PCB设计与工艺实践指导书-14解析.doc

《PCB设计与制备工艺》课程设计指导书 一、目的与任务本课程是课程，其主要目的是使学生的础软件设计设计基础上，的与任务 1．设计电路名称：USB2.0接口频谱分析电路开发板的设计； 或自选复杂程度与此相当的其他电路进行PCB板的设计。 2．设计要求： ①采用Cypress公司的USB2.0高速控制芯片CY7C68013A，Motorola公司的AD采集FFT运算单元芯片MC56F8323，建立USB硬件的开发板； ②制作芯片CY7C68013A和MC56F8323的原理图库文件，并指定封装形式； ③设计USB接口JP1的封装库文件； ④采用二级层次原理图； ⑤开发板采用四层电路板。 二、设计方法简介（以USB2.0接口频谱分析电路开发板为例） （一）USB2.0接口频谱分析电路简介 USB2.0接口频谱分析电路可分为三部分：以运算放大器为核心的信号预处理单元、以MCUDSP合成控制器MC56F8323为核心的AD采集FFT运算单元和以CY7C68013A为核心的USB接口单元。其中几个核心元件——芯片CY7C68013A和MC56F8323，都必须自己创建，USB接口采用目前使用较多的表面贴装式封装形式（要自己创建元件封装库文件）。 1．信号预处理单元 信号预处理单元由射随电路和限幅电路两部分组成，负责对输入的模拟信号进行预处理。射随电路的主要实现芯片是高速四运放集成芯片，采用+5V供电。为保护系统AD转换单元免受高低电压冲击的影响，在射随电路后面增加了一个限幅电路，主要由二极管组成，输出电压最大值为4V，最小值为-0.7V。 2．AD采集FFT运算单元 AD采集FFT运算单元的主要实现芯片为Motorola公司的MC56F8323，首先对模拟输入信号进行AD转换，然后进行频谱分析，最后将运算结果发送给USB接口单元。 3．USB接口单元 USB接口单元的主要实现芯片为，负责完成硬件系统和PC之间的数据传输。 图1 CY7C68013A引脚示意图 （二）电路设计 首先，新建一工程项目，所有的设计文档都在该项目中进行设计。 1．制作原理图元器件 Protel DXP中没有提供56引脚的CY7C68013A、64引脚的MC56F8323以及USB接口的库元件，因此要自己制作这几种元器件。 CY7C68013A的引脚示意图如图1所示。 引脚属性如表1所示。 保存库元件，并命名为“CY7C68013A-56PIN.SchLib”，可完成库元件的制作。 表1 CY7C68013A芯片引脚属性设置 标识符 显示名称 电气类型 标识符 显示名称 电气类型 1 PD5/FD13 I/O 29 PB4/FD4 I/O 2 PD6/FD14 I/O 30 PB5/FD5 I/O 3 PD7/FD15 I/O 31 PB6/FD6 I/O 4 GND Power 32 PB7/FD7 I/O 5 CLKOUT Passive 33 GND Power 6 VCC Power 34 VCC Power 7 GND Power 35 GND Power 8 RDY0/SLRD Passive 36 CTL0/FLAGA Passive 9 RDY1/SLWR Passive 37 CTL1/FLAGB Passive 10 AVCC Power 38 CTL2/FLAGC Passive 11 XTALOUT Passive 39 VCC Power 12 XTALIN Passive 40 PA0/INT0# I/O 13 AGND Power 41 PA1/INT1# I/O 14 AVCC Power 42 PA2/SLOE I/O 15 DPLUS Passive 43 PA3/WU2 I/O 16 DMINUS Passive 44 PA4/FIFOADR0 I/O 17 AGND Power 45 PA5/FIFOADR1 I/O 18 AVCC Power 46 PA6/PKTEND I/O 19 GND Power 47 PA7/FLAGD/SLCS# I/O 20 IFCLK/T0OUT Passive 48 GND Power 21 RESERVED Passive 49 RESET# Passive 22 SCL Passive 50 VCC Power 23 SDA Passive 51 WAKEUP Passive 24 VCC Power 52 PD0/FD8 I/O 25 PB0/FD0 I/O 53 PD1/FD9 I/O 26 PB1/FD1 I/