Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Апреля 2014 в 23:09, курсовая работа
Курсовой проект по дисциплине «Основы компьютерного проектирования и моделирования РЭС» предусматривает для студентов возможность самостоятельного проектирования радиоэлектронных устройств и оформления конструкторской документации с использованием современной компьютерной техники.
Пояснительная записка к курсовому проекту включает в себя:
-обоснование выбора проектируемого устройства;
-моделирование устройства в приложении Multisim;
-создание библиотеки компонентов схемы и проектирование печатной платы в пакете программ P-CAD;
На этом создание посадочного места компонента окончено, осталось создать библиотеку компонентов и записать его туда. Библиотека создается командой Library\New. Далее сохраняем посадочное место командой Pattern\Save As.
Проделанную работу покажем в виде иллюстраций:
Рис. №6 – контур компонента и контактные площадки.
Рис. №7 – добавление атрибутов и задание точки привязки символа.
После создания всех посадочных площадок в соответствии с их документацией получаем библиотеку с посадочными местами:
Рис. №8 – библиотека с записанными посадочными местами.
Создание символа элемента
Для создания компонента необходимо привязать посадочное место к какому либо УГО (УГО – Условно Графическое обозначение, далее – символ компонента). В случае резистора МЛТ-0.125 необходимо нарисовать символ резистора в соответствии с ГОСТ (соотношение сторон 4 к 10). Для этого запускаем приложение Symbol Editor и начинаем рисовать контур символа в виде прямоугольника. В данном приложении работа осуществляется не по слоям, а в обычном режиме, поэтому за рабочим слоем следить не надо. После прорисовки прямоугольника непосредственно на стороны прямоугольника присоединяем два контакта. Задаем точку привязки символа и добавляем атрибуты компонента. В результате получаем следующий символ:
Рис. №9 – символ резистора МЛТ-0.125.
В ранее созданную библиотеку записываем все символы всех компонентов. При этом для микросхемы CD4011A создаем не обычный символ, а четыре вентиля, так как данная микросхема - вентильная. Также в работе пригодится символ GND – земля. Его создаем примерно таким же способом как и остальные, с одним лишь исключением – присоединяем к символу один контакт вместо двух (питание задается отдельным символом).
В результате получаем список символов компонентов в библиотеке:
Рис. №10 – библиотека символов компонентов.
Для контрольно-курсовой работы использовались две библиотеки, однако приводить список символов и посадочных мест компонентов второй библиотеки не будем.
Создание компонента в Library Executive
Данное приложение позволяет объединять между собой символы элементов и их посадочные места. В результате можно создать компонент, будь то конденсатор или же интегральная микросхема со множеством выводов. Для наглядности приведу пример создания компонента микросхемы CD4011A, так как это был наиболее трудный компонент.
Открыв программу Library Executive, вызываю команду Component\New из строки меню. Далее подключаю свою библиотеку и начинаю выбирать посадочное место DIP14 и символ вентиля микросхемы. В данной ИС содержится четыре вентиля по три вывода в каждом плюс два вывода, отведенные на питание. Все данные о расположении выводов и соответствующих им вентилей берем из технической документации к изделию – datasheet. Документация практически на все элементы является общедоступной, найти ее можно в интернете.
Рис. №11 – выбор посадочного места и символа компонента из подключенной библиотеки.
Рис. №12 – вид одного из вентилей микросхемы CD4011A.
Рис. №13 – посадочное место DIP14 из стандартной библиотеки.
Рис. №14 – нумерация выводов готовой CD4011A.
Два контакта – 7 и 14 – это выводы для питания микросхемы. Так как в вентилях микросхемы не были созданы дополнительные соединения – в Library Executive присваиваем данным контактам тип PWR. Это означает, что при проверке компонента на правильность не будет выскакивать каких либо ошибок, связанных с этими контактами.
Библиотека, заполненная компонентами, выглядит следующим образом:
Рис. №15 – заполненная библиотека.
