close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Smirnov 0B9D6041AE

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАТ
В ПАКЕТАХ P-CAD и AutoCAD
Лабораторный практикум
Санкт-Петербург
2011
Составитель О. Л. Смирнов
Рецензент доцент, кандидат технических наук Н. В. Соловьёв
Лабораторный практикум содержит работы по проектированию
печатных плат в пакетах P-CAD и AutoCAD.
Предназначен для студентов специальностей «Проектирование и
технология электронных средств», «Лазерные системы в ракетной
технике», «Информатика и вычислительная техника», «Радиотехника», «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
дневной и вечерней форм обучения, а также слушателей факультета
повышения квалификации преподавателей.
Подготовлен кафедрой микро- и нанотехнологий аэрокосмического приборостроения Санкт-Петербургского государственного
университета аэрокосмического приборостроения.
Редактор А. В. Подчепаева
Верстальщик С. Б. Мацапура
Сдано в набор 16.03.11. Подписано к печати 03.05.11.
Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 9,7.
Уч.-изд. л. 10,4. Тираж 100 экз. Заказ № 179.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения (ГУАП), 2011
ПРЕДИСЛОВИЕ
Радиоэлектроника и вычислительная техника используются во
всех сферах человеческой деятельности – от простейших схем до
сложнейших комплексов. Основу всех этих устройств составляют печатные платы, создание которых требует от разработчика и
конструктора учета разных и противоречивых требований. Внедрение микросхем и многослойных печатных плат привело к тому,
что их конструирование стало невозможным без средств автоматизации (САПР). Одними из наиболее широко используемых пакетов прикладных программ является пакет P-CAD фирмы Protel
International и AutoCAD фирмы Autodesk. Пакет P-CAD состоит из
нескольких взаимосвязанных программ, способных функционировать вполне независимо:
программы разработки электрических символов элементов
P-CAD Symbol Editor;
программы разработки посадочных мест корпусов элементов
P-CAD Pattern Editor;
программы автоматизированного проектирования принципиальных схем P-CAD Schematic;
программы разработки топологии печатной платы P-CAD PCB.
Пакеты P-CAD и AutoCAD широко используются на предприятиях электронного профиля. Знание возможностей пакетов и наличие практических навыков по работе с ними являются необходимым условием успешной адаптации выпускников в научных организациях и на промышленных предприятиях.
Лабораторный практикум построен на принципе последовательного изучения объекта исследования с развитием и закреплением
знаний и навыков работы с пакетом и позволяет реализовать следующие методические аспекты:
приобретение навыков при работе с проектами в программе
P-CAD 2004;
построение и использование интегральных библиотек;
3
разработка составных частей печатных плат: монтажных и переходных отверстий, контактных площадок;
разработка посадочных мест элементов;
разработка типового компонентного модуля;
проектирование принципиальных схем и разработка топологии
печатной платы;
проектирование конструкторской документации в виде схем,
чертежей, перечней и спецификаций.
Структурно лабораторный практикум объединяет 10 лабораторных работ, каждая из которых содержит теоретический материал,
порядок выполнения работы и оформления результатов. Результаты работы представляются, как правило, в виде файлов, формат и
наименование которых определяется требованиями по оформлению.
Каждая работа заканчивается контрольными вопросами, позволяющими провести самоконтроль и укрепить теоретические знания и практические навыки.
Приведены контрольные задания для выполнения самостоятельной работы. В приложениях содержатся параметры элементов,
позволяющих подобрать нужный типоразмер для выполнения контрольного задания.
Библиографический список включает учебные пособия и научнотехническую литературу, предназначенные для более глубокого
изучения дисциплины.
4
Лабораторная работа № 1
Создание библиотеки элементов
электрической схемы
Цель работы: приобретение навыков работы в программе P-CAD
Library Executive, создание библиотеки схемы копированием готовых элементов из стандартных библиотек.
Описание объекта исследования
Общие положения
Система P-CAD 2004 состоит из редакторов схем, плат, символов
(условно-графических обозначений элементов на схеме), корпусов
и библиотек элементов, а также трассировщиков-проводников
(рис. 1). Перед разработкой схемы необходимо создать библиотеку
её элементов либо копированием из готовых библиотек, либо созданием новых элементов, отсутствующих в доступных библиотеках.
Рис. 1. Структура системы P-CAD 2004
5
В работе исследуется создание библиотеки копированием из
готовых библиотек. После запуска менеджера библиотек Library
Executive на рабочем поле появится диалоговое окно (рис. 2). Верхняя строка меню содержит команды работы с файлами, библиотеками, компонентами, корпусами и символами элементов. Компонент – это корпус и символ элемента с взаимосвязанными выво-
Рис. 2. Рабочее поле менеджера библиотек
Рис. 3. Электрическая схема стабилизатора напряжения
6
дами. На рабочем поле находится окно браузера для добавления,
просмотра и редакции существующих библиотек, компонентов,
корпусов и символов. Библиотеку из готовых элементов будем создавать командой копирования из группы команд Library. Рассмотрим создание библиотеки на примере простейшей электрической
схемы, приведенной на рис. 3. Все элементы схемы находятся в
стандартных библиотеках. Существуют библиотеки отечественных элементов и библиотеки зарубежных элементов. Символы
(условно-графические обозначения на схеме (УГО)) отечественных
элементов отличаются от символов зарубежных элементов тем, что
расстояние между выводами первых кратно 2.5 мм, а расстояние
между выводами вторых кратно 2.54 мм. Так как редактор схемы – сеточный, т. е. проводники проводятся по точкам сетки, то
при шаге сетки 2.54 мм невозможно объединить проводниками все
выводы отечественных элементов.
В одной схеме невозможно использовать символы отечественных
и зарубежных элементов без доработки расстояния между их выводами. Или нужно редактировать расстояние между выводами зарубежных элементов так, чтобы это расстояние было кратным 2.5 мм,
либо нужно редактировать это расстояние в символах отечественных элементов так, чтобы оно было кратным 2.54 мм. Тогда, установив единый шаг сетки, можно без проблем провести проводники
между выводами всех элементов схемы, как из отечественных, так
и зарубежных библиотек.
Создание библиотеки и настройка окна Copy
Библиотеки отечественных элементов, подобранные для лабораторных работ, КП и ДП, находятся в папке Библиотеки_PCAD_2004,
расположенной в папке DOC серверной ЭВМ в дисплейном классе.
Библиотеки зарубежных элементов находятся в папке Lib самого
пакета, установленного в папке Program File системного диска.
Обычно в библиотеку схемы сначала копируют резисторы, конденсаторы, полупроводниковые элементы, соединители, микросхемы.
И только потом дополняют библиотеку вновь создаваемыми компонентами элементов. Сначала нужно создать пустую библиотеку
командой Library New (рис. 4).
Затем можно приступить к копированию элементов схемы командой Library Copy (рис. 5). В поле Destination Library указывается созданная библиотека, а в поле Source Library указывается библиотека резисторов.
7
Рис. 4. Создание библиотеки для схемы стабилизатора напряжения
Рис. 5. Диалоговое окно копирования элемента
Выбор и копирование компонентов схемы
Выберем режим Component в разделе Copy Item и нажмём на
кнопку Browse To Add. В окне Library Browse выберем полуваттный резистор Р1-12-05, нажмём кнопку ОК и кнопку Copy. Появится окно завершения копирования (рис. 6). После нажатия на
кнопку ОК можно приступить к копированию следующих элементов схемы. На рис. 7 показан путь к библиотеке конденсаторов, тип
электролитического конденсатора на 50 мкФ и корпус (pattern)
этого конденсатора. Выше конденсаторов типа LV_SMD (для по8
верхностного монтажа) находятся устаревшие крупногабаритные
электролитические конденсаторы типа СЕ с указанием номинала и
напряжения. Для современных схем рекомендуется использовать
электролитические конденсаторы типа LV_SMD или STG_SMD.
Выбор электролитических конденсаторов типа LV_SMD со значениями от 1 мкФ до 1500 мкФ определяется по характеристикам,
приведенным в приложении 2. Неэлектролитические конденсаторы серии TPS со значениями от 1 мкФ до 1000 мкФ выбираются из
приложения 3. Конденсаторы со значениями от 1 пФ до 1000 нФ
выбираются из серии МЧ, характеристики которых приведены в
приложении 4.
Рис. 6. Окно завершения копирования элемента
Рис. 7. Окно копирования конденсатора
9
На рис. 8–12 указаны пути к библиотекам и вид символа соответствующего элемента схемы. На рис. 9 копируется светодиод
АЛ307АМ вместо АЛ310А, приведенного в схеме, поскольку он
отсутствует в доступных библиотеках, а корпусы и символы этих
двух типов светодиодов совпадают. Поэтому надо переименовать
скопированный светодиод в библиотеке схемы.
Рис. 8. Окно копирования стабилитрона
Рис. 9. Окно копирования светодиода
10
Рис. 10. Окно копирования транзистора
Рис. 11. Окно копирования соединителя
11
Рис. 12. Окно копирования земли
Переименование компонентов
На рис. 13 показано окно команды переименования элемента
Library Rename.
В окне необходимо указать нужную библиотеку, выбрать переименовываемый элемент, указать новое имя и нажать кнопку
Rename. После создания библиотеки необходимо обязательно проверить наличие в библиотеке символа и корпуса каждого элемента
схемы, потому что часто из-за неправильных действий пользовате-
Рис. 13. Окно переименования элемента
12
Рис. 14. Окно проверки наличия символа и паттерна соединителя
ля в библиотеке может не оказаться какого-нибудь символа, корпуса (паттерна) или компонента. В нашем случае в качестве Source
Library указываем нашу библиотеку и проверяем наличие символов и корпусов всех компонентов. На рис. 14 показана проверка
наличия символа и паттерна соединителя. Аналогично необходимо
проверить наличие символа и паттерна для остальных элементов
схемы. На этом создание библиотеки элементов схемы заканчивается и можно приступить к формированию электрической схемы
стабилизатора напряжения.
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Получите у преподавателя вариант электрической схемы. Включите компьютер и запустите программу P-CAD Library
Executive.
Cоздайте новую библиотеку и скопируйте в неё компоненты всех
элементов из полученного варианта электрической схемы. Проверьте наличие символов и паттернов у всех компонентов схемы.
Сохраните библиотеку элементов схемы.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты символов и паттернов для всех компонентов схемы.
13
Основными результатами лабораторной работы являются библиотека элементов схемы и отчёт о проведении лабораторной работы. Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты символов и паттернов всех элементов схемы,
а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Что такое компонент?
2. Как произвести копирование символов, паттернов и компонентов библиотеки в новую библиотеку?
3.Какие типы конденсаторов используются в библиотеке вашей
схемы?
4. Как осуществляется переименование символов, паттернов и
компонентов?
5. Как осуществляется удаление символов, паттернов и компонентов?
14
Лабораторная работа № 2
Разработка электрической схемы
Цель работы: настройка редактора схем Schematic, разработка
шаблона для электрических схем, формирование электрической
схемы.
Описание объекта исследования
Общие положения
Разработка электрических схем производится в программе P-СAD
Schematic. При запуске программы появляется рабочее окно.
В центре окна находится рабочее поле программы (рис. 1), на котором размещаются элементы схемы и проводники. Справа и внизу
расположены полосы прокрутки для перемещения схемы. Слева
и вверху расположены панели инструментов. Выше расположена
строка меню с выпадающими панелями команд.
Под рабочим полем располагается строка сообщений с дополнительной информацией, связанной с выполняемой командой. Ниже находится строка состояния с текущей информацией о координатах указателя мыши, шаге сетки, толщине линии и другой информацией.
Рис. 1. Окно P-CAD 2004 Schematic
15
Управление осуществляется щелчками мыши по командам
строки меню или кнопкам на панелях инструментов. Вертикальное
перемещение схемы осуществляется вращением колёсика мыши.
Для горизонтального перемещения надо нажать при этом клавишу
Shift, а для изменения масштаба надо удерживать клавишу Ctrl.
Четыре верхние кнопки левой панели нужны для размещения
на рабочем поле соответственно элементов, проводников, шин (объединения проводников) и портов (эквивалентов вывода элемента).
Создание шаблона схемы
Для удобства использования программы необходимо создать шаблон схемы (файл с предварительными настройками). Откройте выпадающее меню Options, а в нем диалоговое окно Options Configure.
В качестве единиц измерения поставьте «мм». Рабочее пространство выберите размером формата А4. В графе режимы ортогональности поставьте флажок 90/90. В графе автосохранение рекомендуется выставить режим – 5 минут. Остальные данные оставьте без
изменения, как это показано на рис. 2.
Рис. 2. Установка конфигурации
16
В зоне выпадающего меню Grids создайте новую сетку шагом
2.5 мм. В зоне Options Display (рис. 3) установки можно не менять,
хотя рекомендуется сделать цвет экрана черным, а цвет первой сетки белым.
Рис. 3. Настройка экрана
Рис. 4. Установка ширины линии
17
Командой Options Text Style введите текстовые шрифты высотой
2.5, 3.5 и 5 мм (рис. 5, 6). Сохраните файл под именем Шаблон_1.
sch командой File Save As.
Рис. 5. Копирование шрифта Default командой Add
Рис. 6. Редактирование шрифта 3.5 командой Propeties
18
Приемы управления изображением схемы
Перед началом собственной разработки, целесообразно научиться работать с уже готовыми файлами. Для просмотра готовых разработок выведите на экран демо-схему. В папке Program File найдите папку с пакетом P-CAD 2004, а в ней – папку Demo. Откройте
файл 2bitadd.sch. (рис. 7).
Изучите следующие приёмы управления изображением схемы.
Листание. В строке состояния за кнопкой М находится окно
Select Sheet. Если щелкнуть по этому окну, то открывается полный
список листов просматриваемого проекта.
Увеличение изображения осуществляется нажатием клавиши
«плюс».
Уменьшение изображения производится нажатием клавиши
«минус».
Режим работы мыши. Мышь может перемещаться непрерывно
или скачкообразно. Если щелкнуть по строке Snap To Grid. в меню
View, то режим перемещения курсора изменится на противоположный.
Перемещение. Первый способ – использование клавиш Page Up
и Page Down,. Второй способ – перемещение изображения при по-
Рис. 7. Окно с электрической схемой 2bitadd.sch
19
мощи полос прокрутки. Третий – вращение колеса мыши при нажатой и ненажатой клавише Shift.
