Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова

Кафедра электроники и микроэлектроники

Курсовой проект

по дисциплине:

«Системы автоматизированного проектирования»

Выполнил студент гр. 210106

Проверил

Завьялов. Е.А.

Магнитогорск

2013

Содержание

1. Анализ задания

2. Формирование компонентов средствами САПР конструкторско-технологического назначения

2.1 Формирование библиотек системы ACCEL EDA

2.2 Создание электрической схемы

2.3 Расчет размеров ПП

3. Конструкторско-технологическое проектирование печатного модуля с применением САПР конструкторско-технологического назначения

3.1 Формирование списка соединений

3.2 Автоматическая трассировка схемы

Выводы

Перечень использованных источников

1. Анализ задания

Вариант задания

Рисунок 1.1 - Вариант задания

Анализируя исходное задание, было определенно количество необходимых элементов, их габаритные размеры, а так же посадочные места. Прочие элементы использовались в соответствии с заданием. По итогам работы была составлена таблица, содержащая все компоненты, используемые в схеме электрической принципиальной.

Таблица 1.1 - Конструктивные параметры электрорадиоэлементов

2. Формирование компонентов средствами САПР конструкторско-технологического назначения

2.1 Формирование библиотек системы ACCEL EDA

Компоненты хранятся в библиотеках системы. Система ACCEL EDA поддерживает два вида библиотек:

- интегрированные библиотеки компонентов;

- отдельные библиотеки символов и корпусов компонентов.

Для формирования необходимых компонентов средствами САПР, изначально создаю свою библиотеку, куда буду заноситься все используемые элементы. Чтобы сформировать определённый компонент необходимо создать как символ данного используемого элемента, так и его корпус, размеры которого определила выше и занесла в таблицу 1.1. Символ компонента можно сформировать самостоятельно или же использовав уже существующую библиотеку, которую можно открыть в Symbol Editor.Однако создание символа логики микросхемы требовало иного подхода, а именно,- создание символики самостоятельно. Для этого так же использовалось приложение Symbol Editor. Рисование контура изображения символа производим при помощи команд Place/line и Place/Arc, для создания вывода символа выбираем команду Place/Pin, где устанавливаем тип и длину выводов. Для ввода текста используем команду Place/Text, при использовании закладки Place/Attribute устанавливаем атрибуты символа (RefDes и Type). После чего производим проверку правильности создания символа, используя команду Utils/Validate. Когда проверка будет успешно завершена, необходимо сохранить созданный символ в библиотеку, которая была создана заранее. Следующим этапом создания компонента является формирование его корпуса, который осуществляется в Pattern Editor. Аналогично формированию символа компонента, корпус так же можно либо создавать самостоятельно, либо использовать уже сформированный и хранящийся в библиотеке, только в последнем случае необходимо учитывать размеры создаваемого корпуса. В данном случае для конденсатора К53-1А (С4, С5) использовался уже готовый корпус, который необходимо было лишь сохранить в собственную библиотеку (то есть скопировать из исходной библиотеки P-CAD). Для конденсаторов К53-16А (С1, С2, С3) корпуса создавались самостоятельно с учетом их габаритных размеров, выписанных из справочников, для решения данной задачи использовались команды аналогичные тем, которые использовались при создании символа,- Place/line и Place/Arc, только лишь с учетом того, что контур корпуса формируется в слое Top Silk, а контакты в слое Top. Завершение создания корпуса компонента аналогично формированию символа. Для всех остальных компонентов (о которых не говорилось выше) корпуса так же создавались самостоятельно. После того как были сформированы и символы всех элементов, и их корпуса необходимо создать сам компонент, то есть как бы совместить две выше созданных составляющих компонента. Данная операция производится в Library Manager в закладке Component/New. В появившемся окне выбираем необходимый корпус, количество входящих в него элементов и символ, первоначально подключив свою библиотеку, где хранятся все требуемые, для создания печатного блока, элементы. Затем, выбрав закладку Pins View, заполняем таблицу выводов. Создав новый компонент и проверив его на ошибки, сохраняем его в своей библиотеке.

2.2 Создание электрической схемы

После настройки конфигурации графического редактора P-CAD Schematic и при наличии в библиотеке всех символов компонентов, содержащихся в заданной электрической схеме (текущем проекте), можно приступать к созданию последней. Последовательность действий при этом такова:

- Загружается графический редактор P-CAD Schematic.

- Настраивается конфигурация редактора. При настройке щелкается кнопка Edit Title Sheets, затем в заставке Titles в области Title Block необходимо щелкнуть кнопку Select, выбрать файл с готовой форматкой и щелкнуть кнопку Открыть. Закрываются все предыдущие окна. На экране появляется изображение форматки с полями.

- Загружаются нужные библиотеки командой Library Setup, добавляются их имена в область Open Libraries после нажатия кнопки Add.

- Размещаются библиотечные элементы в поле форматки выполнением команды Place/Part, и в появившемся диалоговом окне выбирается требуемый символ.

Рисунок 2.1 - Схема электрическая принципиальная

2.3 Расчет размеров ПП

После того как выполнены все предыдущие пункты, необходимо рассчитать размеры печатной платы.