При создании компонента его необходимо сохранить в библиотеку. Это делается командой Component\Save As. После выполнения данных операций можно считать, что мы создали полную библиотеку компонентов детектора. Далее можно приступать к созданию принципиальной электрической схемы.
Создание принципиальной электрической схемы
Приложение Schematic разработано для создания принципиальных электрических схем. Оно позволяет сократить время работы над созданием платы, а также создать список соединений, который пригодится при автоматической (или ручной) трассировке.
Перед началом работы настраиваем рабочее поле в соответствии с конфигурацией предыдущих приложений. Далее подключаем созданную библиотеку компонентов и начинаем добавлять компоненты на рабочий лист.
При добавлении символа компонента на рабочее поле мы получаем простое графическое обозначение. Чтобы проставить номинал – дважды щелкаем на элементе и изменяем значение поля Value. Нумерация компонентов производится в автоматическом режиме по мере их добавления на рабочее поле. В итоге после проведения всей указанной работы получаем принципиальную электрическую схему детектора:
Рис. №16 – схема, собранная в Schematic.
Эффективная работа – залог быстрого выполнения поставленных задач. Для того чтобы исключить трату времени на соединение компонентов в приложении PCB создадим лист соединений. Эта команда является доступной даже в случае наличия ошибок в схеме, однако, при выявлении ошибок их можно будет исправить в ручном режиме.
Команда Utils\Generate NetList создает лист соединений, который мы будем импортировать в приложении PCB.
Трассировка платы
Загрузим лист соединений в приложение PCB командой Utils\Load NetList. После выполнения данной операции на рабочем поле видны все компоненты из приложения Schematic.
Однако расположение компонентов не соответствует нормальному, поэтому изменим его. Сначала нарисуем контур платы. Данная операция выполняется командой Place Board OutLine. Размер печатной платы детектора 60 на 40 мм. Это довольно маленькая площадь для расположения подобного количества компонентов, но, так как при создании схемы мы руководствуемся технологическими требованиями для третьего класса точности, такая площадь подойдет.
Нарисовав контур платы начинаем перетаскивать компоненты в ее внутреннюю область. Данная операция важна, так как она определяет удобство пайки, отвечает за эстетичный вид платы, а также играет важную роль при трассировке.
Рис. №17 – вид платы после расположения компонентов.
После того, как компоненты заняли свои места, вызываем команду Route\Autorouters. В появившемся окне выбираем приложение Situs и запускаем его. Настройку данной программы производили лишь по нескольким пунктам – изменили дюймовую систему измерений на метрическую и выставили ширину дорожек, равную 0.3 мм. Данная ширина подходит для нашего класса точности изготовления и соответствует минимально-допустимой ширине для протекания токов по проводнику в схеме детектора сигнала телефона.
Рис. №18 – рабочее окно Situs.
Трассируем плату командой Route All после задания настроек трассировки. Получается довольно красивая схема расположения проводников:
Рис. №19 – верхний слой печатной платы.
Рис. №20 – нижний слой печатной платы (вид снизу).
На плате можно заметить отверстия для сверловки – они выставляются в редакторе печатных плат PCB. Стиль отверстий для сверловки задаем произвольно. На данной печатной плате диаметр отверстий для сверловки составляет 4.2 мм.
Готовый проект нужно сохранить. После сохранения файл печатной платы легко запускать и редактировать, так как в нем уже содержится вся необходимая информация.
Заключение
В современном мире все чаще приходится сталкиваться с разработкой новых электронных устройств. Приобретенные навыки расчета подготавливают инженеров-радиотехников к выполнению подобного рода задач.
При выполнении курсового проекта мы изучили основные навыки работы с САПР P-CAD, Мультисим, научились создавать полный комплект технической документации к радиотехническим изделиям. Все расчеты были проведены согласно техническим требованиям к схеме и в соответствии ГОСТ.
Список литературы
Информация о работе Основы проектирования и конструирования РЭС