МЕТОДУКАЗАНИЯ_по_PCAD2004_каф35_140111_Рис

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАТ В ПАКЕТАХ PCAD и AutoCAD

Методические указания к лабораторным работам

Санкт-Петербург 2010

УДК 621.396

Составитель: О.Л. Смирнов

Рецензент:

Доцент, кандидат технических наук Соловьёв Николай Владимирович

Методические указания предназначены для студентов специальностей «Проектирование и технология электронных средств», «Лазерные системы в ракетной технике», «Информатика и вычислительная техника», «Радиотехника», «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», выполняющих лабораторный практикум на дневном и вечернем факультетах, а также слушателей факультета повышения квалификации преподавателей.

Подготовлены к публикации кафедрой микро- и нанотехнологий аэрокосмического приборостроения по рекомендации методической комиссии факультета интеллектуальных систем управления и нанотехнологий СанктПетербургского Государственного университета аэрокосмического приборостроения.

©	Санкт-Петербургский

Государственный университет аэрокосмического приборостроения

Подписано в печать	Формат 60х84 1/16.	Бумага
тип.3
Печать офсетная.	Усл.печ.л.	Уч.-изд.л.

2

Тираж 100 экз.		Зак. №	Бесплатно
	Ротапринт СПбГУАП		Санкт-Петербург,

ПРЕДИСЛОВИЕ.

Радиоэлектроника и вычислительная техника используется 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 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 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.

-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.

Представленный в данном методическом материале цикл лабораторных работ предназначен для студентов радиотехнических и вычислительных специальностей, обучающихся на кафедре микро- и нанотехнологий аэрокосмического приборостроения ГУАП.

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.

3

Каждая работа заканчивается контрольными вопросами, позволяющими провести самоконтроль и укрепить теоретические знания и практические навыки.

Библиографический список включает учебные пособия и научно-техническую литературу, предназначенные для более глубокого изучения дисциплины.

4

Лабораторная работа №1.

Создание библиотеки элементов электрической схемы.

Цель работы: приобретение навыков работы при работе в программе P-CAD Library Executive, создание библиотеки схемы копированием готовых элементов из стандартных библиотек.

1.Описание объекта исследования.

1.1Общие положения

Система P-CAD 2004 состоит из редакторов схем, плат, символов (условнографических обозначений элементов на схеме), корпусов и библиотек элементов, а также трассировщиков проводников. 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

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 выводами. 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

5

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, то-есть проводники проводятся по точкам сетки, то при шаге сетки 2.54 мм

Рис. 2. Рабочее поле менеджера библиотек 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 ратным. 2.5 мм. Либо нужно редактировать это расстояние в символах отечественных элементов.

6

Рис. 3. Электрическая схема стабилизатора напряжения 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.

1.2. 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 (см. рис.4).

7

Рис. 4. Создание библиотеки для схемы стабилизатора напряжения

Затем можно приступить к копированию элементов схемы командой Library Copy (см. рис.5). В поле Destination Library указывается созданная библиотека, а в поле Source Library указывается библиотека резисторов.

Рис. 5. Диалоговое окно копирования элемента.

Рис. 6. Окно завершения копирования элемента.

1.3. 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.

8

Появится окно завершения копирования (см. 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//

Рис. 7. Окно копирования конденсатора.

9

Рис. 8. Окно копирования стабилитрона

и корпус (pattern) этого конденсатора. Выше конденсаторов типа LV_SMD (для поверхностного 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. 9. Окно копирования светодиода.

10