Площадь печатной платы определяется следующим образом:

,

где - количество элементов -го типа;

- площадь, занимаемая элементом -го типа; - количество типов элементов.

Полученное значение используют для определения размеров печатной платы.

S_m=(180+78,5+24+216+907,46+39,25+28,26+36+1074,665+78,5+117+37,5) 1.5= 4225мм²

a*b =90*45 мм

Печатную плату изготавливаем из стеклотекстолита толщиной 2 мм. На рисунке показаны габаритные размеры печатной платы.

Рисунок 2.3 - Габаритные размеры печатной платы

3. Конструкторско-технологическое проектирование печатного модуля с применением САПР конструкторско-технологического назначения

Одним из результатов выполнения первого рассчетно-графического задания является формирование графического изображения схемы электрической. Опираясь на полученный результат, необходимо после верификации схемы, которая в свою очередь выполняется по команде Utils/Erc, произвести генерацию списка соединений.

3.1 Формирование списка соединений

Список соединений включает в себя информацию о соединении вывода компонента с определённой цепью. Данная информация используется при упаковке схемы на печатную плату, то есть при размещении корпусов компонентов на монтажно-коммутационном поле. Список соединений формируется после выполнения команды Utils/Generate Netlist, предварительно подключив необходимую нам библиотеку(Library/Setup).

Для того, чтобы оптимально разместить элементы на монтажно-коммутационное поле, необходимо сформировать так называемую таблицу смежности компонентов, которая включает в себя количество электрических связей между последними.

Таблица 3.1- Таблица смежности

После настройки конфигурации и определения всех параметров проекта можно приступать непосредственно к разработке печатной платы, открыв приложение PCB. В последнем перед размещением компонентов на плату устанавливаем шаг сетки рабочего поля, - 1.25 мм, так как компоненты имеют планарные выводы. Затем в слое Board рисуем контур печатной платы. Поскольку у нас уже существует принципиальная электрическая схема, то производим упаковку схемы на печатную плату. Последнее производится с помощью команды Utils/Load Netlist, загрузив файл списка соединений печатной платы, который был сформирован в графическом редакторе Schematic. Теперь размещаем компоненты на монтажном поле в соответствии с созданной нами ранее таблицы смежности. Результат данной работы представлен на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 - Размещение компонентов на монтажном поле

3.2 Автоматическая трассировка схемы

Сохранив полученный результат, открываем закладку Route, где выбираем необходимый нам трассировщик, в данном случае использовался Quick Route.

Рисунок 3.2 - Графический вид оттрассированной печатной платы.

Полученный результат отрассированого печатного модуля можно редактировать для его оптимизации. В данном случае некоторые трассы прокладывались вручную для уменьшения количества слоёв. Для этого удалялись уже существующие трассы между некоторыми компонентами и создавались новые, таким образом добились однослойной печатной платы, что упрощает её конструкцию, а естественно и уменьшает затраты на производство. На рисунке 3.2 представлен графический вид отрассированного печатного модуля.

Выводы

В результате работы сформирована исходная информация для изготовления печатного модуля средствами САПР конструкторско-технологического назначения.

Программные средства ACCEL EDA (P-CAD) позволяют автоматизировать весь процесс проектирования электронных средств, начиная с ввода принципиальной схемы (ПС), ее моделирования, упаковки схемы на печатную плату (ПП), интерактивного размещения радиоэлектронных компонентов (РЭК) на ПП и автотрассировки соединений, вплоть до получения конструкторской документации и подготовки информации для производства плат на технологическом оборудовании.

В результате выполнения расчетно-графического задания была сформирована исходная информация для изготовления печатного модуля средствами САПР конструкторско-технологического назначения.

Был произведён анализ элементной и конструкторско-технологической базы электрических устройств, а так же определены габаритные размеры всех необходимых элементов, включенных в исходную схему электрическую принципиальную. Сформировано графическое изображение схемы. По итогам определения посадочных мест компонентов рассчитаны размеры печатной платы.

Была произведена генерация списка соединений, которая использовалась далее при упаковке схемы на печатную плату. Разместив вручную компоненты на поле печатного модуля, произвели трассировку последнего. Для оптимизации трасс и упрощения конструкции печатной платы произвели ручную корректировку отрассированного модуля.

Была также получена управляющая программа работы на станках с ЧПУ

Для получения управляющей программы на ЧПУ использовали ПЕОМ, програмно совместную IBM PC, операционную систему Windows 95/98/NT/2000.

В результате выполнения расчетно-графического задания была сформирована исходная информация для изготовления печатного модуля средствами САПР конструкторско-технологического назначения.

автоматизированное проектирование конструкторский технологический

Перечень использованных источников

1. Конспект лекций .Лектор Плотникова З.В.

2. Лопаткин А.В. Проектирование печатных плат в системе P-CAD 2001. Учебное пособие для практических занятий. - Нижний Новгород, НГТУ, 2009.- 190 стр.

3. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования / Под ред. Р.Г.Варламова. - М.: Сов. Радио, 2005. - 480 с.

Размещено на Allbest.ru