Увеличение изображения. Первый способ – рамкой, второй –
колесом мыши при нажатой клавише Ctrl.
Все команды управления изображением помещаются в выпадающем меню View.
Extend (Общий вид) позволяет вывести на рабочее поле весь проект.
Last (Последний вид) служит для возврата к предыдущему
виду.
All (Показать все) выводит на рабочее поле все пространство,
предназначенное для работы, не зависимо от наличия на нем изображения.
Режим Windows позволяет работать с несколькими проектами
одновременно. Завершение работы с проектами осуществляется
так же, как и в стандартных программах, поддерживающих режим
Windows.
Загрузка шаблона и библиотеки
Рассмотрим разработку схемы на примере электрической схемы, приведенной на рис. 3 в лабораторной работе № 1.
Запускаем редактор P-CAD 2004 Schematic и открываем файл
Шаблон_1.sch.
Загружаем созданную в предыдущей работе библиотеку Стабилизатор.lib командой Library Setup. Появляется окно (см. рис. 8),
Рис. 8. Окно для загрузки библиотеки схемы
20
в котором надо нажать кнопку Add, найти и открыть библиотеку и
нажать кнопку ОК.
Расстановка компонентов схемы
Далее, в левой панели инструментов нажимаем верхнюю кнопку Place Part для выбора и расстановки элементов схемы (рис. 9).
Расположение элементов на рабочем поле должно повторять расположение элементов на схеме. Первыми ставятся два соединителя
в верхних левом и правом углах рабочего стола. Ниже между ними
устанавливаются три столбца элементов: стабилитрона, светодиода
и резистора, транзистора и «земли», конденсатора (рис. 10). Для
Рис. 9. Окно для выбора элементов схемы
Рис. 10. Размещение элементов схемы
21
захвата элемента нажимается кнопка ОК, для поворота элемента
нажимается клавиша R, для зеркализации элемента нажимается
клавиша F, для удаления элемента нажимается клавиша S, выбирается элемент и нажимается клавиша Delete. Для удаления типов
и номиналов элементов выполняется команда Edit Part. При этом
появляется окно (рис. 11), в котором нажимается кнопка Set All,
затем Propeties и в следующем окне (рис. 12) снимаются галки для
Рис. 11. Окно для выбора элементов схемы
Рис. 12. Окно для выбора элементов схемы
22
кнопок Value и Type в разделе Visibility. После расстановки элементов выводы элементов соединяются проводниками.
Соединение компонентов схемы
Нажатием второй сверху кнопки в левой панели инструментов
вызывается команда Place Wire. Далее, последовательно щёлкая
левой кнопкой мыши на выводы элементов и места изгиба проводника под прямым углом, формируем проводник и заканчиваем это
формирование нажатием правой кнопки мыши (рис. 13).
После проведения всех проводников необходимо заново перенумеровать все элементы, проверить схему на наличие ошибок, ввести номиналы для всех пассивных элементов (резисторов, конденсаторов и индуктивностей), ввести обозначения проводников питания (GND, VCC), составить перечень элементов и проводников схемы, сохранить файл командой Save File As, экспортировать файл
в фомат DXF для создания электрической схемы в приложении
AutoCAD и сохранить список цепей и элементов в файле формата
NET для разработки топологии печатной платы в редакторе PCB.
EXE.
Рис. 13. Соединение элементов схемы проводниками
23
Перенумеровка компонентов схемы
Перенумеровка выполняется командой Utils Renumber. Появляется окно (рис. 14), в котором ставится галка против режима Left
to Right и нажимается кнопка ОК. Для проверки наличия ошибок
командой Utils ERC вызывается окно (рис. 15), в котором ставятся
все галки и нажимается кнопка ОК.
Проверка соединений компонентов схемы
Появляется окно с сообщениями о наличии, типах и числе ошибок. По этой информации можно определить местоположение и характер ошибок и в конечном счёте исправить все ошибки. Пока все
Рис. 14. Окно для перенумеровки элементов схемы
Рис. 15. Окно для настройки проверки ошибок в схеме
24
ошибки не будут исправлены, продолжать проектирование печатной платы бессмысленно.
Ввод номиналов пассивных компонентов схемы
Если ошибок нет, можно продолжать проектирование платы
(рис. 16). Для ввода номинальных значений надо перейти в режим
выбора элементов, нажав на клавишу S, вызвать окно редакции
элемента двойным щелчком мыши по нему (рис. 17), и ввести в
поле Value номинальное значение пассивного элемента. Для конденсатора C1 надо ввести «50мк×6,3В».
Для переименования цепей питания надо нажать клавишу S (режим выбора), выделить проводник, правой кнопкой мыши открыть
свойства проводника. В появившемся окне (см. рис. 18) перейдите
на вкладку NET и переименуйте цепь в соответствии с её назначением.
Рис. 16. Окно для проверки числа и типов ошибок в схеме
25
Рис. 17. Окно для ввода значения 300 Ом для резистора R1
Рис. 18. Окно для переименования цепи питания
Составление перечня компонентов схемы
Для составления перечня элементов выполняется команда File
Reports, вызывающая соответствующее окно (рис. 19). В окне
необходимо оставить галку только для атрибутов схемы. Нажатие на кнопку Generate вызывает окно с перечнем элементов и
проводников(рис. 20). В нём для каждого элемента указывается позиционное обозначение, тип, номинал, обозначение технических
условий или ссылка на поставщика или производителя. Перечень
необходимо сохранить в формате TXT для заполнения таблицы пе26
речня элементов, соответствующей требованиям конструкторской
документации.
Рис. 19. Окно для настройки вывода перечня элементов
Рис. 20. Окно с перечнем элементов схемы
27
Экспорт схемы в формате DXF и сохранения списка цепей в
формате NET
Экспорт схемы в виде файла в формате DXF выполняется командой File Export. При этом открывается окно (рис. 21), в котором выделяется схема Sheet1, ставится галка для мм и нажимается кнопка ОК.
Для сохранения списка цепей и элементов надо выполнить команду Utils Generate NetList. Открывается окно (рис. 22), в котором надо указать путь и имя файла, желательно, латинскими символами. На этом разработка электрической схемы заканчивается.
Рис. 21. Окно настройки сохранения схемы в формате DXF
Рис. 22. Окно настройки сохранения схемы в формате NET
28
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу P-CAD
Schematic.
Создайте шаблон схемы, загрузите созданную в предыдущей
работе библиотеку для полученного варианта электрической схемы. Наберите на рабочем столе редактора электрическую схему,
перенумеруйте все элементы, проверьте схему на наличие ошибок,
введите номиналы для всех пассивных элементов (резисторов, конденсаторов и индуктивностей), введите обозначения проводников
питания (GND, VCC), составьте перечень элементов и проводников
схемы, сохраните файл командой Save File As, экспортируйте файл
схемы в фомат DXF для создания электрической схемы в приложении AutoCAD и сохраните список цепей и элементов в файле формата NET для разработки топологии печатной платы в редакторе
PCB.EXE.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты схемы, таблицы проверки схемы на наличие ошибок и перечня всех элементов
схемы.
Основными результатами лабораторной работы являются файлы схемы в форматах SCH, DXF, NET, перечень элементов схемы и
отчёт о проведении лабораторной работы. Отчёт должен содержать
порядок выполнения работы и скриншоты схемы, таблицы проверки схемы на наличие ошибок и перечня всех элементов схемы, а
также выводы по результатам работы
Контрольные вопросы
1. Как произвести установку элемента на рабочее поле?
2. Как выполнить установку библиотеки?
3. Как изменить положение позиционного обозначения?
4. Как упорядочить номера позиционных обозначений?
5. Как ввести номинальное значение элемента?
6. Как убрать тип и значения номиналов одновременно у всех
элементов?
7. Как проверить схему на наличие ошибок?
8. Как переименовать цепи схемы?
9. Как объединить несколько цепей в одну шину?
29
Лабораторная работа № 3
Разработка топологии печатной платы
Цель работы: приобретение навыков работы в программе P-СAD
PCB, разводка печатного монтажа.
Описание объекта исследования
Общие положения
Разработка топологии печатной платы производится в программе P-СAD PCB. После запуска программы P-СAD PCB открывается рабочее окно, практически не отличающееся от окна редактора
P-CAD Schematic. Настройка программы осуществляется так же,
как и в предыдущей работе. Настраивается размер окна, единицы
измерения, шаг сетки и ширина линий. Загружается библиотека
схемы, разработанная в первой работе.
Вот основные требования к плате и размещению элементов:
платы должны быть прямоугольными с соотношением сторон 1 :
1, 1: 1.6, 1: 2, 1: 3;
длина сторон малогабаритных плат должна быть кратна 5 мм;
отношение площади посадочных мест элементов к площади платы должна быть максимальным и составлять не меньше 60%;
соединители должны размещаться по краям платы на одной или
двух её сторонах;
однотипные элементы должны группироваться в одном месте;
выводы элементов должны располагаться в узлах координатной
сетки;
шаг координатной сетки должен быть равен минимальному расстоянию между соседними выводами микросхем и кратен 2.5 мм,
(2.5. 1.25, 0.625, мм);
крупные элементы и группы малогабаритных однотипных элементов должны размещаться регулярно в виде матрицы с чёткой
формой строк и столбцов;
каждый элемент должен иметь позиционное обозначение, с размером, соизмеримым с габаритами элемента, и размещённое рядом
с местоположением элемента;
полярные или многовыводные элементы должны иметь маркировку выводов в соответствии с требованиями стандартов.
30
Загрузка корпусов компонентов схемы
Далее, командой Utils Load Netlist открывается окно (рис. 1)
загрузки списка элементов и цепей схемы, в котором указывается
файл, созданный командой Utils Generate Netlist в предыдущей работе.
По команде ОК в рабочее поле редактора загружаются корпуса
элементов схемы и линии связи между выводами. Так как длина
Рис. 1. Окно настройки загрузки схемы в формате NET
Рис. 2. Рабочее поле с корпусами элементов после загрузки схемы
в формате NET
31
линий меняется при изменении расстояния между выводами, их
иногда называют резиновыми. Каждая линия имеет обозначение,
совпадающее с обозначением соответствующего проводника в схеме. Элементы на плате размещаются вручную из-за отсутствия
функции автоматического размещения (рис. 2).
Расстановка корпусов компонентов схемы
Рассмотрим пример разработки топологии печатной платы в соответствии с перечисленными требованиями на примере стабилизатора напряжений. На рис. 3 показано предварительное размещение
элементов стабилизатора. Выводы – в узлах сетки с шагом 2.5 мм;
соединители – на краю платы. Элементы расположены регулярно в
виде одной строки матрицы. Резистор и транзистор сгруппированы
в один столбец. Далее удалим паразитные строки Refdes, уменьшим
размер шрифта позиционных обозначений, разместим их над элементами и выполним маркировку полярных выводов элементов.
Удаление паразитных обозначений Refdes
Для удаления Refdes выделим соответствующие элементы, нажмём правую кнопку мыши и в открышемся меню щелкнем по
строке Propeties. В открывшемся окне (рис. 4) щёлкнем по вкладке
Attributes и удалим верхнюю строку кнопкой Delete. Плата примет
вид, показанный на рис. 5.
Рис. 3. Предварительное размещение элементов стабилизатора
32
Рис. 4. Предварительное размещение элементов стабилизатора
Рис. 5. Удаление паразитных строк Refdes
Изменение размера шрифта позиционных обозначений
Уменьшим шрифт позиционных обозначений. Удерживая клавишу Shift, щёлкнем два раза по любому позиционному обозначению элемента, например R1. Откроется окно Attributes Propeties.
Щелчком по кнопке Text Styles открываем окно Option Text Styles.
33
В нём щелчком по Propeties открываем окно Text Styles Propeties,
в котором справа в поле Size указываем размер 3 мм (рис. 6). Аналогично поступаем со шрифтом Refdes для обозначений X1, X2 и
VT1.
Размещение позиционных обозначений и маркировка выводов
элементов
Для правильного размещения позиционных обозначений устанавливаем мелкий шаг координатной сетки (0.1 мм), выделяем поочерёдно каждое обозначение, вращаем клавишей R и перемещаем
указателем мыши рядом с элементами (рис. 7).
Полярными и многовыводными являются соединители, конденсатор, светодиод транзистор и стабилитрон. Рядом с положительным выводом полярных элементов ставится знак плюс (+). Выводы транзистора маркируются строчными латинскими символами:
«e», «b», «c». При наведении курсора мыши на резиновую нить,
например на вторую слева появляется подсказка с обозначением
соответствующей цепи в схеме: Net = VCC, X1-2 to C1-2. Jyf она позволяет поставить знак «+» у верхнего вывода левого соединителя
и нижнего вывода правого соединителя, верхнего вывода конденса-
Рис. 6. Уменьшение размера шрифта SEV до 3 мм
34
Рис. 7. Размещение позиционных обозначений
тора и нижнего вывода стабилитрона и нижнего вывода светодиода. При наведении курсора мыши на выводы транзистора в схеме,
разработанной в редакторе P-CAD Schematic, появляются подсказки, из которых следует, что эмиттер, баз и коллектор имеют номера
соответственно: VT1-1, VT1-2 и VT1-3. По этим номерам выводов
транзистора на плате в редакторе PCB узнаем, что символы «e», «b»
и «c». Надо ставить соответственно у правого, левого и среднего выводов транзистора (рис. 8). Для маркировки необходимо открыть
окно редактора нажатием кнопки А левой панели инструментов и
указанием курсором мыши местоположения символа. Остальные
одинаковые символы копируются удержанием клавиши Ctrl и пе-
Рис. 8. Маркировка выводов полярных и многовыводных.элементов
35
ремещением выделенного символа в нужное положение. Двойной
щелчок по символу открывает окно редактора и позволяет заменить символ другим. После этого шаг сетки снова устанавливается
равным 2.5 мм.
Настройка и установка монтажных отверстий
Далее указываются границы платы и монтажные отверстия в
углах платы. Размер отверстия устанавливается командой Options
Pad Style. В открывшемся окне кнопкой Copy создаётся новый
стиль отверстия (рис. 9). Нажатием кнопки Modify (Simple) откры-
Рис. 9. Создание нового стиля отверстия
Рис. 10. Установка параметров создаваемого стиля отверстия
36
вается новое окно для указания типа (Thru), размера (3mm) и формы (Mounting Hole) отверстия (рис. 10). Далее нажимается третья
сверху кнопка левой панели инструментов (Place Pad) и проставляются четыре отверстия.
