电子线路CAD设计项目化教程

概述............................................................................................................................................................................ 1 0.1 PCB基础知识............................................................................................................................................... 1 0.1.1 印制电路板的概念................................................................................................................................ 1 0.1.2 印制电路板的组成................................................................................................................................ 2 0.2 电子产品设计的一般流程........................................................................................................................... 2 0.3 元件类型....................................................................................................................................................... 5 项目一 单管放大电路设计............................................................................................................................. 6 1.1 项目概述....................................................................................................................................................... 6 1.2 设计数据库及文件创建基本操作............................................................................................................... 6 1.3 原理图编译器界面简介............................................................................................................................. 10 1.3.1 菜单栏.................................................................................................................................................. 11 1.3.2 工具栏.................................................................................................................................................. 11 1.3.3 管理窗口.............................................................................................................................................. 13 1.3.4 文件标签.............................................................................................................................................. 13 1.3.5 工作窗口.............................................................................................................................................. 13 1.4 单管放大电路原理图的绘制..................................................................................................................... 15 1.4.1 放置元件及布局.................................................................................................................................. 15 1.4.2 修改元件属性参数.............................................................................................................................. 17 1.4.3 绘制导线.............................................................................................................................................. 18 1.4.4 放置电源对象...................................................................................................................................... 20 1.4.5 ERC校验............................................................................................................................................. 20 1.4.6 生成元件清单...................................................................................................................................... 22 1.5 元件封装..................................................................................................................................................... 25 1.6 PCB编译器界面简介................................................................................................................................. 28 1.6.1 菜单栏.................................................................................................................................................. 29 1.6.2 工具栏.................................................................................................................................................. 30 1.6.3 管理窗口.............................................................................................................................................. 30 1.6.4 印制电路板的层.................................................................................................................................. 31 1.7 单管放大电路的PCB设计........................................................................................................................ 33 1.7.1 修改元件封装与创建网络表.............................................................................................................. 33 1.7.2 加载网络表.......................................................................................................................................... 35 1.7.3 PCB布局............................................................................................................................................. 40 1.7.4 PCB布线............................................................................................................................................. 43 1.7.5 其它操作.............................................................................................................................................. 48 项目总结.............................................................................................................................................................. 49 实践训练.............................................................................................................................................................. 50 项目二 直流稳压电源电路设计.................................................................................................................. 53 2.1 项目概述..................................................................................................................................................... 53 2.1.1 整流滤波电路的工作原理.................................................................................................................. 54 2.1.2 三端固定稳压器和三端可调稳压器.................................................................................................. 55 2.1.3 整流桥和整流二极管.......................................................................................................................... 56 2.2 直流稳压电源电路原理图绘制................................................................................................................. 57 2.2.1 自定义元件的原理图符号.................................................................................................................. 58 2.2.2 原理图绘制.......................................................................................................................................... 62 2.3 自定义元件封装......................................................................................................................................... 64 2.3.1 10uf小电解电容封装设计................................................................................................................. 64 2.3.2 发光二极管的封装设计...................................................................................................................... 69 2.3.3 整流桥封装设计.................................................................................................................................. 71 2.3.4 稳压器封装设计.................................................................................................................................. 72 2.3.5 接口封装设计...................................................................................................................................... 74 2.4 直流稳压电源电路的PCB设计................................................................................................................ 75 2.4.1 添加元件封装库.................................................................................................................................. 75 2.4.2 封装修改.............................................................................................................................................. 78 2.4.3 精准的PCB对称布局........................................................................................................................ 80 2.5 PCB设计中的一些技巧............................................................................................................................. 83 2.5.1 焊盘补泪滴.......................................................................................................................................... 83 2.5.2 布线规则设置...................................................................................................................................... 84 项目总结.............................................................................................................................................................. 85 实践训练.............................................................................................................................................................. 85 项目三 8051红外遥控控制电路................................................................................................................. 89 3.1 项目概述..................................................................................................................................................... 89 3.2 8051红外遥控接收电路原理图设计........................................................................................................ 91 3.2.1 加载元件库.......................................................................................................................................... 91 3.2.2 自定义元件.......................................................................................................................................... 93 3.2.3 绘制电路原理图.................................................................................................................................. 93 3.3 8051红外遥控接收电路PCB设计........................................................................................................... 94 3.3.1 自定义元件封装.................................................................................................................................. 94 3.3.2 8051红外遥控接收电路PCB设计................................................................................................... 95 3.4 带总线的原理图绘制................................................................................................................................. 97 项目总结.............................................................................................................................................................. 98 实践训练.............................................................................................................................................................. 99 项目四 47耳放设计...................................................................................................................................... 101 4.1 项目概述................................................................................................................................................... 101 4.2 47耳放电路原理图绘制.......................................................................................................................... 