重点是单板的具体实现。单元测试: 包括各功能单元模块的功能测试和信号质量的测试。 最终输出是硬件单板 详细测试报告。重点是保证单板的各单元模块的正常功能和电气特性。系统测试: 硬件单板的集成功能测试,一般需要结合软件才能完成。最终输出是硬件 单
4、板集成功能测试报告。重点是保证产品的系统功能的实现。电路设计(单板详细设计)的主要步骤:原理图设计 网表生成 PCB设计 生成PCB生产文件生成相关报表PADS Logic原理图设计环境的建立PADS Logic 使用 windows 风格的菜单命令方式。包括:下拉菜单、弹出菜单、 工具盒、工具条、命令按钮、快捷命令等等;PADS Logic 主要包括工具栏、工作区、项目资源管理窗口、输出窗口、状态栏 等几个窗口;标题栏菜单栏工具设计窗口项目资源管理输出窗口 状态栏3设计单位换算:1Inch = 1000 mil1mil = 1/1000 Inch1Inch = 2.54cm = 25.4mm
5、1mil = 0.0254mm1Metric = 1mm = 1/1000 meter1、设计单位设置: Setup-Design Rules- Units2、设计栅格(Design Grid)设置: Tools-Options- Design-Grids设计栅格(Design Grid)指的是光标每移过一小格的距离,确定增加元件 (Parts)和 连线(Connections)的间隔和转角的位置。这个栅格用于绘制项目, 如多边形(Polygons)、 不封闭图形(Paths)、圆(Circles)和矩形(Rectangles)43、显示栅格(Design Grid)设置:Tools-Opti
6、ons- Global-Display Grids 这是一种点状的栅格,用于设计的辅助。4、 PADS 缺省工作库的加载5File-Library Manager-Manage Lib.list-Add commom 元件库注: commom 元件库是在安装程序过程中从安装程序 OPY 过来的元件库5、页面设置(Sheet):纸张(Size)类型;页面(Sheet)类型。 Tools-Options- Design66、添加页面边框:执行“ADD 2D Line from Library” ,再选择 SIZEA4,按确定。7、边框格式的修改和保存:a) 按右键,选择“Select Drafti
7、ng Items”,再选中页面边框b) 再按右键,选择“Explode”c) 用绘图工具对页面边框进行修改d) 修改完成后,选择所有的页面边框元素,再按右键,选择“Combine”e) 再点击合并后的页面边框,按右键选择“save to libray”,设置具体名称后保存到 元件库中。8、设计窗口颜色设置: Setup-Display colors修改后的颜色配置文件放在 :MentorGraphics2007PADSSDD_HOMESettings*.ccf79、设计字体设置: Setup-Fonts电源滤波电路原理图的绘制1、设计目的:实现简单的 5V 直流电源输入端口电源指示和简单滤波2
8、、参考原理图如下:3、元件库的加载Files - Library- Manage Lib. List 见如下窗口删除无用元件库,增加新的元件库 learn84、元件的放置和连线按照参考原理图将本项目中的所有元件放置好,并将管脚都连接好。电源滤波电路的 PCB 设计1、设计目的:将上面的原理图生成 PCB 文件, PCB 板的尺寸大小为 1.27cm*5.08cm.2、元件库的加载Files - Library- Manage Lib. List 见如下窗口删除无用元件库,增加新的元件库 learn93、设置单板的层定义 Setup - Layer Definition104、设置单板 PCB
9、设计的单位类型 Tools - Options- Global5、设置单板走线的宽度 Setup - Design Rules116、设置单板设计的栅格 Tools - Options7、设置单板的外边缘的尺寸Drafting Toolbar - Board Outline and Cut Out8、元件布局a) Tools - Disperse Componentsb) 通过 PADS Logic 来选择器件并放置器件9、元件布线a) Design Toolbar - Add Router12b) 将各元件之间的管脚之间通过走线连接起来。c) 布线完成之后再调整器件的丝印位置。d) 最后再加