Далее надо установить слой Board, нажать кнопку Place.
Размещение границ печатной платы и установка ширины
проводников
Вызвать команду Line в левой панели инструментов и провести
границы платы по точкам сетки с шагом 2.5 мм так, чтобы монтажные отверстия были расположены в углах платы (рис. 11). Командой Measure необходимо проверить длину и ширину получившейся
платы. Если они не кратны 5 мм, необходимо увеличить или уменьшить их величину до размера, кратного 5 мм. На рис. 10 внизу
справа показан результат измерения длины (x = 50.000) и ширины
(y = 35.000) платы. Перед трассировкой проводников необходимо
установить ширину цепей питания, равной 1 мм, а ширину сигнальных цепей, равной 0.3 мм. Командой Options NetClasses открывается окно Net Classes (рис. 12). В поле Class Name записываются
поочерёдно два класса: POWER и SYGNAL, которые переправляются в поле Classes кнопкой Add. Внизу справа в поле Unassigned
Nets находится список всех четырёх цепей схемы: GND, NET00001,
NET00002 и VCC. Установив курсор мыши на POWER в поле Classes
переправляем цепи GND и VCC из поля Unassigned Nets в поле Nets
Рис. 11. Прорисовка границ платы в слое Board
37
in this Class кнопкой Add, находящейся между ними. Правой верхней кнопкой Edit открываем окно Attributes. Кнопкой Add этого
окна открываем окно Place Attributes. Для установки ширины
цепи надо в поле Attributes Category установить курсор на категорию Net, а в поле Name установить курсор на имя Width. Затем
Рис. 12. Создание классов, распределение цепей по классам
и запись свойств цепей
в поле Value ввести 1.00 для цепи питания и 0.30 – для сигнальной
цепи. Для указания зазора между цепями надо в полях Attributes
Category и Name установить курсор на имя Clearance и в поле Value
ввести соответственно 1.00 и 0.30 мм.
Сохранение настроек платы и трассировка проводников
Теперь обязательно сохраните файл с топологией платы в корне
диска с латинским именем, например Stabilizator.PCB Для автоматической трассировки вызывается команда Route Autorouters.
В открывшемся окне (рис. 13) в поле Autorouter выбирается трассировщик SPECCTRA.
Нажатием кнопки DO Wizard открываем окно SPECCTRA DO
File Wizard. В нём жмём кнопку Auto Create DO File. Поле DO File
заполняется текстом. Жмём кнопку Edit as Text.
38
Открывается окно Edit DO File. В нём ставим шаг сетки проводников grid wire 1.25 мм и перходных отверстий grid via 1.25 мм.
Вместо route 100 16 ставим route 50 16. На этом настройка заканчивается и после серии ОК нажимается кнопка Start.
На рис. 14 приведен результат работы трассировщика
SPECCTRA. Красные цепи расположены на лицевой стороне платы, а зелёные – на обратной стороне платы.
Рис. 13. Настройка трассировщика SPECCTRA
Рис. 14. Результат работы трассировщика SPECCTRA
39
Создание области металлизации на лицевой стороне платы
Для уменьшения помех в сигнальных цепях на лицевой стороне
платы создается область металлизации, электрически соединённая
с цепью GND. Для этого используется команда Place Copper Pour.
Курсором мыши указываем границы области, как показано на
рис. 15. Выделяем контур области и правой кнопкой мыши вызываем меню со свойствами области (рис. 16).
Рис. 15. Указание границы области металлизации на слое TOP
Рис. 16. Вызов свойств области металлизации
40
На вкладке Style выбираем Use Design Rules, Low и Poured
(рис. 17).
На вкладке Connectivity выбираем цепь, связанную электрически с областью металлизации (рис. 18).
Рис. 17. Установки на вкладке Style
Рис. 18. Выбор цепи, соединённой с областью на вкладке Connectivity
41
На вкладке Island Removal указываем вариант удаления лишних островков области, не связанных с выбранной цепью (Minimum
Area – удаляются островки с площадью, меньше заданной)
(рис. 19).
Вкладки Net и Polygon носят справочный характер (рис. 20).
Рис. 19. Указание площади удаляемых островков,
не связанных с цепью GND
Рис. 20. Справочные данные по цепям и узлам
42
Рис. 21. Область металлизации на слое TOP, связанная с цепью GND
После выбора свойств области нажимаем на кнопку ОК и получаем область металлизации (рис. 21).
Сохранение результатов трассировки и экспорт их в формате DXF
Для разработки чертежа схемы, чертежа платы и сборочного
чертежа в приложении AutoCAD, надо экспортировать полученные
Рис. 22. Настройка экспортируемого файла
лицевой стороны платы с цепями
43
результаты в виде трех файлов формата DXF: лицевую и обратную
стороны платы с цепями и лицевую сторону платы с элементами,
но без цепей. Командой File Export DXF открываем соответствующее окно (рис. 22), в котором выбираем единицы измерения «мм»,
добавляем к имени файла слово «Top», кнопкой Setup открываем
Рис. 23. Настройка экспортируемого файла
обратной стороны платы с цепями
Рис. 24. Настройка экспортируемого файла
лицевой стороны платы без цепей
44
окно установки инструментов (свёрла) командой Automatic Assign
и выделяем все верхние слои платы и два нижних. Для обратной
стороны платы (Bot) настройка окна показана на рис. 23, а для лицевой стороны платы (Silk) без цепей – настройка окна показана на
рис. 24.
На этом последнем действии заканчивается разработка топологии печатной платы.
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу P-CAD РСВ.
Откройте программу P-CAD РСВ. Загрузите библиотеку элементов. Загрузите файл со списком элементов и цепей принципиальной схемы, созданной в предыдущей работе. Удалите лишние
обозначения типа {RefDes}. Разместите элементы, отредактируйте
позиционные обозначения, нанесите маркировку для полярных и
многовыводных элементов, нанесите монтажные отверстия и границу платы, произведите разводку двусторонней печатной платы в
режиме Autoroutes, выполните экспорт трёх видов платы для создания чертежей в приложении AutoCAD.
Оформите титульный лист, создадите скриншоты платы и экспортируемых видов платы.
Основными результатами лабораторной работы являются файл с
разводкой печатной платы и три экспортируемых файла с разными
видами на плату и отчёт о проведении лабораторной работы. Отчёт
должен содержать титульный лист, порядок выполнения работы и
скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как произвести перенос файла с принципиальной схемой из
программы Schematic в программу P-CAD PCB?
2. Как выполнить установку библиотеки в программе P-CAD
PCB?
3. Как удалить лишние обозначения типа {RefDes}?
4. Как размещать элементы на плате?
5. Как редактировать позиционные обозначения на плате?
6. Как наносить маркировку для полярных и многовыводных
элементов?
45
7. Как создать и нанести монтажные отверстия на плату?
8. Как произвести разводку двусторонней печатной платы?
9. Как выполнить сглаживание прямых углов трасс?
10. Как создать и отредактировать файл DO управления трассировкой платы?
46
Лабораторная работа № 4
Разработка символов и корпусов микросхем
Цель работы: приобретение навыков работы при построении и
использовании интегральных библиотек; создание символов микросхем.
Описание объекта исследования
Если элемент схемы отсутствует в доступных библиотеках, его
компонент можно создать с помощью менеджера библиотек P-CAD
Library Executive. Наиболее сложными элементами являются микросхемы. На схемах встречаются микросхемы аналоговые и цифровые. Среди цифровых встречаются одно- и многосекционные, т. е.
такие, которые в одном корпусе содержат несколько бескорпусных
микросхем. Среди них встречаются микросхемы с одинаковыми и
неодинаковыми секциями. Одинаковые секции могут иметь совмещенные выводы. Секции, как правило, находятся в разных частях
схемы и содержат только сигнальные выводы. Выводы питания к
них подразумеваются, но на схеме не указываются. Эти особенности не влияют на процесс создания их символов. Учитывать их приходится лишь в процессе создания компонента. Создание символа
рассмотрим на примере микросхемы К157ДА1 из схемы на рис. 1
Рис. 1. Пример схемы с отсутствующими в библиотеках микросхемами
47
Символы создаются редактором символов, который удобно запускать из редактора библиотек. Загружаем редактор Library
Executive, а из него командой New редактор символов P-CAD Symbol
Editor (рис. 2). Командой Options Configure открываем окно в кото-
Рис. 2. Настройка редактора символов под К157ДА1
Рис. 3. Редакция символа К157ДА1 и его выводов
48
ром устанавливаем формат – А4, единицы – мм, Zoom Factor – 1.1.
Затем устанавливаем шаг сетки 2.5 мм, Symbol Width – 30 мм, Pin
Spacing – 5 мм, Length User – 5 мм, Number Pins Left – 8, Number
Pins Right – 6. Эти данные определены шириной полей в символе
(10 мм), расстоянием между выводами (5 мм) и кратностью расстояния между выводами (2.5 мм). В поле Default Pin Name вводим
имена выводов (внутри полей), а в поле Default Pin.
Designater – обозначения выводов микросхемы, совпадающие в
данном случае с номерами её выводов. В поле Current Pin Number
устанавливаем текущий номер вывода символа.
Верхний левый вывод является первым, а верхний правый –
последним. Промежуточные выводы нумеруются против часовой
стрелки. По окончании нумерации нажимается кнопка Finish. Левая панель нумерации выводов исчезает. Командой Place Line прорисовываются границы внутренних полей микросхемы, а двойной
щелчок по выводам 3 и 5 позволяет сделать их инвертными (рис. 3).
Остаётся записать созданный символ в библиотеку и проверить в
ней его наличие. Запись делается командой Symbol Save As, проверка – командой Symbol Open, а сохранение шаблона Shablon.
sim – командой Symbol Save to File As (рис. 4).
Рис. 4. Сохранение и проверка записи символа К157ДА1 в библиотеку
Рис. 5. Виды корпусов, создаваемые редактором Pattern Editor
49
Рассмотрим создание корпусов для микросхем. Корпуса создаются редактором Pattern Editor. Редактор позволяет создавать
три типа корпусов: DIP, QUAD и ARRAY (рис. 5). Чаще всего для
микросхем средней сложности используется DIP – корпус. Остальные корпуса применяются в микросхемах повышенной сложности. В случае неопределённости необходимо найти в Интернете
PDF-файл с описанием формы корпуса и цоколёвки его выводов.
Во всех случаях корпус создается с помощью команды Pattern
Wizard (рис. 6). В данном случае в поле Pattern Type выбирается
тип – DIP. В окне Option Configure в поле Unit выбирается – «мм»,
а в Zoom Factor – 1.1. Устанавливается шаг сетки 2.5 мм. В поле
Number Of Pads Down -14, в поле Pad to Pad Spacing – 2.5 мм, в поле
Pattern Width – 7.5 мм, в поле Silk Rectangle Width – 5.0 мм, в поле
Silk Rectangle Height – 17.50 мм. Pad Style (Pad 1) – 09-150K, Pad
Style (Other) – 09-150. Оба стиля создаются в окне Option Pad Style
копированием стиля Default. В стилях 09-150K и 09-150 (рис. 7)
диаметр отверстия 0.9 мм, размер контактной площадки 1.50 мм.
Отверстия сквозные (Thru), металлизированные (Plated). Форма
контактных площадок соответственно квадратная (Rectangle)и
круглая. (Ellipse).
После этого жмётся кнопка Finish. Создается шаблон Shablon.
pat командой Pattern Save to File As Командой Pattern Save As от-
Рис. 6. Настройка корпуса в панели Wizard редактора Pattern Editor
50
Рис. 7. Размеры и форма выводов для стилей 09-150K и 09-150
Рис. 8. Сохранение корпуса микросхемы и проверка наличия
в редакторе Pattern Editor
крывается окно (рис. 8). Выбирается библиотека, вводится имя
корпуса и жмётся кнопка ОК. Командой Pattern Open открывается
окно поиска библиотеки и имени записанного корпуса. В случае наличия корпуса в библиотеке в поле изображения корпусов появится созданный корпус.
В библиотеках для отечественных элементов присутствуют корпуса типа DIP на 8, 14, 16, 18, 24 и более выводов. Для микросхем
с такими корпусами не надо заново создавать корпуса. Достаточно
скопировать нужные корпуса в свою библиотеку и приступить к
созданию компонентов микросхем.
Для выполнения следующей лабораторной работы необходимо
создать символы микросхем, приведенных на рис. 9.
Они охватывают все типы символов микросхем, встречающихся
в электрических схемах:
односекционный с наличием выводов питания в символе
(рис. 1, а);
51
Рис. 9. Символы всех типов микросхем, встречающихся в схемах
Рис. 10. Символы микросхем, созданных
в символьном редакторе командой Symbol Wizard
52
односекционный с отсутствием выводов питания в символе
(рис. 1, б);
многосекционный с одинаковыми символьными секциями
(рис. 1, в);
многосекционный с общими выводами секций в корпусе
(рис. 1, г);
многосекционный с разными символьными секциями
(рис. 1, д).
Символы в третьем и четвёртом виде микросхем (в, г) отличаются
только обозначениями выводов. Поэтому для создания компонента
в каждой такой микросхеме достаточно иметь один символ. Поэтому вместо 8 символов, приведенных на рис. 9, необходимо создать
и сохранить в библиотеке только 6 символов. На рис. 10 приведен
вид этих 6 символов, созданных в редакторе P-CAD Symbol Editor
командой Symbol Wizard.
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу P-CAD Library
Executive.
Получите задание на создание символов и корпусов микросхем
с одним и несколькими одинаковыми и неодинаковыми секциями,
с общими и разными выводами для нескольких секций, с присутствующими и отсутствующими выводами питания. Запустите программу P-CAD Library Executive, создайте символы всех секций
микросхем и создайте или скопируйте для них необходимые корпуса. Основными результатами лабораторной работы являются файл
библиотеки с символами и корпусами заданных микросхем.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты символов и
корпусов полученных микросхем.
Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как настроить сетку?
2. Как изменить цвета изображения на экране?
3. Как изменить стиль шрифта?
53
4. Какие режимы ортогональности применяются при работе в
ракете P-CAD?
5. Как нарисовать вывод элемента?
6. Для чего применяется перенумерация выводов, как это сделать?
54
Лабораторная работа № 5
Разработка компонентов микросхем
Цель работы: приобретение навыков по созданию компонентов
в программе P-CAD Library Executive.