102 4.2.1 复合式元器件.................................................................................................................................... 102 4.2.2 自定义复合式元器件........................................................................................................................ 106 4.3 47耳放的PCB设计................................................................................................................................. 108 4.3.1 自定义元件封装................................................................................................................................ 108 4.3.2 47耳放的PCB设计......................................................................................................................... 109 4.3.3 音频电路PCB走线中的一点接地.................................................................................................. 110 项目总结............................................................................................................................................................ 110 实践训练............................................................................................................................................................ 111 项目五 TDA2030 2.1音频功率放大器................................................................................................. 114 5.1 项目概述................................................................................................................................................... 114 5.2 2.1音频功率放大器原理图绘制............................................................................................................. 115 5.3 自定义元件封装....................................................................................................................................... 115 5.3.1 电位器的封装设计............................................................................................................................ 115 5.3.2 TDA2030的封装设计...................................................................................................................... 116 5.4 2.1音频功率放大器PCB设计................................................................................................................ 117 5.4.1 双面PCB工艺简介.......................................................................................................................... 117 5.4.2 双面PCB设计基础.......................................................................................................................... 118 5.4.3 过孔布线处理.................................................................................................................................... 120 5.4.4 TDA2030 2.1音频功率放大器PCB设计....................................................................................... 121 项目总结............................................................................................................................................................ 122 实践训练............................................................................................................................................................ 122 项目六 CH341A下载器设计.................................................................................................................... 125 6.1 项目概述................................................................................................................................................... 125 6.2 认识SMT元器件..................................................................................................................................... 125 6.2.1 SMT电阻.......................................................................................................................................... 126 6.2.2 SMT电容.......................................................................................................................................... 127 6.2.3 SMT二极管...................................................................................................................................... 128 6.2.4 SMT三极管...................................................................................................................................... 128 6.2.5 SMT集成电路封装.......................................................................................................................... 129 6.3 自定义SMT元件封装............................................................................................................................. 130 6.3.1 SMT晶振的封装设计...................................................................................................................... 130 6.3.2 SMT单列接口封装.......................................................................................................................... 131 6.3.3 SMT类型的USB母座封装............................................................................................................ 132 6.4 CH341A下载器PCB设计...................................................................................................................... 133 6.4.1 修改元件封装.................................................................................................................................... 133 6.4.2 创建网络表并在PCB文件中加载.................................................................................................. 133 6.4.3 PCB布局布线................................................................................................................................... 134 项目总结............................................................................................................................................................ 135 实践训练............................................................................................................................................................ 135 项目七 8051红外遥控接收电路(基于Altium Designer软件).................................................... 138 7.1 Altium Designer软件中的工程创建........................................................................................................ 138 7.2 自定义元件............................................................................................................................................... 141 7.3 Altium Designer软件中的原理图绘制基础............................................................................................ 145 7.3.1 原理图文件的创建与保存................................................................................................................ 145 7.3.2 元件放置及属性修改........................................................................................................................ 147 7.3.3 电路连接............................................................................................................................................ 148 7.4 自定义元件封装....................................................................................................................................... 149 7.4.1 新建PCB封装库文件...................................................................................................................... 149 7.4.2 修改元件封装名称............................................................................................................................ 150 7.4.3 绘制元件封装.................................................................................................................................... 151 7.5 元件封装的修改与自定义封装的使用................................................................................................... 157 7.5.1 修改元件封装.................................................................................................................................... 157 7.5.2 使用自定义封装................................................................................................................................ 161 7.6 Altium Designer软件中PCB设计基础.................................................................................................. 164 7.6.1 创建PCB文件.................................................................................................................................. 164 7.6.2 从原理图导入PCB........................................................................................................................... 165 7.6.3 绘制PCB的机械层边界.................................................................................................................. 167 7.6.4 设置特殊元件的位置........................................................................................................................ 168 7.6.5 元件布局............................................................................................................................................ 169 7.6.6 PCB规则设置与PCB布线............................................................................................................. 173 7.6.7 3D显示.............................................................................................................................................. 177 项目总结............................................................................................................................................................ 178 实践训练............................................................................................................................................................ 179 综合实训.............................................................................................................................................................. 181 实训1 50 W音频功率放大器设计................................................................................................................ 181 实训2 全对称耳放设计................................................................................................................................. 182 实训3 Solo耳放电路设计............................................................................................................................. 184 实训4 出租车里程速度计电路设计............................................................................................................. 185 实训5 TC9012红外遥控发射电路............................................................................................................... 185 实训6 STK4182厚膜功放............................................................................................................................. 186 实训7 简易计算器......................................................................................................................................... 187 实训8 LME49600扩流耳放设计.................................................................................................................. 188 附录1 Protel 99SE快捷操作................................................................................................................... 189 附录2 扩展阅读............................................................................................................................................. 191 参考文献.............................................................................................................................................................. 192