电气工程专业 课程设计报告

-1-*******大学****学院信息与电气工程学系《课程设计报告》题目：PCB课程设计专业：电气工程及其自动化班级：***姓名：****学号：**********指导教师：****-2-任务书题目《电子技术》课程设计时间安排2012.06.18---2012.06.29目的：熟悉altiumdesigner软件、掌握常用的快捷键以及原理图、pcb板的制作方法。其中原理图部分电路原理图的绘制、元件设计、掌握元件封装的方法；pcb设计部分包括pcb板的设计以及pcb库的画法。当然还要其他的功能比如FPGA工程、嵌入式工程等要求：1、能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践能独立完成一个老师给我们的一个课题设计。2、据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料，解决课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。3、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则，通过课程设计，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培掌生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点4、学会并熟练掌握altiumdesigner6.9的使用方法5、课程设计期间必须遵守纪律，爱护卫生，爱护公物总体方案实现：（1）明确设计任务，对所要设计的任务进行具体分析，充分了解电路性能、指标内容及要求。（2）制定设计方案。（3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。（4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结，也是培养综合科研素质的一个重要环节。指导教师评语：评分等级：（）指导教师签名：-3-目录1.课程设计目的………………………………………42.课程设计描述和要求………………………………………43.系统原理说明………………………………………44.控制芯片的特性……………………………………45.AltiumDesigner6系列软件的介绍……………………66.课程设计报告内容……………………………………77.课程设计的实验总结………………………………………128.课程设计的心得体会………………………………………129.附录………………………………………13-4-1、课程设计目的熟悉altiumdesigner软件、掌握常用的快捷键以及原理图、pcb板的制作方法。其中原理图部分电路原理图的绘制、元件设计、掌握元件封装的方法；pcb设计部分包括pcb板的设计以及pcb库的画法。当然还要其他的功能比如FPGA工程、嵌入式工程等2.课程设计题目描述和要求利用altiumdesigner6.9做出一张原理图并生成pcb图完成布局和布线。原理图中元件包括cc2530单片机、RGBLEDControlEM_Connector，RGBLED_5050、晶体振荡器,电阻电容等。一次熟悉并掌握altiumdesigner的使用方法。3.系统原理说明此系统主要的控制芯片为CC2530,CC2530是用于IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KBRAM和许多其他强大的功能。CC2530有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB的闪存。CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。4.控制芯片的特性功能•RF/布局–适应2.4-GHzIEEE802.15.4的RF收发器–极高的接收灵敏度和抗干扰性能–可编程的输出功率高达4.5dBm–只需极少的外接元件–只需一个晶振，即可满足网状网络系统需要–6-mm×6-mm的QFN40封装-5-–适合系统配置符合世界范围的无线电频率法规：ETSIEN300328和EN300440（欧洲），FCCCFR47第15部分(美国)和ARIBSTD-T-66（日本）•低功耗–主动模式RX（CPU空闲）：24mA–主动模式TX在1dBm（CPU空闲）：29mA–供电模式1（4μs唤醒）：0.2mA–供电模式2（睡眠定时器运行）：1μA–供电模式3（外部中断）：0.4μA–宽电源电压范围（2V–3.6V）•微控制器–优良的性能和具有代码预取功能的低功耗8051微控制器内核–32-、64-或128-KB的系统内可编程闪存–8-KBRAM，具备在各种供电方式下的数据保持能力–支持硬件调试•外设–强大的5通道DMA–IEEE802.5.4MAC定时器，通用定时器，（一个16位定时器，一个8位定时器）–IR发生电路–具有捕获功能的32-kHz睡眠定时器–硬件支持CSMA/CA–支持精确的数字化RSSI/LQI–电池监视器和温度传感器–具有8路输入和可配置分辨率的12位ADC–AES安全协处理器–2个支持多种串行通信协议的强大USART–21个通用I/O引脚（19×4mA，2×20mA）–看门狗定时器•开发工具-6-–CC2530开发套件–CC2530ZigBee®开发套件–用于RF4CE的CC2530RemoTI™开发套件–SmartRF™软件–数据包嗅探器–可用的IAR嵌入式工作台应用•2.4-GHzIEEE802.15.4系统•RF4CE远程控制系统（需要大于64-KB闪存）•ZigBee系统（256-KB闪存）•家庭/楼宇自动化•照明系统•工业控制和监控•低功耗无线传感网络•消费型电子•医疗保健CC2530原理图及实物图如下：5.AltiumDesigner6系列软件的介绍AltiumDesigner6，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。