Описание объекта исследования
Общие положения
В этой работе необходимо скомпоновать 5 видов микросхем:
односекционный с наличием выводов питания в символе
(рис. 1, а);
односекционный с отсутствием выводов питания в символе
(рис. 1, б);
многосекционный с одинаковыми символьными секциями
(рис. 1, в);
многосекционный с общими выводами секций в корпусе
(рис. 1, г).
многосекционный с разными символьными секциями
(рис. 1, д).
Символы должны быть созданы в лабораторной работе № 4. Запускается редактор символов P-CAD Symbol Editor. Открывается
шаблон Shablon.sim. Выполняем команду. Настраиваем левую панель под каждый символ из рис. 1. Заполняем имена и обозначеа)
г)
б)
в)
д)
Рис. 1. Примеры символов пяти видов
55
Рис. 2. Результаты редактирования символов в редакторе Symbol Editor
Рис. 3. Пример копирования корпуса DIP-8
в библиотеку с созданными символами
56
ния всех выводов символа, редактируем типы выводов и сохраняем
символы в библиотеку. Stabilizator.lib. На рис. 2 показаны символы, созданные в символьном редакторе. Для символов «а» и «б» на
рис. 1 нужен корпус DIP-8, для символов «в» и «г» нужен корпус
DIP-14, а для символа «д» нужен корпус DIP-16.
Эти корпуса скопируем в ту же библиотеку командой Library
Copy (рис. 3). После выбора корпуса нажимаем кнопку Copy и в
окне Library Copy completed жмём ОК.
Создание компонента вида «а»
При создании компонента очень важно грамотно заполнить таблицу связи между соответствующими выводами символа и паттерна (корпуса микросхемы). Рассмотрим создание компонента
для микросхемы первого вида «а» на рис. 1. В редакторе Library
Executive выполняем команду Component New. Открываются два
окна Component Information и Open. В окне Open открываем библиотеку подготовленными символами и паттернами. Название
первого окна меняется на Component Information UNTITLED.
В поле Number of Gates вводим число секций (1), в поле Number of
Pins – число выводов (8), в поле Refdes Prefix – префикс позиционного обозначения (DA), в поле Component Type – Normal в поле
Component Style – Homogeneous, в поле Gate Numbering – Numeric,
в поле Alternate Views – IEEE. Далее нажимаем сначала на кнопку
Select Pattern, а потом – на кнопку Select Symbol, выбирая соответствующие паттерн (DIP8) и символ (K140UD140V) (рис. 4).
Рис. 4. Пример заполнения окна компонента вида «а»
57
Нажимая на кнопки Pins View, Pattern View, Symbol View, можно просмотреть и отредактировать таблицу соответствия между выводами символов и корпусов, изображение корпуса и изображение
символа. Два последних зависят от содержания таблицы. Поэтому
принимаемся за редактирование таблицы. Нажимаем кнопку Pins
View. Открывается окно с таблицей связей выводов. В столбце Pad#
перечисляются номера выводов корпуса микросхемы, в столбце Pin
Des – обозначения выводов корпуса микросхемы, как правило, совпадающие с номерами корпуса, в столбце Gate# – номера секций,
в столбце Sym Pin# – номера выводов символа, начиная с верхнего
левого и кончая верхним правым против часовой стрелки, в столбце Pin Name – имена выводов, в столбце Gate Eq – эквивалентные
секции в микросхеме, а в столбце Pin Eq – эквивалентные выводы в
секции. В таблице на рис. 5 строки с обозначением выводов корпуса
не соответствуют номерам выводов корпуса. Необходимо эти строки переставить вручную, или с помощью приложения Excel, или с
помощью упорядочивания всех строк по столбцу Pin Des (выделяем
столбец и правой кнопкой выбираем упорядочение) и перенумерования столбца Pad# вручную. Во втором случае вызываем приложение, копируем туда все строки, начиная со столбца Pin Des, упорядочиваем по возрастанию и переносим их обратно в таблицу Pins
View. Три последних строки переносим на строку вниз. Поскольку
секция одна, в окне Component Information, в поле Gate Eq вместо
единицы ставим ноль клавишей Delete. Проверяем правильность
заполнения таблицы командой Component Validate. Если появляется окно No errors found!, компонент создан правильно и его мож-
Рис. 5. Пример заполнения окна компонента вида «а»
58
но сохранить в библиотеке командой Component Save As с именем
K140UD140V.
Создание компонента вида «б»
Создание компонента вида «б» немного отличается от первого
тем, что в символе не указаны выводы питания (рис. 6). Это цифровая микросхема, в корпусе которой последний и средний выводы –
питающие. В данном случае вывод 8 – VCC, а вывод 4 – GND. Это
и надо указать в таблице помимо упорядочения выводов (рис. 7).
В столбце Electric Type, в строках 4 и 8 правой кнопкой открывается окно типов, в котором выбирается тип Power. В этих же строках,
в столбце Gate# должно автоматически появиться обозначение
PWR. В этих же строках, в столбце Pin Name нужно ввести соответственно обозначения GND и VCC. В столбце Gate Eq, в первой
Рис. 6. Информационная панель для символа вида «б»
Рис. 7. Упорядоченная таблица выводов для символа вида «б»
59
строке вводится единица, которая автоматически проставляется
во всех строках таблицы кроме строк с выводами питания. На этом
создание компонента «б» заканчивается. Для проверки правильности вызывается команда Component Validate. В ответ появляется сообщение об отсутствии ошибок. Командой Component Save As
компонент сохраняется в библиотеке с именем DS1307.
Создание компонента вида «в»
Рассмотрим создание компонента для микросхемы с двумя одинаковыми секциями в одном корпусе. Командой Component New
открываем информационную панель и в окне Open выбираем библиотеку. На рис. 8 показано, как должна выглядеть настроенная
панель.
В таблице выводов (рис. 9) копируем 6 верхних строк в столбах [Sym Pin# и Pin Name в строки с 8-й по 13-ю. В столбце Gate#
вводим 1 и 2 соответственно в строки с 1 по 6 и в строки с 8 по 13.
В столбце Pin Des для второй секции проставляем обозначения выводов в соответствии с рис. 1, в. А именно, для выводов в столбце
Sym Pin#: 1, 2, 3, 4, 5, 6 в столбце Pin Des ставим соостветственно
обозначения выводов: 8, 9, 10, 11, 12, 13. Так как они не упорядочены, переносим их в приложение Excel, упорядочиваем по возрастанию и снова переносим их в таблицу выводов. В столбцах Electric
Type, Gate# и Pin Name, в строках 1 и 14 вводим соответственно,
Рис. 8. Информационная панель для микросхемы
с двумя одинаковыми секциями
60
Рис. 9. Исходная таблица выводов для микросхемы
с двумя одинаковыми секциями
как в предыдущем случае, обозначения Power, PWR, GND и VCC.
В первую строку столбца Gate Eq вводим единицу, которая автоматически прописывается во всех строках кроме 7 и 14. На этом
создание компонента с двумя одинаковыми секциями закончено.
Результаты этой работы приведены на рис. 10. Остается проверить
Рис. 10. Законченная таблица выводов для микросхемы
с двумя одинаковыми секциями
61
Рис. 11. Информационная панель для 2-секционной микросхемы
с общими выводами
правильность заполнения таблицы и записать компонент в библиотеку с именем К176ТМ2..
Создание компонента вида «г»
Рассмотрим создание двухсекционной микросхемы с общими
выводами (рис. 1, г).
На рис. 11, 12 приведены настроенная информационная панель
и исходная таблица выводов.
Рис. 12. Исходная таблица выводов для 2-секционной микросхемы
с общими выводами
62
Рис. 13. Таблица выводов для 2-секционной микросхемы
с общими выводами
В исходной таблице (рис. 12) копируем в соответствии с рис. 1,
г строку с Sym Pin# = 1 в строку 10, потому что во второй секции
этой микросхемы Sym Pin# = 1 соответствует обозначение вывода, равное 10 и имя вывода «S». На этом же основании строку
с Sym Pin# = 2 копируем в строку 11, строку с Sym Pin# = 3 копируем в строку 12, строку с Sym Pin# = 6 копируем в строку 8, строку с Sym Pin# = 7 копируем в строку 9. Строки 1 и 13 оставляем
без изменения, так как они одинаковы в обоих секциях. Для них
в столбце Gate# ставится обозначение CMN. В остальных строках
этого столбца ставится 1 и 2 для соответствующих секций. В строках столбца Gate Eq ставится единица кроме строк 1, 7, 13, 14. На
рис. 13 представлен законченный вид таблицы выводов. После проверки командой Component Validate компонент сохраняется командой Component Save As.
Создание компонента вида «д»
Рассмотрим создание компонента для микросхемы с двумя разными секциями в одном корпусе (рис. 1, д). Инструментальная
панель для этого случая показана на. рис. 14. Для выбора секции
курсор устанавливается в клетку на пересечении столбца Normal
и строки с номером секции (1 или 2). Для секции 1 выбран символ
KR1533LN7_1, а для секции 2 выбирается символ KR1533LN7_2.
63
Рис. 14. Информационная панель для микросхемы
с двумя разными секциями
Исходная таблица выводов показана на рис. 15. Строки символов переносятся в приложение Excel, упорядочиваются и переносятся снова в таблицу. Строки с 9 по 15 сдвигаются вниз на одну
Рис. 15. Исходная таблица выводов для микросхемы
с двумя разными секциями
64
Рис. 16. Библиотека созданных символов вида («а» – «д»)
строку. В 8-й и 16-й строках в столбце Elec Type выбирается тип вывода Power, в столбце Gate# автоматически прописывается PWR, а
в столбце Pin Name вводятся обозначения GND и VCC. Поскольку
секции не одинаковы, в столбце в инструментальной панели для
обоих секций проставляется 0 клавишей Delete. После проверки
компонента командой Component Validate при отсутствии ошибок
компонент сохраняется в библиотеке. С помощью команды Library
Copy проверяем наличие символов и паттернов в каждом компоненте микросхемы каждого вида (а–д) (рис. 16).
Создание схемы и платы из компонентов вида «а»–«д»
Для проверки работоспособности созданных компонентов составляем из них электрическую схему. Запускаем редактор Schematic.
Открываем шаблон схемы. Загружаем библиотеку с компонентами.
Расставляем компоненты и соединители. Формируем цепи питания. Соединяем произвольно выводы микросхем цепями (рис. 17).
Генерируем файл со списком элементов и цепей формата NET. Запускаем редактор плат PCB и его шаблон. Загружаем библиотеку
и файл со списком элементов и цепей. Запускаем трассировщик и
анализируем соответствие платы схеме.
Проверка показывает, что цепи питания подходят к каждой паре
выводов питания в каждом компоненте видов «а»–«д» (рис. 18).
65
Рис. 17. Библиотека созданных символов вида «а»–«д»
Рис. 18. Разведенная плата из компонентов вида «а»–«д»
66
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел 1 «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу P-CAD
Library Executive. Получите у преподавателя вариант микросхем
видов «а»–«д».
Откройте программу P-CAD Library Executive. Создайте символы всех микросхем. Скопируйте из готовых библиотек корпуса
всех микросхем. Создайте компоненты всех микросхем и загрузите
их в библиотеку. Создайте проверочную схему из этих компонентов. Сгенерируйте файл формата NET со списком компонентов и
цепей. Загрузите редактор плат. Загрузите в него файл со списком
компонентов и цепей. Соедините выводы микросхем произвольными цепями. Задайте свойства цепей питания и сигнальных цепей.
Выполните трассировку цепей питания и сигнальных цепей. Проверьте, подходят ли цепи питания к каждому питающему выводу
для всех микросхем. Напишите соответствующие выводы по результатам работы. Основными результатами лабораторной работы
являются файлы с библиотекой, схемой и разведенной платой.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты компонентов,
схемы и результатов трассировки.
Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как создается компонент вида «а»?
2. Как создается компонент вида «б»?
3. Как создается компонент вида «в»?
4. Как создается компонент вида «г»?
5. Как создается компонент вида «д»?
67
Лабораторная работа № 6
Разработка основной надписи
в приложении AutoCAD
Цель работы: приобретение навыков работы при настройке программы AutoCAD, разработка составных частей печатных плат:
монтажных и переходных отверстий, контактных площадок.
Описание объекта исследования
Общие положения
Программа AutoCAD загружает файлы, имеющие расширения:
* dwg, * dws и * dxf. Первый является стандартным с векторной
графикой, второй – файл шаблона, а третий – файл рисунка в текстовом или двоичном формате, используемый для обмена с другими приложениями. Программа может загружаться с шаблоном
Acadiso.dwt (метрические единицы измерения), с ассоциированным файлом, с запуском окна Startup (Начало работы). В первом
случае задается точность единиц измерения, граница зоны черчения (420x297), шаг сетки и дискретного движения курсора 10×10.
Во втором случае настройка уже выполнена при создании ассоциированного файла. В третьем случае может выполняться быстрая и
подробная настройка, включая единицы измерения.
После загрузки программы появляется графическое окно
(рис. 1), которое содержит основные элементы интерфейса и область, где выполняется черчение.
В третьей строке графического окна находятся стандартная панель инструментов и панель с выпадающими списками текстовых и
размерных стилей. Четвертая строка содержит панель управления
слоями и панель свойств объектов. Самая нижняя строка графического окна – строка состояния. В её левой части выводятся координаты X, Y, Z положения курсора, в средней части находятся кнопки управления прозрачными командами SNAP, GRID, ORTHO,
POLAR, OSNAP, OTRACK,LWT, MODEL/PAPER. Они могут выполняться во время исполнения любой другой команды. Первые
две устанавливают шаг сетки и точек привязки курсора. Третья
устанавливает ортогональное перемещение курсора. Четвёртая
включает полярную систему координат. Пятая устанавливает спо68
Рис. 1. Окно программы AutoCAD
собы автоматической привязки к объектам рисунка (характерным
точкам: концевым, срединным и т.д.). Шестая (OTRACK) – объектное отслеживание используется для определения координаты
новой точки по характерным точкам уже построенных объектов.
Седьмая (LWT) используется для показа истинной толщины линий.
Последняя нужна для переключения режима редактирования листа чертежа (PAPER) на режим редактирования рисунка MODEL),
расположенного на листе чертежа.
Выше строки состояния находится окно команд, которое состоит из трех строчек. Первая снизу активная – в нее вводятся команды и данные, которые управляют работой программы.