10、上单板说明文字。10、窗口颜色的简单设置 Setup - Display Colors修改单板PCB 说明文字的显示颜色11、最终的参考设计输出13实验二、触摸延时开关电路设计实验目的: 了解触摸延时开关电路的工作原理 熟练使用 pads 软件设计 cae 封装 熟练掌握电子产品 PCB 自动化设计软件的使用项目介绍项目目的:通过 NE555 定时器来实现触摸延时开关电路, 输出开关信号给继电器。 通过继电 器的开关闭合来实现电源插座的通断。此部分电路可应用于公用楼道、 电梯和私人住宅等只需短暂开启应用的照明灯使 用。项目参考原理图:原理说明:整个电路围绕定时芯片 NE555 来展开。在这里将
11、 NE555 接成单稳态电路。平时由于触摸片 P 端无感应电压, 电容 C1 通过 555 第 7 脚放电完毕, 第 3 脚输出 为低电平,继电器 KS 释放,电灯不亮。当需要开灯时,用手触碰一下金属片 P,人体感应的杂波信号电压由 C2 加至 555 的触发端,使 555 的输出由低变成高电平,继电器 KS 吸合,电灯点亮。同时, 555 第 7 脚内部截止,电源便通过 R1 给 C1 充电,这就是定时的开始。当电容 C1 上电压上升至电源电压的 2/3 时, 555 第 7 脚道通使 C1 放电,使第 3 脚输出由高电平变回到低电平,继电器释放,电灯熄灭,定时结束。14定时长短由 R1、C
12、1 决定: T1=1. 1R1*C1。 按图中所标数值, 定时时间约为 4 分钟。开关电路原理图绘制开关电路部分参考原理图 :PADS 设计软件中元件三要素之间的关系:Part TypeCAE DecalPCB Decal 其它信息Part Type:元件类型。 对于一种具体类型的元件。 除了包括元件的原理图封装和 PCB 封装外, 还包含其他的电气信息,如元件包含的逻辑单元、元件名、连接引脚、门交换信息、 其它属性等等。CAE Decal:元件的原理图封装, 也称为 CAE(Computer-Aided Engineering)封装。 主要表示元 件放在原理图编辑软件中的几何形状。原理图封装
13、的主观性比较强。PCB Decal:元件的 PCB 封装。主要表示元件在 PCB 设计中的几何形状。其中的管脚信息是不 可更改的。 PCB 封装的客观性比较强。一个元件类型可以包含几种 CAE 封装和几种 PCB 封装。1、特殊符号 CAE 封装的制作:在 PADS 中,电源、地、页间连接符属于特殊符号。15这类符号都具有 CAE 封装,在元件库中都能找到,但是它们不具有 PCB 封装。因为 它们只是表示一种连接符号,并不是真正的元件。这类特殊的符号在制作 CAE 封装时也跟其它普通的元件的制作方法不一样。下面 就以电源符号的修改为例来看一下它们的制作流程。新的电源符号 CAE 封装的制作过程
14、:步骤 1,打开元件编辑器 :TOOLS/Part Editor:步骤 2,打开电源符号编辑窗口 :File/Open 选择 Power:步骤 3,点击“Edit Electrical”然后在该编辑窗口选择“Add”,输入要增加的新 的电源符号 “+1V2”16步骤 4,点击“ Edit Graphics”然后在该选择窗口中选择刚增加的新的电源符号“+1V2”步骤 5,在该编辑窗口中用编辑工具编辑新的电源符号 +1V2 的图形(如下):17第8脚步骤 6,编辑完成后,再按“Return to Part”。 按“Save” 后再按“Exit Part Editor” .退出整个编辑器。步骤 7,
15、最后执行 Tools 菜单下的“Updating Off-page from Library”.这样新的电源符号就可以用了。注意: 由于 Powerlogic本身的BUG,正在编辑的原理图可能对修改后的电源符号不能 生效。所以一般都是在编辑原理图之前进行修改特殊符AE 封装的操作。2、新元件(手工)的制作:以 HRS2 型继电器为例。下图为其功能和外形图。第1脚下图为其参考 CAE 封装图。3、新元件的制作四大步骤 :18创建新元件制作CAE封装 (PADS Logic)分配CAE封装制作PCB封装 (PADS PCB)分配PCB封装增加其它属性描述PADS Logic4、新元件(手工)制作的
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