AltiumDesigner是业界首例将设计流程、集成化PCB设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以-7-及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。这款最新高端版本AltiumDesigner6除了全面继承包括99SE，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。AltiumDesigner6拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。AltiumDesigner6以强大的设计输入功能为特点，在FPGA和板级设计中，同时支持原理图输入和HDL硬件描述输入模式；同时支持基于VHDL的设计仿真，混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析.AltiumDesigner6的布局布线采用完全规则驱动模式，并且在PCB布线中采用了无网格的SitusTM拓扑逻辑自动布线功能；同时，将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。AltiumDesigner6更新速度快，极大地增强了对高密板设计的支持，可用于高速数字信号设计，提供大量新功能和改进，改善了对复杂多层板卡的管理和导航，可将器件放置在PCB板的正反两面，处理高密度封装技术，如高密度引脚数量的球型网格阵列(BGAs)。首先：在PCB部分，除了Protel2004中的多通道复制；实时的、阻抗控制布线功能；SitusTM自动布线器等新功能以外，AltiumDesigner6还着重在：差分对布线，FPGA器件差分对管脚的动态分配，PCB和FPGA之间的全面集成，从而实现了自动引脚优化和非凡的布线效果。还有PCB文件切片，PCB多个器件集体操作，在PCB文件中支持多国语言（中文、英文、德文、法文、日文）,任意字体和大小的汉字字符输入，光标跟随在线信息显示功能，光标点可选器件列表，复杂BGA器件的多层自动扇出，提供了对高密度封装（如BGA）的交互布线功能,总线布线功能，器件精确移动，快速铺铜等功能。6.课程设计报告内容6.1实验的设计6.1.1设计实验电路图-8-6.1.2对电路图的封装及属性的更改-9-6.1.3网络表的生成6.1.4PCB的生成-10-6.2实验调试6.2.1对PCB电路的合理排版-11-6.2.2对PCB电路的布线排好版之后就要开始连线了，但首先要明白元器件哪个为正面向上，哪个为背面向上需注意的是：1、间距-线与线线与零件等双面板一般都是10mil左右2、线宽大小可以设置最小最大和首选3、过孔也跟线宽一个样（画PCB时候直接放过孔就是你首选的参数了很好的）4、还有覆铜可以设置网格和实体之类的，还有覆铜线宽大小焊盘方式形状。-12-7.课程设计的实验总结1.在制作pcb时，发现细心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。2.在画好原理图后的做pcb版时，由于项目组成员对单面板的不熟悉，导致布线后元件出现在另一边，增加了布线难度，也产生很多不曾注意的问题，今后要牢记这个教训，使以后布线更加顺利。3.经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，都让人回味无穷。8.课程设计的心得体会通过这两周的课程设计，是我更加扎实的掌握了有关Altium.Designer6.9软件使用和用它画pcb方面的只是，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次-13-又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出前期我在这方面的只是欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，是我们掌握的知识不在时纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行‘过而能改，善莫大焉’的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中雨到了很多的问题，最后在老师的知道下，终于游刃而解。在今后社会的发展和学习实际过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就像到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上披荆斩棘。9.附录9.1参考文献[1]康华光，电子技术基础模拟部分（第五版）[2]电工与电子技术实验指导书9.2元器件清单电阻R6个电感L1个电容C13个CC25301个CRYSTAL2个RGBLEDControlEM_connector2个RGBLED_50501个-14-9.3附图原理图：1-15-PCB实物图：-16-