电子线路CAD设计报告.docx

电子线路CAD设计报告课程名称电子线路CAD设计分组情况李占伟单位指导教师校内指导教师日期教师评阅与成绩（请在相应的选项中打“）序号评语等级综合评定1遵守实习实训纪律，完成全部任务实习实训态度认真，爱护实验设备实习实训思路清晰新颖，勇于创新实习实训结论正确，分析合理报告内容完整，书写整齐2遵守实习实训纪律，完成全部任务实习实训态度认真，爱护实验设备实习实训结论正确，分析较为合理报告内容完整，书写较为整齐3遵守实习实训纪律，基本完成任务实习实训态度较为认真，爱护实验设备实习实训结论基本正确，分析基本合理报告内容基本完整，书写基本合格4遵守实习实训纪律，完成部分任务实习实训态度一般，较为爱护实验设备实习实训结论部分正确，分析部分合理报告内容完整，书写基本合格5未遵守实习实训纪律，未完成任务实习实训态度较差，未爱护实验设备实习实训结论错误，分析不合理报告内容不完整，书写不合格名称电子线路CAD设计报告一、目的和要求通过本实践课程的学习，使学生掌握电子线路CAD设计软件的使用方法，使学生具备使用CAD软件绘制实际电子器件线路图的能力。要求参加实践的学生提前认真阅读任务书，按要求认真准备。在实践过程中要独立思考、独立操作、独立完成相关要求内容，有余力的学生能够设计自己感兴趣的创新实践项目。二、内容和基本理论第一部分：CAD设计基础包括CAD软件的使用方法，工程设计流程，原理图、符号库操作，PCB封装库操作，设计管理，以及常见元器件电子线路的设计等。第二部分：实例图设计。三、项目任务分工说明独立完成四、设备仪器、工具、材料电脑、立创EDA五、步骤和过程第一部分：立创CAD软件绘图基础，主要包括：（1）软件使用方法（2）原理图设计（3）PCB设计（4）仿真设计（5）实例图设计第二部分：实例图设计。包括：0.96寸OLED电路设计、ESP8266物联网电路板设计。1、0.96寸OLED电路设计具体步骤如下：一、电路设计规划这个实验设计了一个OLED显示器电路。首先显示器引出了30个引脚。它们的功能分别是：引脚序号符号功能1N.C.(GND)保留引脚。在防静电保护电路2C2P电容2正端3C2N电容2负端4ClP电容1正端5ClN电容2负端6VBATDC/DC转换器电源引脚7N.C.保留引脚8VSS逻辑电路接地端9VDD逻辑电路电源端10BSO通信协议选择端O11BSl通信协议选择端112BS2通信协议选择端213CS#芯片选择引脚14RES#复位引脚15D/C#数据/命令控制引脚16R/W*读/写选择引脚17E/RD#读/写允许引脚1825DOSD7数据输入/输出引脚26IREF亮度调节电流参考端27VCOMHCOM信号输出高电平电压28VCCOEL板供电29VLSS模拟地30N.C.(GND)保留引脚。在防静电保护电路二、创建工程文件新建工程。在界面的主菜单中执行“文档”-“保存”命令，然后在工程下就有原理图文件了。三、绘制元件（一）绘制OLED原理图库原理图库的绘制，并不需要遵循引脚的顺序来放置，可以按照引脚连线的方便性来绘制。只需要引脚序号和封装库的序号对应就可以。（二）绘制OLED封装库绘制封装库，需要清楚OLED实物的引脚大小和间距。OLED引脚的大小是2mm*0.4mm,间E巨是0.7mn四、绘制原理图电源电路设计SSD1306的电源有两种，分别是；VCC：显示屏工作电压；VDD：逻辑电路工作电压。VCC的工作电压比较高，但是有两种供电方式：第一种是外部给VCC供电，电压范围为8.59.5V;第二种是使用SSD1306的内部DC/DC电路生成的电压对VeC进行供电，供电范围为7.07.5V°一般的系统的工作电压是3.3V或5V,所以电源电路设计采用SSD1306的内部DC/DC设计VeC由内部的DC/DC电路供电，只需要给VBAT与VDD供电，供电电压为3.3V。确定了供电的电压为3.3V后'为了能兼容5V,系统电路设计了一个LDe）电路，可以将5V稳压成3.3V给SSD1306供电。这样既能兼容3.3V输入也能兼容5V输入。通信方式选择电路设计通信方式的选择，是由BSO、BSlBS2这三个,引脚确定的。我们选择IlC通信方式，所以要把BSO和BS2接低电平，BSl接高电平。通信接口电路设计模块的通信方式为串行通信方式,需要用到的通信相关的接口有DO、Dl.D2和D/C#,根据数据手册中的描述，其他没有用到的数据接口引脚必须接地。在设计中.把DO、Dl引脚引出作为与MCU的通信接口，把DO与Dl分别接一个上拉电阻，D2与Dl短接。因此IIC通信方式只需要4根线（VCC、GND、SCL、SDA）就可以与MCU实现通信。复位电路设计使用内部DC/DC电路在上电后需要把RES#引脚保持低电平至少3us时间才能使SSD1306复位。根据RES#的复位特性，在模块中设计一个RES#上电复位的电路。整体电路图五、绘制PCB原理图转PCB检查一下原理图中的元器件，是否都添加了正确的封装。在原理图中.单击选中任何一个元器件，然后在界面右侧的“封装”文本框中再单击，弹出“封装管理器”窗口。在“封装管理器”窗口中，可以把所有元器件都加载好封装。PCB布局选中自动生成的PCB边框，然后按DeIete键删除，由自己画边框，然后给电路板的四个角上各放了一个直径为2mm的圆孔，边框和安装孔画好以后，开始给边框里面放置元器件。