В нижней части окна рисунка находится вкладка Model (Модель) и одна или несколько вкладок Layout (Лист). Вкладка Model
(Модель) обеспечивает доступ в пространство модели, в котором
обычно и создаются чертежи. Пространство листа используется для
выполнения компоновки чертежа перед выводом его на печать.
Слева и справа по границам зоны черчения установлены плавающие панели инструментов, предназначенные для вызова команд
черчения и редактирования создаваемых объектов.
Чтобы настроить вход в программу, надо открыть меню Tools
(Сервис), выбрать пункт Options (Настройка), в окне которого выбрать вкладку System (Система) и отметить галкой нужный вариант входа в программу:
69
Show Startup dialog box (Диалоговое окно начала работы);
Do not show a startup dialog (Без начального окна).
По умолчанию вход в программу и создание нового рисунка начинаются без начального окна, поэтому эта настройка выполняется
в том случае, если необходимо вывести это окно или отказаться от
его вывода.
Команды редактора легче познавать в процессе создания рисунка. В этой работе изучается создание рамки чертежа и его основной
надписи (штампа).
Создание рамки
Для создания нового чертежа выполним команду File New. Откроется окно Select template с именем файла acadiso.dwt. Выполняем команду Open и открывается окно AutoCAD со стандартными
настройками (мм 420×297…). Командой Format Drawing Limits в
строке команд вводим: 0,0 для левого нижнего угла и 210,297 для
правого верхнего угла.
Командой GRID ON высвечиваем сетку на рабочем поле. Для вычерчивания границ формата А4. выполняем команду Line (верхняя
кнопка левой панели с подсказкой Line). В командной строке возникает сообщение: Specify first point. Вводим – 0,0. В ответ на сообщение: Specify next point or [Undo]: вводим 210,0. В ответ на то
же сообщение вводим последовательно: 210,297; 0,297 и Close (С).
Для вычерчивания внутренней рамки чертежа выполняем команду Rectangle и в строке команд вводим: 5,5. В ответ на сообщение:
Specify other corner point or [Dimensions]: вводим 205,292 (рис. 2).
Рис. 2. Границы формата А4 и внутренняя рамка чертежа
70
Создание основной надписи
Приступим к рисованию основной надписи. На рис. 3 приведены необходимые размеры. Сначала нарисуем решётку из линий, а
затем выкусим лишние отрезки прямых. Строим верхнюю горизонтальную линию на расстоянии 55 мм от нижней стороны рамки.
Запускаем команду Line. В ответ на запрос координат первой
точки отрезка выбираем тип привязки Snap From (вторая сверху
кнопка во второй левой панели (привязок)). В ответ на запрос ввода базовой точки выбираем тип привязки Snap to Intersection (пятая сверху кнопка в панели привязок), подводим курсор к левому
нижнему углу внутренней рамки и после появления в углу крестика щелкаем левой кнопкой мыши. Произойдет привязка к углу и в
командной строке появится запрос на ввод смещения относительно
угла. Вводим смещение искомой точки от базовой относительными
координатами @0,55. Появится «резиновая нить», которая показывает, что произошла привязка к точке, смещенной по вертикали
на 55 мм от левого угла внутренней рамки, а в командной строке
появится запрос на ввод следующей точки отрезка. Выберем привязку Perpendicular к точке, расположенной на перпендикуляре к
правой стороне внутренней рамки. Подведём курсор к правой стороне внутренней рамки и после появления на ней пиктограммы
нормали щелкаем левой кнопкой мыши. Произошла привязка ко
второй точке горизонтального отрезка штампа. Для выхода из команды нажимаем клавишу Enter.
Для копирования отрезка вызываем команду ARRAY. Открывается окно (рис. 4). Настройки показаны в окне. Нажимаем Select
objects, выделяем курсором отрезок и нажимаем ОК.
Строим вертикальные отрезки. Первую точку отрезка задаём на
относительном расстоянии @7,0 от левого нижнего угла внутренней рамки в виде прямоугольника командой Line и. двумя привяз-
Рис. 3. Размеры в основной надписи чертежа
71
Рис. 4. Настройка окна Array для копирования 11 отрезков
ками From (Смещение) и Intersection (Пересечение). Подводим курсор к левому нижнему углу внутренней рамки и после появления в
нём крестика щелкаем левой кнопкой мыши. Далее выбираем привязку Perpendicular, подводим курсор к верхнему отрезку и после
появления пиктограммы нормали щелкаем левой кнопкой мыши.
Появившийся вертикальный отрезок будем копировать командой
Ofset (смещение). Щелкнем мышью на кнопке Offset (Подобие, 4-я
сверху), расположенной на крайней правой панели Modify (Редактирование). Появится запрос в командной строке на ввод смещения
подобного объекта: Specify offset distance or [Through] Through:
10. Введём в командной строке число 10 и нажмём клавишу Enter.
Появится запрос на выбор исходного объекта: Select object to offset
or exit. Выберем только что построенный вертикальный отрезок.
Щелкнем мышью справа от выбранного отрезка, чтобы указать
сторону смещения. Появится второй отрезок, а в командной строке
появится запрос на выбор следующего исходного объекта. Выйдем
из команды, нажав клавишу Enter. Аналогичным образом построем остальные вертикальные отрезки со следующими смещениями
от предыдущего отрезка: 23, 15, 10, 70, 5, 5, 5, 5 и 12. Должна получиться сетка, подготовленная для редактирования заготовка
штампа (рис. 5).
Окончательное изображение штампа (рис. 6) получим редактированием его заготовки при помощи команд удаления объектов
72
Рис. 5. Сетка, подготовленная для редактирования штампа
Erase (Стереть) и обрезки объектов между режущими кромками
Trim (Обрезать).
Вызовем команду обрезки Trim (Обрезать) 10-ю сверху в крайней
правой панели. В командной строке появится запрос на выбор режущих кромок. Выберем отрезки, определяющие режущие кромки, а для завершения выбора нажмите клавишу Enter. Если сразу
же нажать клавишу Enter, то будут использоваться все объекты
рисунка в качестве потенциальных режущих кромок. Выберем все
объекты чертежа. Появится запрос на выбор обрезаемых объектов.
Выберем обрезаемые части отрезков во всем чертеже. Запрос на выбор объектов повторяется до нажатия клавиши Enter. Произойдет
выход из команды.
Команда позволяет удлинять объекты до ближайшей кромки,
если в момент выбора обрезаемого объекта нажата клавиша Shift.
Оставшиеся после обрезки части отрезков удаляем командой Erase
(Стереть). После обрезки отрезков чертеж штампа можно считать
завершенным (рис. 6).
Шаблон – это рисунок, содержащий необходимые настройки
и используемый для создания новых рисунков. Сохраним рам-
Рис. 6. Отредактированный штамп
73
ку формата А4 со штампом в виде шаблона A4.dwt командой File
Save As (Сохранить как). Появится окно Save Drawing As, в котором в списке File of type (Расширение) выберем расширение dwt.
В списке Save in (Сохранить в) появится имя стандартной папки
Template, в которой хранятся файлы шаблонов чертежей, имеющиеся в AutoCAD. Новый шаблон A4.dwt сохраните в собственной
папке.
Создание шаблона формата А3
Откроем новое окно, создадим в нем еще один шаблон A3.dwt.
Установим вызов начального диалогового окна Create New Drawing
(Создание нового рисунка). В меню Tools (Сервис) выберем пункт
Options (Настройка). В появивившемся окне выбираем вкладку
System (Система), а в ней из выпадающего списка – режим Show
Startup dialog box (Окно начала работы). По команде File New появится диалоговое окно Create New Drawing (Создание нового рисунка). В нём нажимаем кнопку Use a Wizard. Выбираем в списке
Select a Wizard строку QuckSetup. Щелкнем ОК. Появится окно
QuckSetup. Выбираем Decimal, щелкаем на кнопке Next. Появляется второе окно. Указываем 420×297 и щелкаем на кнопке Finish.
Задаём шаг сетки 10 x 10 и выводим ее на всю графическую зону
экрана.
Внутреннюю и внешнюю рамки чертежа А3 строим командой Rectangle, а штамп копируем из чертежа A4.dwt командой
Copybase, которая позволяет задавать базовую точку на копируемом объекте, которая потом совмещается с точкой вставки на
чертеже. Сначала строим границы чертежа с координатами углов
(0,0) и (420,297). Потом строим внутреннюю рамку формата с координатами (20,5) и (415,292). Перейдём в окно с чертежом формата А4 через меню Windows. Выделим рамкой слева направо
штамп в нижней части чертежа. Сохраним штамп в буфере обмена, выбрав команду Edit Copy with Base Point копирования в буфер с базовой точкой. На запрос команды о задании базовой точки привяжитесь привязкой Intersection (Пересечение) к правому нижнему углу внутренней рамки чертежа. Перейдём в окно
формата A3 через меню Window. Выберем команду Edit / Paste.
Появится запрос команды на задание точки вставки. Привяжитесь привязкой Intersection к правому нижнему углу внутреннего
прямоугольника чертежа. Появится штамп в правом нижнем углу
внутренней рамки. Созданный чертеж сохраняем с именем А3 и
расширением dwt.
74
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу AutoCAD. Получите у преподавателя вариант штампа.
Откройте программу AutoCAD. Выполните настройку единиц,
размеров чертежа, шага сетки и привязки.. Выполните чертёж в
виде рамки и штампа формата А4. Создайте с тем же штампом рамки формата А3, А2, А1 и сохраните их в виде шаблонов в свою папку. Напишите выводы по результатам работы.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты исходных данных и результатов.
Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как создается рамка?
2. Как создается сетка для редактирования штампа?
3. Как редактируется штамп?
4. Как создается новый формат с тем же штампом?
75
Лабораторная работа № 7
Разработка чертёжного вида
лицевой стороны платы
Цель работы: приобретение навыков работы в приложении
AutoCAD, разработка составных частей вида на проводники лицевой стороны печатной платы.
Описание объекта исследования
Общие положения
Лицевая сторона платы вычерчивается на основе ранее полученного файла Top.dwg. При его загрузке все настройки теряются.
Поэтому нужно заново установить единицы измерения (мм), шаг
сетки и привязки, размеры чертежа, число знаков после запятой
и стили размерности. Затем надо зачернить чертёж, создать шкалу измерений, и проставить размеры. Рассмотрим это подробно на
примере создания топологии лицевой стороны платы в формате
DWG на основе ранее полученного аналогичного вида в формате
DXF.
Запускаем AutoCAD и загружаем файл Top.dxf с лицевой стороной платы командой File Open. Открывается пустое окно, в
нижней части которого видны две вкладки: Model и LayOut. Открываем вкладку LayOut. В новом окне Page Setup – Layout1
(рис. 1) выбираем единицы «мм» и нажимаем ОК. В новом окне
появляется рамка, называемая листом (Paper), внутри которой
цветное изображение обратной стороны платы, называемое рисунком (Model). Особенность этого редактора в том, что можно
редактировать и лист (режим Paper), и рисунок (Model), но только порознь. Именно поэтому в нижней строке только одна кнопка (последняя) предназначена для переключения режима редактирования. Сейчас установлен режим Paper. Вращением ролика на мышке увеличиваем лист до размеров окна редактора
(рис. 3).
Переключаем режим на Model нажатием на ту же кнопку и вращением ролика мышки уменьшаем размер рисунка так, чтобы плата была видна целиком (рис. 4).
76
Рис. 1. Вкладка LayOut Settings (установка «мм»)
Рис. 2. Окно редактора с лицевой стороной платы
77
Рис. 3. Окно редактора с размером листа, большим, чем размер окна
Рис. 4. Окно редактора с размером рисунка, меньшим, чем размер окна
78
Настройка единиц измерения и сетки
Наложим на плату сетку с шагом 2.5 мм. Сначала установим единицы измерения командой Format Units. В поле Type появившегося окна устанавливаем Decimal вместо Engineering и точность – два
знака после точки. «0.00» (рис. 5).
Устанавливаем курсор на кнопку GRID в нижней строке, правой
кнопкой мыши вызываем окно (рис. 6), левой кнопкой выбираем
Settings и в поле Х появившегося окна (рис. 7). Вводим 2.5 для сетки (справа) и 1.25 для привязки (слева). Вызываем команду Format
Рис. 5. Установка единиц измерения «мм»
Рис. 6. Вызов окна установки шага сетки и привязки
Рис. 7. Установка шагов сетки 2.5 мм и привязки 1.25 мм
79
Рис. 8. Установка левой нижней границы координатной сетки
Рис. 9. Появление сетки при нажатии на кнопку GRID
80
Drawing Limits (рис. 8). Курсор принимает форму креста, которым
отмечают левой кнопкой мыши сначала левую нижнюю границу
координатной сетки, а потом – правую верхнюю границу. При нажатии кнопкой мыши на кнопку GRID появляется координатная
сетка в указанных границах (рис. 9).
Зачернение рисунка и создание шкалы координатной сетки
Чтобы зачернить рисунок, надо вызвать команду Layer Properties
Manager (рис. 10). В появившемся окне выделяют все слои, устанавливают курсор на столбец цветов и левой кнопкой вызывают новое окно Select Color, в котором выбирают чёрный цвет и нажимают
ОК в обоих окнах (рис. 11). Рисунок становится чёрным.
Далее необходимо сделать шкалу для координатной сетки с шагом 2.5 мм. Шкала нужна для указания координат центров монтажных и переходных отверстий и проставляется по горизонтали
Рис. 10. Вызов команды Layer Properties Manager
Рис. 11. Зачернение рисунка платы
81
и вертикали относительно базовой точки – левого нижнего угла
платы. Числа, проставляемые у рисок шкалы означают номера
линий координатной сетки. В базовой точке координатная линия
имеет нулевой номер. Зная номера линий по горизонтали и вертикали, шаг сетки и то, что центры всех монтажных отверстий совпадают с точками пересечения координатных линий, можно легко
определить их координаты, необходимые при сверлении отверстий
в плате.
Подсчитываем число рисок с шагом 5 мм в горизонтальной шкале. Вызываем команду Line, нажимаем кнопку SNAP в нижней
строке окна редактора, устанавливем курсор мыши в левый нижний угол платы (базовую точку), щёлкаем левой кнопкой мыши,
устанавливаем курсор мыши в ближайшую точку привязки, расположенную на 1.25 мм ниже базовой точки, щелкаем ещё раз кнопкой мыши, нажимаем Esc для окончания команды. Появилась первая риска горизонтальной шкалы (рис. 12). Для создания шкалы
из 11 рисок вызываем знакомую по предыдущей работе команду
Array. В окне команды делаем установки, приведенные на рис. 13.
