Protel DXP实用教程 教学课件 作者 赵景波 第八章.ppt

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1、第八章综合实例本章主要内容方案分析设计新的原理图器件绘制原理图了解层次原理图分析报表建立新的器件封装绘制印制板图前面已经分别介绍了原理图及印制板图的绘制方法以及在制作过程中需要注意的问题。不过，由于前面章节只是零零碎碎地介绍了这些基本知识，因此还需要用一些具体实例将这些知识贯串起来，使读者对整个印制板设计流程有一个清晰而具体的整体认识。在本章中，将通过设计一个信号采集仪的综合实例来完整地设计一块印制板图，帮助读者真正从整体上掌握使用ProtelDXP设计印制板的全过程。8.1总体方案分析假定手头正好有这样一个项目，要求设计一个采集仪，那么要怎

2、样才能开始动手设计呢？首先需要弄清楚项目对这个采集仪有什么更具体的要求，只有这些要求具体化了，才能根据这些要求来确定采用什么样的方式采集数据、什么样的方式显示数据、如何通信等。这些具体的要求同时也就决定了电路设计的复杂程度、电路板的形状和大小、如何装配等很具体的问题。通常来讲，设计者首先要了解以下各种信息，以确定如何设计电路，得出一个总的设计方案。8.1总体方案分析一、安装方式设计任何一种电路，第一步需要了解的就是安装方式方面的要求。有的产品对于产品的体积、外形没有太高的要求，这种情况下，印制板的形状和大小没有太多的限制条件，设计者可以只考虑如何

3、完成电路要求的功能，如何将印制板电路布通，而不必多考虑印制板的外形、面积因素。当然并不是说可以随便将板子画到非常大，一般来讲，能够实现布局合理，板上器件和走线分布均匀，电路的电气性能能够得到保证的电路板才是最合适的。没有特殊要求的情况下（例如安装孔已经事先确定），从成本的角度考虑，印制板面积越小越好。8.1总体方案分析一、安装方式有些产品则由于外形和体积已经事先确定好了，则对安装方式有非常严格的要求，甚至留给印制板的是一块不规则的空间。这个时候就必须精打细算，充分利用各种手段，例如合理化布局、多层印制板等，有时候甚至不得不在板上通过焊接航空导线来

4、连接未布通的电路连线。不论是出于什么原因，对于一个硬件设计者而言，在自己设计的印制板上焊接导线都是一件非常痛苦的事情。确定了安装方式之后，就确定了印制板的形状和最大可能面积以及定位孔的数目和位置，也间接影响到电路的设计。8.1总体方案分析二、电气性能要求电气性能的要求包括很多方面的内容。这些要求决定了原理图设计的全部内容。包括电路功能设计、电路芯片选型等。有时候，哪怕只是将要求提高了一点点，电路设计方案就会被全部推翻重来。对采集仪来讲，用户比较关心的电气指标一般有以下几个。（1）数据采集通道数，是指采集仪可以采集多少路信号。不同应用情况下，要求采

5、集的通道数是不一样的。一般情况下，会比用户要求的通道数多留几路以备用。（2）信号采集精度及速度。这一指标往往决定了采用何种微处理器，是否能使用微处理器片内的A/D转换器，如果使用片外A/D，需要什么型号的A/D等。8.1总体方案分析三、接口要求采集到的数据是否保存。这决定了选用何种类型的处理器以及是否需要片外存储器。如果需要使用片外存储器，需要多大容量以及选择哪种类型的片外存储器。（1）如何显示数据。是采用7段数码管配合小键盘显示结果，还是采用液晶显示屏配合小键盘显示结果，或者采用上下位机通信的方式直接在上位机上显示结果，显示部分是固定在面板上还

6、是印制板上。（2）电源方式。是采用外部电源，直接通过接插件将电源引入，还是将电源模块集成到主电路板上，直接引入220V交流电源。8.1总体方案分析此外可能还有一些其他特殊要求，比如采用何种接插件、选用何种封装的器件等。不同的设计方案意味着原理图的设计思路不同，也就意味着印制板电路的复杂程度不同。假定用户提出了如下的要求，那么应该如何设计电路呢？设计要求如下：要求采集两路传感器信号。数据精度不低于1/1000。采集速度每100ms一次。要求带液晶显示以及和计算机之间串行通信接口。要求印制板为“280mm×200mm”左右。8.1总体方案分析当然正规

7、的设计要求书不会如此简单，不过为了尽快进入正题，这里就简要给出这样一份设计书。如果用户将要求细化到这一步，我们虽然不能完全确定方案，但也可以开始动手准备了。第1步：确定选用的微处理器。由于要求每100ms转换一次，一般的微处理器片内A/D转换器都能满足这一要求，因此不再考虑速度的问题。要求1/1000的转换精度，也就是说模拟信号数字化以后最少需要1000个Lsb的范围，10位A/D转换器最大可以表示1024个Lsb，即可满足不低于1/1000的要求。常用的微处理器中，Intel公司的“8Xc196kc”系列可满足这一要求。“8Xc196kc”系列

8、片内集成了10位A/D转换器，最多可以采集8路模拟输入。8.1总体方案分析第2步：确定使用片内程序存储器还是片外程序存储器。如果使用片外