PCB布线元器件布局完成，就可以开始PCB布线了，布线结束后，将进行覆铜操作，覆铜操作后，会把所有GND都连接在一起。2、ESP8266物联网电路板设计具体步骤如下：一、电路设计规划ESP8266物联网电路板主要由主控芯片、下载电路、电源电路、传感器接口、显示器接口等几部分组成。主控芯片自然是ESP8266,它除了是一个WiFi芯片，还是一个处理器。下载电路用于给ESP8266下载程序。电源电路用于给电路板中的各个芯片供电。传感器接口用于连接各种传感器，实现物联。显示器接口用于显示需要的信息。二、创建工程文件三、绘制元件绘制ESP-12F模组执行“文档”-“新建”-“原理图库”命令，新建原理图库文件。分别使用绘图工具悬浮窗口中的“矩形”“引脚”“线条”工具进行绘制。模组的外边框使用“矩形”工具，在右侧的矩形属性面板中设置矩形的颜色为红色，矩形的填充颜色为黑色。“引脚”工具的电气连接点放到矩形边上，引脚的颜色设置为白色。黄色的天线,使用的是“线条”工具，在线条属性面板中，可以设置颜色、粗细等。 绘制MINI-USB元件分别使用绘图工具悬浮窗口中的“矩形”“引脚”“线条”工具，绘制出如图所示的MINl-USB原理图库。在矩形属性面板中，可以设置矩形的圆角半径。 绘制CH340C元件执行“文档”“新建”“原理图库”命令，新建原理图库文件。执行“文档”“保存”命令，在弹出的对话框中，把标题修改为CH340C,其他的不用修改，然后单击“保存”按钮。使用“矩形”和“引脚”工具绘制。GNDVCCTXDR232RXDRTS#V3DTR#D+DCD#D-RI#XIDSR#XOCTS#四、绘制原理图电源电路模块设计计算机上的通用USB接口是USB-A型接口，一般是4个引脚，即电源线VCC、GND线、D+和D数据线。计算机USB接口的电压是5V左右，我们的电路板上需要使用3.3V电源，所以还需要使用一个5V转3.3V的稳压芯片。另外，还要在电路中加入开关、指示灯。最后的原理图如图所示。ESP8266模块设计ESP8266是整个电路板的核心，主要考虑的，就是它与外围模块的引脚对应连接关系。RST：复位引脚,需要外接复位电路。复位电路由一个10k电阻和IoOnF的电容构成。EN：模块使能引脚，接高电平，使能模块。这里，我们直接把这个引脚通过一个10k0电阻接到3.3V,让模块始终处于高电平状态，始终处于使能状态.VCC：电源引脚，接3.3V。TXD>RXD：串口通信引脚，与CH340C的RXD和TXD交叉连接，用于串口下载程序和串口通信。线路中串入300Q的电阻，用来保护引脚。IO0JO2JO15：这三个引脚控制着模块的运行状态。ADC：模拟转数字输入引脚。用来测量外部模拟电压，可以接入电压输出型传感器。SDA>SeL：IIC通信引脚。1.ED：LED指示灯控制引脚。CS>SCK、MOSI:SPI通信引脚。GPIOx:通用输入/输出口。下载电路模块设计下载电路如图，非常简单，只需要CH340C加一个电容。电容的作用是给VCC电源引脚滤波，以保证CH340C芯片正常工作。网络标号CH340JXD、CH340_RXD连接到了ESP8266模块。USB_D+,USB_D-连接到MINI-USB口。V3引脚连接3.3V。VCC引脚连接3.3V,GND引脚接地。其他引脚不用接。普通的USB转TTL芯片，一般都需要接晶振电路，不过，由于CH340C内部自带晶振电路，就不需要在外部再添加了。1F50V口一5U28913 2CtB4(R) 3Jl-1N !也 J>+5GNDVCCTXDR232RXDRTS#V3DTR#D+DCD#DRI#XIDSR#XOCTS«CH340C用户LED指示灯电路模块设计1.ED指示灯由GPI04控制，低电平点亮LED,高电平关闭LEDo这个LED的状态，在我们做应用时自己定义功能，在调试程序时非常有用。OLED接口电路模块设计OLED显示器采用IIC通信方式与ESP8266进行连接。这个接口在PCB上，是一个4引脚的单排母，原理图上，可以直接用基础库中的4PlN接口，也可以自己做一个OLED的原理图库。DHTll接口电路模块设计这块电路板可以接各种模拟和数字传感器，为了调试方便，我们单独做一个温湿度传感器DHTll的接口。DHTll是单总线传输的传感器，只需要一个I/O口就可以。我们选用GPI05作为DHTU传感器的数据引脚。I/O口电路模块设计为了方便插接各种类型的传感器，我们需要把ESP-12F上的引脚引出来，以2.54mm排针的形式展现，方便接插杜邦线与传感器连接。I/O口引出，采用就近原则，从ESP-12F的两边引出，左面一排，右面一排。I13V3TTESPTxDESP-RxDGPi6«出忖4GP100OiSe五、绘制PCB原理图导入PCB首先把原理图中没有添加封装的元器件找到，然后给这些元器件添加元件库。单击原理图中的任何一个元器件，然后在界面右侧属性面板的“封装文本框中单击，就会弹出原理图的“封装管理器窗口。在原理图设计界面，执行主菜单转换一“原理图转PCB命令，PCB文件就生成同时，在该PCB当中自动生成了一个PCB边框，元器件也已经摆放到了PCB设计界面里。PCB布局用“导线”“圆弧”等工具在边框层绘制一个边框。边框画好后，就可以按照图示依次把元器件放入。PCB布线覆铜