Рис. 12. Создание первой вертикальной риски в горизонтальной шкале
Рис. 13. Установка числа рядов, колонок и шага колонок
82
Нажимаем в окне кнопку Select objects и выделяем на рисунке
первую риску. Нажимаем на клавиатуре пробел и в окне команды
Array кнопку ОК. Возникает горизонтальная шкала (рис. 14). Для
оцифровки шкалы вызываем окно редактора командой Multiline
Text (кнопка А в крайней левой панели инструментов окна редактора). Подводим курсор под первую риску. Удерживая левую кнопку, двигаем мышь так, чтобы образовался под риской небольшой
прямоугольник. Отпускаем и вновь щёлкаем левой кнопкой. Появляется окно редактора. Установки показаны на рис. 15. Щёлкаем
ОК. Появляется ноль под первой риской (рис. 16).
Если знак нуля смещён относительно риски, выделяем его, вызываем команду смещения (Move – шестая сверху кнопка в крайней
правой панели инструментов), подводим курсор к знаку, щёлкаем
Рис. 14. Рисунок горизонтальной шкалы
Рис. 15. Установка шрифта, размера и нуля.
Рис. 16. Результат установки нуля
83
левой кнопкой мыши и движением мыши устанавливаем знак нуля
точно под первой риской. Копируем знак командой Array. Подсчитываем необходимое число копий, вызываем команду Array, делаем
необходимые установки (рис. 17), нажимаем кнопку Select objects,
выделяем знак нуля, нажимаем на клавиатуре клавишу пробела
и во вновь возникшем окне команды Array нажимаем кнопку ОК.
Получаем шкалу со знаками нулей (рис. 18).
Дважды щёлкая на каждом скопированном нуле, заменяем его
числами: 4, 8, 12, 16 и т. д., увеличивая их с кратностью 4. Окончательный вид шкалы показан на рис. 19. Аналогично создается
вертикальная шкала.
Рис. 17. Настройка окна копирования
Рис. 18. Результат установок в окне команды Array
Рис. 19. Окончательный вид горизонтальной шкалы
84
Настройка стилей габаритного, межосевого и диаметрального размеров
Завершается вид на лицевую сторону платы простановкой габаритных и присоединительных размеров. В деталировочных чертежах на все размеры должны указываться предельные отклонения.
На габаритные размеры допуск указывается в минус, на размеры
отверстий – в плюс, на межцентровые размеры допуск указывается
симметричным. Установим три стиля размеров: габаритный, межцентровый и диаметральный. Вызываем команду Format Dimension
Style. В окне Dimension Style Manager, в поле Styles переименуем
стиль Standard в стиль Gabarit. Нажимаем кнопку Modify. Появляется окно с несколькими вкладками. Во вкладке Line and Arrows, в
поле Baseline spacing устанавливаем 5 мм (расстояние между параллельными размерами), в поле Extend beyond dim lines указываем
2 мм (расстояние от конца выносной линии до стрелки размера), в
поле Arrow size указываем 2 мм (размер стрелок). Во вкладке Text,
в поле Text height ставим 2 мм, в поле Vertical выбираем Above (над
размерной линией), в разделе Text Alignment указываем галочкой
Alignment with dimension line (в соответствии с направлением размерной линии).
Во вкладке Primary Units, в поле Precision указываем 0 (целое
число). Во вкладке Tolerances, в поле Method указываем None (без
указания допуска) (рис. 20–23).
Для создания межосевого стиля в окне Dimension Style Manager
нажимаем кнопку New. В окне Creane New Dimension Style вво-
Рис. 20. Установки во вкладке Line and Arrows
85
Рис. 21. Установки во вкладке. Text
Рис. 22. Установка во вкладке. Primary Units.
Рис. 23. Установка во вкладке Tolerances
Рис. 24. Окно создания стиля Hole
86
Рис. 25. Окно создания стиля Hole
Рис. 26. Окно создания стиля Diametr
дим Hole и нажимаем Continue (рис. 24). В возникшем окне New
Dimension Style: Hole, во вкладке Tolerances устанавливаем Method
– Symmetrical, Precision – 0.00, Upper value – 0.15 (рис. 25).
Для создания стиля диаметрального размера в окне Dimension
Style Manager в поле Styles ставим курсор на стиль Gabarit и нажимаем кнопку New. В окне Creane New Dimension Style вводим
имя стиля Diametr и нажимаем Continue. Во вкладке Text в разделе Text Alignment выбираем ISO Standard, нажимаем ОК и кнопку
Close (рис. 26).
Простановка габаритных, межосевых и диаметральных
размеров
Для простановки габаритных размеров выбираем в окне
Dimension Style Control (переключение размерных стилей) строку
Gabarit и вызываем команду Linear Dimension (верхняя кнопка в
первой правой панели инструментов) (рис. 27). В ответ на сообщение в командной строке нажимаем третью сверху кнопку привязки
Snap to Endpoint в панели привязок. Подводим курсор к верхнему
левому углу платы и при появлении в нём маркера (квадрат) щел87
Рис. 27. Окно переключения размерных стилей
Рис. 28. Простановка допуска на габаритный размер
каем левой кнопкой мыши. Затем нажимаем на ту же привязку и
подводим курсор к верхнему правому углу платы и при появлении
в нём того же маркера щелкаем левой кнопкой мыши. Появляется
размерная линия, которую поднимаем мышкой вверх так, чтобы
под ней поместились ещё две размерные линии. Набираем в командной строке опцию команды Mtext (m) и нажимаем Enter. Возникает окно многострочного редактора (рис. 28). Ставим курсор за
угловые скобки ‹›, вводим ^-0.15, нажимаем на верхнюю вторую
справа кнопку редактора
и далее на ОК. Корректируем мышью
положение размера и жмём её левую кнопку. Аналогично проставляем вертикальный габаритный размер.
Для простановки межосевого размера между левым верхнем
углом платы и центром ближайшего к углу отверстия выбираем в
окне Dimension Style Control стиль Hole,. Далее вызываем команду
Linear Dimension, выбираем привязкиу Snap to Endpoint к верхнему левому углу платы, щёлкаем левой кнопкой мыши, выбираем
вторую привязку Snap to Center, (восьмая сверху кнопка в панели
привязок), подводим курсор к центру ближайшего отверстия, щелкаем левой кнопкой мыши, выбираем положение размера и снова
щёлкаем левой кнопкой. Аналогично проставляем второй межо88
севой размер между осями верхних угловых отверстий (рис. 29).
Затем проставляем пару межосевых размеров справа в той же последовательности, начиная с нижнего правого угла платы, потому
что размер от края платы до ближайшего отверстия должен указываться относительно базовой точки – левого нижнего угла платы
(рис. 30).
Последним действием является указание диаметра угловых отверстий. Переходим в стиль Diametr. Вызываем команду Diametr
Dimension (пятая кнопка сверху в размерной панели инструментов). Подводим курсор к краю верхнего правого отверстия и жмём
левую кнопку мыши. Вводим в командную строку Mtext и жмём
Enter, вызывая многострочный редактор. За угловыми скобками
Рис. 29. Простановка габаритного и двух межосевых размеров
Рис. 30. Простановка габаритного, четырех межосевых
и диаметрального размеров
89
Рис. 31. Простановка допуска на диаметральный размер
вводим строку +0.05^, выделяем её, нажимаем в редакторе кнопку
и затем ОК. Выбираем мышью положение диаметрального размера и фиксируем его её левой кнопкой. Под размером вводим техт
размером 2 мм и шрифтом txt «4 отв» (рис. 31).
Вид на лицевую сторону платы сохраняется в формате DWG. Он
необходим для создания деталировочного чертежа печатной платы, содержащего ещё вид на обратную сторону платы и таблицу
монтажных и переходных отверстий.
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу AutoCAD. Приступайте к созданию фрагмента с лицевой стороной разработанной
ранее печатной платы.
Откройте программу AutoCAD. Выполните фрагмент с лицевой
стороной разработанной ранее печатной платы и сохраните её в
свою папку. Напишите выводы по результатам работы.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты исходных данных и результатов.
Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как настраиваются единицы измерений и точность?
2. Как настраиваются шаги сетки и привязки?
3. Как показать сетку на чертеже?
4. Как рисуется риска шкалы?
5. Как копируются риски шкалы?
6. Как оцифровываются риски шкалы?
7. Как создается и настраивается габаритный стиль?
90
8. Как создается и настраивается межосевой стиль?
9. Как создается и настраивается диаметральный стиль?
10. Как проставляются габаритные размеры?
11. Как проставляются межосевые размеры?
12. Как проставляется диаметральный размер?
91
Лабораторная работа № 8
Разработка чертёжного вида
обратной стороны платы
Цель работы: приобретение навыков работы в приложении
AutoCAD, разработка вида на проводники обратной стороны печатной платы.
Описание объекта исследования
Общие положения
Обратная сторона платы вычерчивается на основе ранее полученного файла Bot.dxf. При его загрузке все настройки теряются. Поэтому нужно заново установить единицы измерения (мм),
шаг сетки и привязки, размеры чертежа, число знаков после запятой и стили размерности. Затем надо зачернить и зеркализировать рисунок, создать шкалу шагов сетки, и проставить знак
клеймения платы. Рассмотрим это подробно на примере создания
топологии обратной стороны платы, полученной в лабораторной
работе № 3.
Запускаем AutoCAD и загружаем файл Bot.dxf с обратной стороной платы командой File Open. Открывается пустое окно, в нижней части которого видны две вкладки: Model и LayOut. Открываем
вкладку LayOut. В новом окне Page Setup – Layout1 (рис. 1) выбираем единицы «мм» и нажимаем ОК. В новом окне появляется рамка,
называемая листом (Paper), внутри которой цветное изображение
обратной стороны платы, называемое рисунком (Model) (рис. 2).
Особенность этого редактора в том, что можно редактировать и
лист (режим Paper), и рисунок (Model), но только порознь. Именно
поэтому в нижней строке только одна кнопка (последняя), предназначенная для переключения режимов редактирования. Сейчас
установлен режим Paper. Вращением ролика на мышке увеличиваем лист до размеров окна редактора (рис. 3). Повторным нажатием
на ту же кнопку переключаем режим на Model и вращением ролика
мышки уменьшаем размер рисунка так, чтобы плата была видна
целиком (рис. 4). Наложим на плату сетку с шагом 2.5 мм. Сначала
установим единицы измерения командой Format Units. В поле Type
появившегося окна устанавливаем Decimal вместо Engineering и
точность – два знака после точки. «0.00» (рис. 5).
92
Рис. 1. Вкладка LayOut Settings (установка «мм»)
Рис. 2. Окно редактора с обратной стороной платы
Рис. 3. Окно редактора с размером листа, большим, чем размер окна
93
Рис. 4. Окно редактора с размером рисунка, меньшим, чем размер окна
Рис. 5. Установка единиц измерения «мм»
Устанавливаем курсор на кнопку GRID в нижней строке, правой
кнопкой мыши вызываем окно (рис. 6), левой кнопкой выбираем
Settings и в поле Х появившегося окна (рис. 7). вводим 2.5 для сетки (справа) и 1.25 для привязки (слева). Вызываем команду Format
Drawing Limits. Курсор принимает форму креста, которым отмечают левой кнопкой мыши сначала левую нижнюю границу коорди-
Рис. 6. Вызов окна установки шага сетки и привязки
94
Рис. 7. Установка шагов сетки 2.5 мм и привязки 1.25 мм
Рис. 8. Появление сетки при нажатии на кнопку GRID
натной сетки, а потом – правую верхнюю границу. При нажатии
кнопкой мыши на кнопку GRID появляется координатная сетка в
указанных границах (рис. 8).
Настройка единиц измерения, сетки и зачернение рисунка
Чтобы зачернить рисунок, надо вызвать команду Layer Properties
Manager (рис. 9). В появившемся окне выделяют все слои, устанавливают курсор на столбец цветов и левой кнопкой вызывают новое
Рис. 9 Вызов команды Layer Properties Manager
95
Рис. 10. Зачернение рисунка платы
окно Select Color, в котором выбирают чёрный цвет и нажимают ОК
в обоих окнах (рис. 10). Рисунок становится чёрным (рис. 11).
Зеркальное отображение рисунка платы
Цепи, расположенные на обратной стороне платы, не могут быть
видны, так как плата непрозрачна. Но на рисунке они просматриваются, как если бы плата была прозрачной. На чертеже можно показывать вид обратной стороны непрозрачной платы, лишь перевернув её обратной стороной вверх. На чертеже печатной платы
вид обратной стороны платы может располагаться или под видом
лицевой стороны платы, или справа от него. При расположении
этого вида под лицевой стороной платы рассматриваемый рисунок
зеркализируем (переворачиваем) по горизонтали, а при расположении этого вида справа от лицевой стороны платы данный рисунок зеркализируем по вертикали. В данном случае переворачивание выполняем по горизонтали. Вызываем команду Modify Mirror
(верхняя третья сверху кнопка на правой панели инструментов). В
командной строке – подсказка: Select objects. Курсором выделяем
плату, нажатием на пробел завершаем выделение. В нижней строке нажимаем на кнопку SNAP. Курсор начинает перемещаться по
точкам сетки. Лучше указывать горизонталь на середине платы.
Указываем точку слева от платы и нажимаем левую кнопку мыши,
потом повторяем справа от платы на той же горизонтали. В командной строке появляется подсказка: Delete source objects? [Yes/No]
96
Рис. 11. Зеркальное отражение рисунка платы
<No>. Вводим Y (Yes) b нажимаем Enter. Рисунок станет зеркальным (рис. 11).
Создание шкалы координатной сетки
Теперь базовая точка переместилась вверх и относительно неё
надо разместить шкалу шагов сетки по горизонтали и вертикали.
Точно так же, как в предыдущей работе создаем сначала риски и
номера для горизонтальной шкалы, а затем повторяем эти действия для вертикальной шкалы слева от платы. При копировании
верхней риски вниз с шагом 5 мм необходимо в окне смещения ряда
ввести отрицательное число «-5» (рис. 12, 13).
