印刷电路板实践—51单片机最小系统PCB设计.docxVIP

- . z 大学物理与信息工程学院 印制电路板设计实践报告 专业：电子科学与技术班级： 2班 ：**： 指导教师：林培杰 2021年 6 月 - . z 目录 TOC \o 1-3 \h \u 一、设计分析 2 二、本设计对应的毕业要求细化指标 2 三、设计过程 2 3.1 元器件库建立 2 3.2规则设定 2 3.3布局和布线分析 2 四、心得体会 2 - . z 设计分析 图1 单片机系统原理图 这是51单片机最小系统原理图，该系统采用RS232串口通信，图中还包含了LCD模块、LED模块、矩阵键盘模块、蜂鸣器模块、红外以及数码管模块，也引出了SPI的通信接口，此外又用排针将单片机大局部引脚独立引出，可以进展系统拓展，能更方便的进展各种实验。 本设计对应的毕业要求细化指标 课程要求〔毕业细化指标〕 本设计对应的相关容 1、要求学生能够在系统设计过程中，选择适宜软、硬件开发软件平台对系统进展设计和调试；〔5.2〕 本PCB为51单片机最小系统设计基于Altium designer 16。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。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、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展设计。 2、要求学生在设计过程中，通过网络查找等方式了解相关的行业设计的规或标准，例如硬件设计规，PCB板制作规等；〔6.1，6.3〕 学习了如何进展元器件排版比方原理图设计时要整洁清晰，阅读起来一目了然，各个模块应适当分开，可使用网络连接起来。PCB设计时布线布局也要根据实际情况遵守规则。 3、要求写规的文档，能通过书面方式表达自己的想法，就复杂工程问题与同学等进展有效的沟通与交流；〔10.4〕 将遇到的问题以及解决思路用书面语言表达出来，并规的遵守电子报告各种要求，通过撰写报告可以总结自己的实践过程和收获，更可以锻炼报告撰写能力；在实践过程中碰到问题，和同学讨论，学会如何进展更好的交流，最终得到了解决。 4、通过本次设计，同学能认识不断探索和学习的必要性，具有自主学习和终生学习的意识；〔12.1〕 通过本次实践，我对PCB设计有了更加浓厚的兴趣，在未来，我可能会在这个领域里不断深入学习，对以后工作或许也会有诸多益处。而对于新时代的大学生来说不断提高自主学习能力是十分必要的，只有如此才能立于不败之地。 设计过程 3.1 元器件库建立 1. 建立原理图库：文件?NEW?Library?原理图库 图2 新建原理图库 2.建立PCB库:文件?NEW?Library?PCB元件库 图3 新建PCB图库 3．将原理图与PCB按手册资料绘制好之后，应将二者结合起来，以后才可以使用。 步骤：在原理图库处找到鼠标单击，然后找到刚刚画好的PCB对应元件，单击即可添加，至此，一个元件的封装绘制已全部完成。 图4原理图元件外形 图5 PCB元件外形 为原理图添加封装 图6 添加封装 用同样的方法可绘制出各种所需元器件封装，而这些封装放在一个工程里，就形成了自制的封装库。 3.2规则设定 电源线50mil其他15mil间距20mil。 设置间距20mil: 间距设定通过点击设计?规则?Clearance 图7设置间距 设置线宽： 点击设计?规则?Width 图8设置线宽 3.3布局和布线分析 3.31布局如以下图: 图9布局图 〔2〕首先，在能使功能全部完成的前提下应使布局尽量使布线能更简洁，使引线尽量短。元器件摆放要尽量整齐，方便布线。然后各个模块的相关的元件摆在一处，可以节省很多空间和引线。例如数码管应和75HC245和几个三极管放在一处。 〔3〕LCD与数码管最好放在边缘处，不能再旁边放置太高的器件。 (4)按键应排列整齐，且放在角落处，可用自动对齐功能。 (5)晶振应放在51芯片管脚的旁边。 (6)对应器件的电容应放在对应的器件引脚旁。 3.32布线： 图10布线图 〔1〕布线要注意的首先是电源线，电源关乎系统全局，系统有很多模块，但电源只有一个因此电源线至关重要。一般说来，电源线应尽量粗，特别是地线，这里要求50mil (2) 信号线应尽防止使用 90度折线