Protel DXP實用教程 教學課件 作者 趙景波 第八章.ppt

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1、第八章綜合實例本章主要內(nèi)容方案分析設(shè)計新的原理圖器件繪制原理圖了解層次原理圖分析報表建立新的器件封裝繪制印制板圖前面已經(jīng)分別介紹了原理圖及印制板圖的繪制方法以及在制作過程中需要注意的問題。不過，由于前面章節(jié)只是零零碎碎地介紹了這些基本知識，因此還需要用一些具體實例將這些知識貫串起來，使讀者對整個印制板設(shè)計流程有一個清晰而具體的整體認識。在本章中，將通過設(shè)計一個信號采集儀的綜合實例來完整地設(shè)計一塊印制板圖，幫助讀者真正從整體上掌握使用ProtelDXP設(shè)計印制板的全過程。8.1總體方案分析假定手頭正好有這樣一個項目，要求設(shè)計一個采集儀，那么要怎

2、樣才能開始動手設(shè)計呢？首先需要弄清楚項目對這個采集儀有什么更具體的要求，只有這些要求具體化了，才能根據(jù)這些要求來確定采用什么樣的方式采集數(shù)據(jù)、什么樣的方式顯示數(shù)據(jù)、如何通信等。這些具體的要求同時也就決定了電路設(shè)計的復(fù)雜程度、電路板的形狀和大小、如何裝配等很具體的問題。通常來講，設(shè)計者首先要了解以下各種信息，以確定如何設(shè)計電路，得出一個總的設(shè)計方案。8.1總體方案分析一、安裝方式設(shè)計任何一種電路，第一步需要了解的就是安裝方式方面的要求。有的產(chǎn)品對于產(chǎn)品的體積、外形沒有太高的要求，這種情況下，印制板的形狀和大小沒有太多的限制條件，設(shè)計者可以只考慮如何

3、完成電路要求的功能，如何將印制板電路布通，而不必多考慮印制板的外形、面積因素。當然并不是說可以隨便將板子畫到非常大，一般來講，能夠?qū)崿F(xiàn)布局合理，板上器件和走線分布均勻，電路的電氣性能能夠得到保證的電路板才是最合適的。沒有特殊要求的情況下（例如安裝孔已經(jīng)事先確定），從成本的角度考慮，印制板面積越小越好。8.1總體方案分析一、安裝方式有些產(chǎn)品則由于外形和體積已經(jīng)事先確定好了，則對安裝方式有非常嚴格的要求，甚至留給印制板的是一塊不規(guī)則的空間。這個時候就必須精打細算，充分利用各種手段，例如合理化布局、多層印制板等，有時候甚至不得不在板上通過焊接航空導線來

4、連接未布通的電路連線。不論是出于什么原因，對于一個硬件設(shè)計者而言，在自己設(shè)計的印制板上焊接導線都是一件非常痛苦的事情。確定了安裝方式之后，就確定了印制板的形狀和最大可能面積以及定位孔的數(shù)目和位置，也間接影響到電路的設(shè)計。8.1總體方案分析二、電氣性能要求電氣性能的要求包括很多方面的內(nèi)容。這些要求決定了原理圖設(shè)計的全部內(nèi)容。包括電路功能設(shè)計、電路芯片選型等。有時候，哪怕只是將要求提高了一點點，電路設(shè)計方案就會被全部推翻重來。對采集儀來講，用戶比較關(guān)心的電氣指標一般有以下幾個。（1）數(shù)據(jù)采集通道數(shù)，是指采集儀可以采集多少路信號。不同應(yīng)用情況下，要求采

5、集的通道數(shù)是不一樣的。一般情況下，會比用戶要求的通道數(shù)多留幾路以備用。（2）信號采集精度及速度。這一指標往往決定了采用何種微處理器，是否能使用微處理器片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器，如果使用片外A/D，需要什么型號的A/D等。8.1總體方案分析三、接口要求采集到的數(shù)據(jù)是否保存。這決定了選用何種類型的處理器以及是否需要片外存儲器。如果需要使用片外存儲器，需要多大容量以及選擇哪種類型的片外存儲器。（1）如何顯示數(shù)據(jù)。是采用7段數(shù)碼管配合小鍵盤顯示結(jié)果，還是采用液晶顯示屏配合小鍵盤顯示結(jié)果，或者采用上下位機通信的方式直接在上位機上顯示結(jié)果，顯示部分是固定在面板上還

6、是印制板上。（2）電源方式。是采用外部電源，直接通過接插件將電源引入，還是將電源模塊集成到主電路板上，直接引入220V交流電源。8.1總體方案分析此外可能還有一些其他特殊要求，比如采用何種接插件、選用何種封裝的器件等。不同的設(shè)計方案意味著原理圖的設(shè)計思路不同，也就意味著印制板電路的復(fù)雜程度不同。假定用戶提出了如下的要求，那么應(yīng)該如何設(shè)計電路呢？設(shè)計要求如下：要求采集兩路傳感器信號。數(shù)據(jù)精度不低于1/1000。采集速度每100ms一次。要求帶液晶顯示以及和計算機之間串行通信接口。要求印制板為“280mm×200mm”左右。8.1總體方案分析當然正規(guī)

7、的設(shè)計要求書不會如此簡單，不過為了盡快進入正題，這里就簡要給出這樣一份設(shè)計書。如果用戶將要求細化到這一步，我們雖然不能完全確定方案，但也可以開始動手準備了。第1步：確定選用的微處理器。由于要求每100ms轉(zhuǎn)換一次，一般的微處理器片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器都能滿足這一要求，因此不再考慮速度的問題。要求1/1000的轉(zhuǎn)換精度，也就是說模擬信號數(shù)字化以后最少需要1000個Lsb的范圍，10位A/D轉(zhuǎn)換器最大可以表示1024個Lsb，即可滿足不低于1/1000的要求。常用的微處理器中，Intel公司的“8Xc196kc”系列可滿足這一要求?！?Xc196kc”系列

8、片內(nèi)集成了10位A/D轉(zhuǎn)換器，最多可以采集8路模擬輸入。8.1總體方案分析第2步：確定使用片內(nèi)程序存儲器還是片外程序存儲器。如果使用片外