Далее, рядом с начальными рисками вводим цифру «0». Копируем их, как риски. Двойным щелчком на каждом нуле вводим
номера линий координатной сетки. Затем вызываем команду Line,
нажимаем кнопку SNAP (привязка к точкам сетки) в нижней строке редактора и рисуем линию и треугольник – знак клеймения качества платы. Внутри треугольника вводим «п.9», означающий
Рис. 12. Установка окна копирования рисок для вертикальной шкалы
97
Рис. 13. Результат копирования рисок для вертикальной шкалы
Рис. 14. Окончательный результат создания обратной стороны платы
пункт № 9 в технических требованиях на изготовление платы,
которые приводятся в том же чертеже. В этом пункте содержатся
указания на размер шрифта текста, способ нанесения и тип краски,
используемые для клеймения (рис. 14).
На этом создание вида обратной стороны платы закончено. Файл
с результатом сохраняется на диске с именем Bot.dwg.
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу AutoCAD. Приступайте к созданию фрагмента с обратной стороной разработанной
ранее печатной платы.
98
Откройте программу AutoCAD. Выполните фрагмент с обратной стороной разработанной ранее печатной платы и сохраните её в
свою папку. Напишите выводы по результатам работы.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты исходных данных и результатов.
Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как настраиваются единицы измерений и точность?
2. Как настраиваются шаги сетки и привязки?
3. Как показать сетку на чертеже?
4. Как рисуется риска шкалы?
5. Как копируются риски шкалы?
6. Как оцифровываются риски шкалы?
7. Как зеркализируются объекты?
99
Лабораторная работа № 9
Разработка чертёжного вида
для сборочного чертежа и всех чертежей
Цель работы: приобретение навыков работы в приложении
AutoCAD, разработка вида на лицевую сторону печатной платы без
проводников.
Описание объекта исследования
Общие положения
Вид на лицевую сторону платы без проводников Silk.dwg является основным видом в сборочном чертеже (рис. 1). Вторым является упрощенный вид на плату сбоку, на котором элементы прорисовываются в виде прямоугольника с высотой, равной высоте
самого высокого элемента. Главный вид вычерчивается на основе
ранее полученного файла Silk.dxf. При его загрузке все настройки
теряются. Поэтому нужно заново установить единицы измерения
(мм), число знаков после запятой, шаг сетки и привязки (2.5 мм),
и стили размерности. Стили размерностей можно перенести из чертежа Top.dwg копированием в нём номера линии из шкалы координатной сетки и вставкой его в чертеж, открытый запуском файла
Рис. 1. Лицевая сторона платы без проводников (SILK)
100
Silk.dxf. Затем надо зачернить рисунок и проставить габаритные,
межосевые и диаметральный размеры точно так же, как и в чертеже Top.dwg. Рассмотрим это подробно на примере создания топологии лицевой стороны платы без проводников на основе файла
Silk.dxf.
Запускаем AutoCAD и загружаем файл Silk.dxf командой File
Open. Открывается пустое окно, в нижней части которого видны
две вкладки: Model и LayOut. Открываем вкладку LayOut. В новом
окне Page Setup – Layout1 выбираем единицы «мм» и нажимаем
ОК. В новом окне появляется рамка, называемая листом (Paper),
внутри которой цветное изображение лицевой стороны платы без
проводников, называемое рисунком (Model). Особенность этого
редактора в том, что можно редактировать и лист (режим Paper),
и рисунок (Model), но только порознь. Именно поэтому в нижней
строке только одна кнопка (последняя), предназначенная для
переключения режимов редактирования. По умолчанию установлен режим Paper. Вращением ролика на мышке увеличиваем лист до размеров окна редактора. Повторным нажатием на ту
же кнопку переключаем режим на Model и вращением ролика
мышки уменьшаем размер рисунка так, чтобы плата была видна
целиком.
Установка единиц измерения и простановка размеров
Сначала устанавливаем единицы измерения командой Format
Units. В поле Type появившегося окна устанавливаем Decimal вместо Engineering и точность – два знака после точки. «0.00».
Запускаем файл Top.dwg, выделяем любое число в шкале координатной сетки и жмём Ctrl-C. Переходим в файл Silk.dwg и вставляем это число в любое место чертежа. При этом все размерные
стили автоматически переносятся в файл Silk.dwg. Число удаляем
и проставляем те же самые размеры, что и в чертеже Top.dwg. Далее, в том же чертеже справа от основного вида командой Rectangle
прорисовываем вид сбоку на плату и два размера: габаритный по
высоте платы и толщину платы. Сохраняем файл для создания сборочного чертежа. Окончательный фрагмент с видами сборочного
чертежа показан на рис. 1.
Для создания чертежей используются шаблоны в виде рамок
формата А3 для схемы, деталировочного и сборочного чертежей
(рис. 2).
Упрощенные рамки формата А4 и А3 (см. рис. 2) должны быть
созданы в ходе выполнения лабораторной работы № 6.
101
Рис. 2. Имена файлов с рамками и шаблонами для чертежей
Методика создания чертежей платы и схемы
Для оформления конструкторской документации в этом цикле
лабораторных работ воспользуемся штатными рамками формата
А3 из файлов ShPlataA3.dwg, ShSborkaA3.dwg, ShShemaA3.dwg,
содержащих в основной надписи данные, соответствующие деталировочному и сборочному чертежам, а также электрической принципиальной схеме.
Методика создания чертежей и схемы проста. Запускается соответствующий файл из приложения AutoCAD 2004, дорабатывается
основная надпись (номер группы, исполнитель, наименование изделия), вставляются в рамку необходимые фрагменты с помощью
внешней ссылки (Insert/External Reference), которые масштабируются и размещаются на поле чертежа соответствующим образом.
После этого чертеж или схема сохраняются с именами, например
PlataA3.dwg, SborkaA3.dwg, ShemaA3. В рамку деталировочного
чертежа платы (см. рис. 2) вставляют виды платы сверху и снизу
(RStabilizator250810Top.dwg, RStabilizator250810Bot.dwg), а также
технические требования для чертежа платы (TabTREB.dwg). В рамку сборочного чертежа вставляем фрагменты сборочного чертежа и
технических требований для него (RStabilizator_Silk.dwg, TrebSbor.
dwg). В рамку электрической схемы вставляем только фрагмент схемы (Схема Стабилизатора.dwg). В таблице фрагмента требований
для платы (TabTREB.dwg) предварительно заменяем числа монтажных (49) и переходных отверстий (5) на значения, равные числу соответствующих отверстий на разрабатываемой плате. Покажем окон102
чательные чертежи. На рис. 3 показана заполненная рамка деталировочного чертежа. Обозначение чертежа СР.35.2201.02.1 означает
самостоятельную работу, выполненную на кафедре № 35 студентом
специальности 2201 в виде чертежа с глобальным номером 2 и локальным (среди деталировочных) номером 1.
На рис. 4–6 показаны чертежи и схема стабилизатора.
Методика вставки фрагментов в рамку внешней ссылкой
При выполнении вставки с помощью внешней ссылки любого
фрагмента, например RStabilizator250810Top, появляется окно
для указания точки вставки, масштаба и угла поворота фрагмента
(рис. 7).
Рис. 3. Правильно заполненная рамка деталировочного чертежа
Рис. 4. Деталировочный чертеж платы стабилизатора
103
Рис. 5. Сборочный чертеж платы стабилизатора
Рис. 6. Схема электрическая принципиальная платы стабилизатора
104
Рис. 7. Окно вставки для указания точки вставки, масштаба
и угла поворота фрагмента
Необходимо согласиться с указанными значениями по умолчанию и нажать на ОК. Истинное положение и масштаб нужно определять после вставки всех фрагментов, чтобы легче было гармонично изменить размеры и расположение всех фрагментов. На рис. 8
показан деталировочный чертеж со всеми произвольно вставленными фрагментами.
Рис. 8. Деталировочный чертеж
со всеми произвольно вставленными фрагментами
105
Далее выполняется масштабирование и гармоничное размещение фрагментов на поле деталировочного чертежа, показанное ранее на рис. 4. Аналогично поступаем со сборочным чертежом и схемой (см. рис. 5 и 6).
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу AutoCAD. Выполните фрагмент сборочного чертежа и всю конструкторскую документацию.
Откройте программу AutoCAD. Выполните настройку единиц,
размеров чертежа, шага сетки и привязки. Выполните фрагмент
сборочного чертёжа и сохраните его в свою папку. Откройте файл
ShPlataA3.dwg. Доработайте основную надпись (номер группы, исполнитель, наименование изделия), вставьте в рамку ваши фрагменты Top.dwg, Bot.dwg и TabTREB.dwg с помощью внешней ссылки (Insert/External Reference), смасштабируйте и разместите их
на поле чертежа гармоничным образом и сохраните чертеж в свою
папку. Поступите аналогично с остальной конструкторской документацией.
Напишите выводы по результатам работы.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты исходных данных и результатов. Сделайте выводы по результатам работы.
Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как создается сборочный фрагмент?
2. Как создается деталировочный чертеж?
3. Как создается сборочный чертеж?
4. Как создается электрическая схема?
106
Лабораторная работа № 10
Разработка перечня элементов схемы
и спецификации на сборочный чертеж
Цель работы: приобретение навыков создания текстовой конструкторской документации: перечня элементов схемы и спецификации на сборочный чертеж в виде табличных документов в приложении Microsoft Word.
Описание объекта исследования
Общие положения
Существуют табличные шаблоны в виде текстовых файлов для
перечня элементов схемы и спецификации на сборочный чертеж.
Исходные данные по перечню элементов содержатся в файле, создаваемом в схемном редакторе Schematic.exe командой File/Reports.
Для схемы, созданной в лабораторной работе № 2, таблица со списком её элементов и их характеристиками представлена на рис. 1.
Для пассивных элементов, таких как конденсаторы, резисторы и
индуктивности, полный набор характеристик элемента включает:
Рис. 1. Исходная таблица со списком элементов схемы и их аттрибутов
107
позиционное обозначение (C1, C2,…R1, R2,…L1, L2,…);
наименование (конденсатор, резистор, индуктивность);
тип (LV SMD1, TPSA,….. C2-23, C2-33,… );
номинальное значение (напряжение/мощность, номинал, погрешность в %);
обозначение технических условий (ТУ) на остальные его характеристики (АБШК.434110.050 ТУ) или ссылку на сайт производителя (http://sevastianov.simbir.ru).
Для активных элементов, таких как диоды, транзисторы и микросхемы, полный набор характеристик элемента включает:
позиционное обозначение (VD1, VD2,…VT1, VT2,…DA1, DA2,…
DD1, DD2,);
наименование (диод, транзистор, микросхема);
тип (КД210, КД521,….. КТ315, КТ361,…К140УД140В,
К1003ПП1, …..К561ИЕ10, К561ИД1);
обозначение технических условий (ТУ) на остальные его характеристики (УЖО.336.088 ТУ ) или ссылку на сайт производителя
(http://tradeinvest-msk.ru/diody_i_tiristry) (для КД210).
Группировка элементов схемы по типам и номиналам
В полученной таблице со списком элементов (см. рис. 1) каждый элемент расположен на отдельной строке. Среди элементов
сложной схемы обязательно встретятся элементы с одинаковыми
типами и номинальными значениями. Такие элементы должны
быть сгруппированы и размещены на одной строке перечня элементов. В столбце «Позиционное обозначение» они должны быть
перечислены через запятую, если у них номера не идут подряд,
или через тире (–), если их номера отличаются на единицу. Например, для резисторов R1, R4 – R7, R10 или конденсаторов C1-C4,
C6, C8.
Поэтому перед заполнением таблицы с перечнем элементов необходимо в таблице со списком элементов (см. рис. 1) выполнить
перегруппировку элементов. Для приведенной на рис. 1 таблицы
нужно сгруппировать только соединители Х1 и Х2 и сохранить
только необходимые для перечня атрибуты элементов: позиционные обозначения, типы, номиналы и ссылки на ТУ и сайты производителей (рис. 2).
После этого можно запустить файл с таблицей перечня элементов. В папке МУ_КТОП_ЭВМ на сервере находится папка Стабилизатор, в которой содержатся файлы ПЕрЭ3.doc и Спецификация.
108
Рис. 2. Упорядоченная таблица со списком элементов схемы
и их атрибутов
Рис. 3. Шаблон перечня элементов принципиальной схемы
doc с шаблонами перечня элементов (рис. 3) и спецификации на
сборочный чертёж (рис. 4).
109
Рис. 4. Начало титульного листа
с перечнем всех элементов стабилизатора
Рис. 5. Основная надпись титульного листа
с перечнем элементов стабилизатора
Заполнение шаблона перечня сведениями об элементах
схемы
Из рис. 3 видно, что элементы в перечне упорядочиваются в
порядке следования букв латинского алфавита и возрастанию номеров в позиционном обозначении элемента. Для однотипных
элементов, занимающих несколько позиций, наименование элементов и типа выносится в отдельную строку. В шаблоне перечня
семь листов. Титульный лист имеет основную надпись. После заполнения шаблона атрибутами элементов из списка для заданной
схемы остальные листы необходимо удалить, выделяя и удаляя на
каждом листе основную и дополнительную таблицы. На рис. 4 и 5
110
представлен титульный лист перечня всех элементов стабилизатора, полученный из таблицы Report/Attributes с упорядоченным
списком элементов схемы и их атрибутов, показанным на рис. 2.
Перечень составляется традиционно копированием, вставкой и редактированием данных из одной таблицы в другую. Лишние листы
из файла с перечнем элементов удаляются в два этапа. Сначала на
каждом листе выделяются и удаляются основная и дополнительная таблицы, а затем выделяются и удаляются обычным путём все
лишние листы.
Заполнение шаблона спецификации сведениями о составе
платы
Только сейчас можно составить спецификацию на сборочный
чертёж. Для этого запускается файл Спецификация.doc с шаблоном спецификации (рис. 6). В этой таблице вся информация поделена на несколько разделов: Документация, Сборочные единицы,
Детали, Стандартные изделия, Прочие изделия, Материалы.
В раздел Документация необходимо включить сборочный чертёж и схему электрическую принципиальную, на основании которых составляется спецификация. В графе Обозначение необходимо
включить их обозначения.
Рис. 6. Шаблон спецификации на сборочный чертёж
111
В раздел Сборочные единицы обычно включаются непокупные
сборки, входящие в состав проектируемого изделия. Поскольку в
плате стабилизатора нет таких сборок, данный раздел отсутствует
в спецификации.
В раздел Детали входит в нашем случае только спроектированная нами печатная плата. В графе Обозначение необходимо включить обозначение чертежа на печатную плату.
