《电子线路CAD》课程设计论文-声控LED电路的设计.doc

《电子线路 CAD》课程论文题目： 声控 LED 电路的设计 11 电路功能和性能指标电路功能：随着音乐或其它声音的响起，LED 灯便跟随着声音的节奏（声音的快慢大小）闪亮的动起来在焊接成功后，您可感受到声音与光的美妙旋律组合 电路原理：声控 LED 旋律灯电路由电源电路、话筒放大电路、LED 发光指示电路组成，电源采用两节 5 号电池MIC 将声音信号转化为电信号，经C2 耦合到 Q1 放大，放大后的信号送到 Q2 基极，由 Q2 推动 LED 发光，声音越大，LED 亮度越高2 原理图设计2.1 原理图元器件制作图 1步骤：新建一个默认的原理图库文件，执行 File New Library Schematic Library 并将其保存，然后执行 Tools Rename Component 将绘制的元器件名称改为 LED 然后点击 OK进入元器件的绘图界面在第四象限画出 LED 的图形，画好后将编辑属性和名称，并给其封装然后点击 OK 就完成了如图 1 所示22.2 原理图设计图 2原理图的设计步骤：新建一个 PCB 项目文件并命名为声控 LED 保存，然后新建一个原理图命名为声控 LED 进入绘图环境，在元器件库文件中找到极性电容，电阻，电池，三极管 9014，用线将他们连接起来。

如图 2 所示图 3编译原理图执行 Project Compile PCB Project 声控 LED.PRJPCB 弹出两个面板Messages 和 Navigator显示 Messages如图 3 所示3图 4生成项目元器件库，点击声控 LED 原理图，然后打开右下角的 SCH SCH Library 就可以了如图 4 所示42.3 原理图报表图 5生成原理图的网络表，先选中原理图文件，在执行 Design Netlist For Project系统自动生成 Protel 网络表如图 5 所示网络表的作用为 PCB 设计提供元器件信息，管脚连接关系信息及必要仿真操作信息，是联系原理图和 PCB 的桥梁例如图中第一个方框 BT 的相关信息，即名称为 BT，封装形式为 BAT-2，描述为 Battery5图 6元器件清单，在 Reports 下拉菜单选中 Simple BOM 自动生成材料清单如图6 所示3 PCB 设计3.1 元器件封装制作6图 7制作封装的步骤： 先建一个元器件封装库点击 project 目录下的 Libraries 在显示的界面下添加两个标号的焊盘，并且双击改他们的大小，然后在用线划出一个矩形框，结果如图 7 所示。

3.2 PCB 设计图 8PCB 设计步骤：先建立一个 PCB 文件并命名为声控 LED，然后点击Mechanical 机械层划物理边界，在切换到电气层 Keep-Out Layer 划电气边界或者利用向导创建 PCB，点击 Files 打开 New from template 内单击 PCB Board Wizard 利用向导设计板的大小，形状，板层，过孔类型，导线的宽度，和最小间距等等，最后点击 Finsh 完成 PCB 的制作如图 8 所示设置电源线和地线的宽度：打开导线宽度 Width 对话框在左侧 Width 点击右键，选择 New Rule 打开新的对话框在 where the first object matches 选择 NET 网络类型，单击 AII 下拉菜单从列表中选择 VCC，在 Constraints 区域中设置导线宽度7图 9生成项目的封装库：打开声控 LED 的 PCB 文件执行 Design Make PCB Library，然后打开 PCB Library 面板就可以看到了如图 9 所示8图 10PCB 的工作面板，如图 10 所示3.3 PCB 设计后处理9图 11PCB 补滴泪操作：执行 Tools Teardrops 在弹出的对话框中均采用默认设计，然后单击 OK 即可进行补滴泪操作。

效果如图 11 所示图 1210图 13敷铜操作：单击 PCB 工作界面下的工作标签 Top Layer，单击 PCB 布线工具栏上的敷铜按钮，或执行 Place Polygon 均采用默认参数，将 Connect to Net 设计为 GND 同时勾选 Remove Dead Copper 单击 OK 用十字光标划一个框出来效果如图 12 所示，在切换底层重复上述操作效果如图 13 所示图 1411图 15图 16生成 PCB 信息报表：执行 Reports Board Information 命令弹出对话框，有 3个区域分别如图 14，图 15，图 16 所示12图 17生成网络状态表：执行 Reports Netlist Status 命令生成状态表如图 17 所示4 心得体会通过这次的印刷电路板设计的学习，我遇到了许多问题例如：1 生成的印刷电路板图与电路原理图不相符，有一些元件没有连上这种情况时有发生，问题出在原理图上，原理图看上去是连上了，但画图不符合规范，导致未连接上不规范的连线有： ①连线超过元器件的断点； ②连线的两部分有重复 解决方法是在画原理图连线时，应尽量做到： ①在元件端点处连线； ②元器件连线尽量一线连通。

2．在印刷电路板设计中装入网络表时元器件不能完全调入原因有： ①印刷电路板封装的名称不存在，致使在封装库中找不到； ②封装可以找到，但元件的管脚名称与印刷电路板库中封装的管脚名称不一致 ③原理图中未定义元件的封装形式还有就是查找并设置元器件，必要时自己动手绘制元器件库，进行原理图的绘制，生成网络表生成 PCB 文件1）新建 PCB 文件，并且设置相应的工作环境2）载入原理图以及元器件封装库，并且进行新元器件封装的编辑和保存将所绘制的原理图文件导入，生成相应的 PCB 文件3.PCB 版图的布局1）画出 PCB 电气边界框，将所用 PCB 文件进行自动布局，再进行手动布局调整132）设置布线规则，进行自动布线，接着进行手动布线修改，完成整个电路板的设计4． 设计电路原理图原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求美观根据以上所述的电路原理图设计步骤，两级放大器电路原理图设计过程如下：(1) 启动原理图设计服务器进入 2004，创建一个数据库，执行菜单 File/New 命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。

双击文档图标，进入原理图设计服务器界面2) 设置原理图设计环境执行菜单 Design/Options 和 Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等3) 装入所需的元件库在设计管理器中选择 Browse SCH 页面，在 Browse 区域中的下拉框中选择Library，然后单击 ADD/Remove 按钮，在弹出的窗口中寻找 2004 子目录，在该目录中选择 Library＼SCH 路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneous devices ddb，TI Databook 库等，单击 ADD 按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中4)放置元件根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的 Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好5)原理图布线利用 2004 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图6)编辑和调整利用 2004 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。

7)检查原理图14使用 2004 的电气规则，即执行菜单命令 Tool/REC 对画好的电路原理图进行电气规则检查若有错误，根据错误情况进行改正8) 生成网络表网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/Create Netlist 可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表经过以上的步骤，完成了两级放大电路原理图的设计体会最深的是学东西不会的就要问、要自己思考、要多练习，这样才可以学的更多；要想制作出好的电路图除了要有制图软件的帮助还要手动去完善；要想学的精，还要多查资料，自己钻研5 参考文献[1] 刘会衡. 印刷电路板设计实用教程——Protel 2004 SP4. 四川：西南交通 大学出版社. 2016.[2] 陈兆梅.Protel 2004 SP2 印刷电路板设计实用教程.2 版.北京：机械工业出版社.2012.[3] 薛楠.Protel 2004 原理图与 PCB 设计与实用教程.北京：机械工业出版社.2012.[4] 谭世哲.Protel 2004 电路设计基础与典型案例.北京：电子工业出版社.2007.[5] 陈学平.Protel 2004 快速上手. 北京：人民邮电出版社.2005.。