В раздел Стандартные изделия включается крепёж: винты, гайки, шайбы. В нашем случае этот раздел отсутствует в составляемой
спецификации.
В раздел Прочие изделия вставляются сведения о покупных
электрорадиоэлементах (ЭРЭ), которые перечислены в перечне
элементов схемы. Необходимо обратить внимание на порядок размещения элементов в спецификации. Он не совпадает с порядком
размещения их в перечне элементов. В спецификации элементы
размещаются в соответствии с их наименованиями. Наименования
указываются в алфавитном порядке. В нашем случае сначала указываются сведения о диоде, затем о конденсаторе, резисторе, светодиоде, соединителях и, наконец, о транзисторе.
В разделе Материалы обычно перечисляются проволока, кабели, расходные материалы, такие как припой, флюс, спирт и
Рис. 7. Спецификации на сборочный чертёж стабилизатора
112
другие необходимые для сборочно-монтажных работ материалы.
В нашем случае этот раздел отсутствует в составляемой спецификации Спецификация заполняется традиционно копированием и
вставкой необходимых данных из уже составленных таблиц и редактированием их в составляемой таблице. Лишние листы из файла удаляются в два этапа. Сначала на каждом листе выделяются и
удаляются основная и дополнительная таблицы, а затем выделяются и удаляются обычным путём все лишние листы. На рис 7–11
Рис. 8. Начало титульного листа спецификации на сборочный чертёж
стабилизатора
Рис. 9. Основная надпись спецификации на сборочный чертёж
стабилизатора
113
показаны необходимые разделы спецификации, составленной для
нашего случая.
Рис. 10. Основная надпись 2-го листа спецификации
на сборочный чертёж стабилизатора
Рис. 11. Сведения об элементах на 2-м листе спецификации
на сборочный чертёж стабилизатора
Порядок проведения лабораторной работы
Внимательно прочитайте раздел «Описание объекта исследования». Включите компьютер и запустите программу Microsoft
Office Word. Составьте перечень элементов на разработанную схему и спецификацию на сборочный чертёж платы.
114
Откройте программу Microsoft Office Word. Запустите файл с
шаблоном перечня элементов ПЕрЭ3.doc из папки Doc_на_VL14s/
МУ_КТОП_ЭВМ/Стабилизатор. Откройте текстовый файл с перечнем элементов разрабатываемой схемы. Копированием и редактированием перенесите его содержимое в шаблон перечня элементов
и сохраните его с именем Перечень_Элементов.doc. Запустите файл
Спецификация.doc с шаблоном спецификации из папки Doc_на_
VL14s/МУ_КТОП_ЭВМ/Стабилизатор. Копированием и редактированием перенесите содержимое файла Перечень_Элементов.doc
в шаблон спецификации с порядком следования элементов в соответствии с их наименованием. Сохраните файл с тем же именем.
Составьте отчёт и напишите выводы по результатам работы.
Оформите титульный лист, создайте скриншоты исходных данных и результатов. Сделайте выводы по результатам работы.
Отчёт должен содержать титульный лист, порядок выполнения
работы и скриншоты основных результатов работы, а также выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
1. Как создается исходный файл с перечнем элементов?
2. Как создается файл с перечнем элементов?
3. Как создается файл со спецификацией сборочного чертежа?
4. Какие сведения фиксируются в перечне для пассивных элементов?
5. Какие сведения фиксируются в перечне для активных элементов?
115
Контрольные задания
В качестве контрольного задания предлагается разработать на
основе импортной элементной базы принципиальную схему с дальнейшей разводкой печатного монтажа. Выполнение контрольных
работ имеет творческий характер. Все студенты начинают разработку с общих исходных данных – схемы принципиальной электрической, но варианты схем у всех разные. Последующие развитие работ характеризуется большой свободой в выборе элементной
базы и конструктивных решений, завершаются работы созданием
разводки печатного монтажа и разработкой конструкторской документации (схемы, чертежа печатной платы, сборочного чертежа
модуля на печатной плате, перечня элементов схемы и спецификации на модуль).
Рис. 1 Автомат Вечерний свет (Радио 2002 05 34)
Рис. 2 Автомат переворачивания лотков (Радио 2006 01 41)
116
Рис. 3 Автомат световых эффектов (Радио 2001 01 31)
Рис. 4 Автомат управления освещением (Радио 2004 07 39)
Рис. 5 Автомат управления стиральной машиной (Радио 2005 01 38)
117
Рис. 6 Акустический светорегулятор (Радио 2004 06 45)
Рис. 7 Анализатор логики работы дешифраторов (Радио 2002 04 20)
Рис. 8 АЦП с интерфейсом USB (Радио 2005 05 29)
118
Рис. 9 Бегущие огни с изменяемой скоростью (Радио 2006 02 48)
Рис. 10 Блок питания с микроконтроллером (Радио 2005 11 34)
Рис. 11 Блок управления синтезатором частоты (Радио 2005 11 18)
119
Рис. 12 Блокиратор межгорода (Радио 2005 03 47)
Рис. 13 Бортовой термометр-вольтметр (Радио 2001 01 36)
120
Рис. 14 Вольтметр на ICL7135 (Радио 2004 09 33)
Рис. 15 Выключатель на ИК лучах (Радио 2004 02 47)
121
Рис. 16 Генератор на PIC16F84A (Радио 2004 03 27)
Рис. 17 Генератор телевизионных сигналов (Радио 2005 06 11)
Рис. 18 Двухканальный регулятор мощности (Радио 2005 10 43)
122
Рис. 19 Двухлучевой осциллограф (Радио 2004 06 24)
Рис. 20 Делитель частоты на 3ГГц (Радио 2005 09 24)
123
Рис. 21 Диктор-информатор (Радио 2005 03 37)
Рис. 22 Домофон на микроконтроллере (Радио 2001 02 22)
124
Рис. 23 Зарядка автомобильных аккумуляторов (Радиомир 2010 03 12)
Рис. 24 Цифровой частотомер (Радио 2004 07 64)
125
Рис. 25 Звуковой автоответчик (Радио 2004 06 55)
Рис. 26 Игра «Проверь реакцию» (Радиомир 2010 01 34)
126
Рис. 27 Измеритель скорости пули (Радио 2006 03 39)
Рис. 28 Измеритель частоты, ёмкости и напряжения
(Радио 2006 01 24)
127
Рис. 29 Индикатор для проверки резонаторов (Радио 2005 02 22)
Рис. 30 Индикатор набираемого номера (Радио 2006 10 48)
128
Рис. 31 Индикатор уровня напряжения (Радио 2001 02 38)
Рис. 32 Инфракрасный датчик присутствия (Радио 2002 01 26)
129
Рис. 33 Источник бесперебойного питания (Радио 2001 06 44)
Рис. 34 Кабельный тестер (Радио 2006 02 35)
130
Рис. 35 Коммутатор телефонных линий (Радио 2005 09 46)
Рис. 36 Контроллер-синтезатор (Радио 2001 03 62)
131
Рис. 37 Корректор коэффициента мощности (Радио 2006 01 31)
Рис. 38 Лазерный_иглоукалыватель (Радиомир 2010 05 25)
132
Рис. 39 Цифровой частотомер (Радио 2002 01 60)
Рис. 40 Логарифмический индикатор (Радио 2002 01 12)
133
Рис. 41 Микрофон без проводов (Радио 2001 03 15)
Рис. 42 Микрофон с записью и воспроизведением (Радио 2004 02 66)
134
Рис. 43 Многоточечный термометр (Радио 2005 04 43)
Рис. 44 Многофункциональный телефон (Радио 2005 07 46)
Рис. 45 Многофункциональный частотомер (Радио 2002 10 26)
135
Рис. 46 Ограничитель тока в сетевом выпрямителе (Радио 2001 12 39)
Рис. 47 Определитель номера (Радио 2002 09 33)
136
Рис. 48 Частотомер-генератор-часы (Радио 2002 07 31)
Рис. 49 Охранный сигнализатор (Радио 2005 09 42)
137
Рис. 50 Охранный сигнализатор с мобильником_ (Радиомир 2010 05 21)
Рис. 51 Пеленгационная приставка (Радио 2001 10 63)
138
Рис. 52 Пироэлектрический датчик излучения (Радио 2004 07 49)
Рис. 53 Пироэлектрический сигнализатор (Радио 2006 03 40)
139
Рис. 54 Преобразователь интерфейса USB-RS232 (Радио 2005 10 27)
Рис. 55 Приёмник диапазона на 160 метров (Радио 2004 05 69)
Рис. 56 Приёмник-пеленгатор (Радио 2001 03 29)
140
Рис. 57 Пробник-индикатор (Радио 2001 03 34)
Рис. 58 Программатор с питанием от LPT порта (Радио 2004 01 29)
141
Рис. 59 Проигрыватель-приставка к ПК (Радио 2004 06 27)
Рис. 60 Пятиполосный эквалайзер (Радио 2004 12 66)
142
Рис. 61 Радиоэлектронная охрана посёлка (Радио 2002 05 30)
Рис. 62 Расходомер топлива (Радио 2001 11 32)
Рис. 63 Регистратор колебаний поверхности земли (Радио 2004 12 39)
143
Рис. 64 Регулятор вращения двигателя (Радио 2002 06 25)
Рис. 65 Регулятор мощности (Радио 2002 04 37)
144
Рис. 66 Регулятор сварочного тока (Радио 2004 10 38)
Рис. 67 Речевой информатор (Радио 2006 01 69)
145
Рис. 68 Речевой сигнализатор (Радио 2002 04 28)
Рис. 69 Светодинамическая установка (Радио 2001 03 33)
146
Рис. 70 Светодиодная матрица (Радио 2005 11 49)
Рис. 71 Сигнализатор для холодильника (Радио 2001 04 35)
Рис. 72 Сигнализатор поклёвки (Радио 2006 01 38)
147
Рис. 73 Симисторный регулятор мощности (Радио 2004 04 39)
Рис. 74 Синтезатор СВЧ (Радио 2004 01 19)
Рис. 75 Синтезатор частоты на 144МГц (Радио 2004 08 65)
148
Рис. 76 Система сбора и обработки данных (Радио 2004 04 29)
Рис. 77 Стабилизатор напряжения (Радио 2004 01 31)
149
Рис. 78 Стабилизатор с защитой по току (Радио 2006 01 28)
Рис. 79 Сторожевое устройство (Радио 2001 04 44)
Рис. 80 Счётчик времени телефонных разговоров (Радио 2005 11 39)
150
Рис. 81 Таймер-автомат (Радио 2001 01 29)
Рис. 82 Таймер-регулятор мощности (Радио 2005 12 43)
151
Рис. 83 Телефонная приставка (Радио 2006 05 42)
Рис. 84 Телефонный охранный сигнализатор (Радио 2005 01 42)
152
Рис. 85 Термостат (Радио 2006 06 43)
Рис. 86 УМЗЧ мощностью до 200 Вт (Радио 2006 01 20)
153
Рис. 87 Управление питанием телевизора (Радио 2002 07 10)
Рис. 88 Управляемый инвертор (Радио 2004 12 37)
Рис. 89 Устройство защиты от напряжений в сети (Радио 2001 08 39)
154
Рис. 90 Устройство защиты-измерения (Радио 2005 01 33)
Рис. 91 Устройство сбора данных (Радио 2004 04 29)
155
Рис. 92 Устройство управления двигателем (Радио 2002 05 28)
Рис. 93 Устройство управления инкубатором (Радио 2004 _04 30)
156
Рис. 94 Функциональный генератор (Радиомин 2010 0418)
Рис. 95 Цифровой минивольтметр (Радио 2002 11 24)
157
Рис. 96 Электронный блок зажигания (Радио 2004 09 43)
Рис. 97 Цифровой термометр (Радио 2005 03 40)
158
Библиографический список
1. Лопаткин А. В. Проектирование печатных плат ва системе
P-CAD 2001: учебное пособие для практических занятий. Нижний
Новгород, НГТУ, 2002. 190 с.
2. Разевиг В. Д. Система проектирования печатных плат ACCEL
EDA 15. М.: Солон-Р, 2000. 418 с.
3. Разевиг В. Д. Система P-CAD 2000. Справочник команд. М.:
Солон-Р, 1999. 720 с.
4. Разевиг В. Д. Система P-CAD 8.5-8.7.Руководство пользователя. М.: Горячая линия – Телеком, 2001. 255 с.
5. Стешенко В. Б. ACCEL EDA. Технология проектирования печатных плат. М.: Нолидж, 2000. 512 с.
159
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Варианты основных надписей
Рис. 1
Рис. 2
160
Приложение 2
Характеристики электролитических конденсаторов
серии LV-SMD
161
Приложение 3
Характеристики неэлектролитических конденсаторов
серии TPS
162
163
Приложение 4
Характеристики чип-конденсаторов серии МЧ
164
165
Приложение 5
Характеристики и типы кварцевых резонaторов
166
Содержание
Предисловие.............................................................................. Лабораторная работа № 1. Создание библиотеки элементов
электрической схемы.................................................................. Лабораторная работа № 2. Разработка электрической схемы............. Лабораторная работа № 3. Разработка топологии печатной платы...... Лабораторная работа № 4. Разработка символов и корпусов
микросхем................................................................................. Лабораторная работа № 5. Разработка компонентов микросхем......... Лабораторная работа № 6. Разработка основной надписи
в приложении AutoCAD............................................................... Лабораторная работа № 7. Разработка чертёжного вида лицевой
стороны платы............................................................................ Лабораторная работа № 8. Разработка чертёжного вида обратной
стороны платы............................................................................ Лабораторная работа № 9. Разработка чертёжного вида
для сборочного чертежа и всех чертежей........................................ Лабораторная работа № 10. Разработка перечня элементов схемы
и спецификации на сборочный чертеж........................................... Контрольные задания.................................................................. Библиографический список.......................................................... Приложение 1. Варианты основных надписей................................. Приложение 2. Характеристики электролитических конденсаторов
серии LV-SMD............................................................................ Приложение 3. Характеристики неэлектролитических
конденсаторов серии TPS............................................................. Приложение 4. Характеристики чип-конденсаторов серии МЧ.......... Приложение 5. Характеристики и типы кварцевых резонaторов........ 3
5
15
30
47
55
68
76
92
100
107
116
159
160
161
162
164
166
167
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
5 452 Кб
Теги
smirnova, 0b9d6041ae
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа