CAD 设计报告

第一篇：CAD 设计报告

CAD 设计报告

中南大学本部门口十字路口缓解交通压力设计

目

录

一、前言------------------3

二、设计之前的准备---4

三、设计过程-------------7

四、遇到的问题---------12

五、心得体会------------13

一、前言 1．CAD简介

AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。.dwg文件格式成为二维绘图的事实标准格式。

AutoCAD的基本功能有平面绘图、编辑图形、三维绘图。由于它的功能强大，它的应用领域也很大在，工程制图：建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工等等。在工业制图：精密零件、模具、设备等。在服装加工：服装制版。在电子工业：印刷电路板设计。

AutoCAD还广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域。

本次设计将利用 AutoCAD2007设计解决中南大学门口的道路交通问题。简答的来说就是用 AutoCAD设计出地下通道或是天桥，所设计的天桥或地下通道既可以减少交通事故的发生，又可以使行人安全的过马路。2．中南大学本部门口的交通概况

中南大学在河西的大学城中，虽然不如河东那里的热闹，但也非常的繁华。因为这里有一个特殊的群体——大学生，而且人数很多。中南大学本部门口的十字路口又是学生往来于本部、升华公寓、南校区、新校区的交通要到，在早中晚的高峰时期，人与车的流量更是多，尤其是在通往中南大学本部的路口更严重，那里的高峰期总是在堵车，所以还会有交警在高峰期指挥车辆的行驶，那么交通安全问题必然会引起重视，由以上总结得出，设计地下通道或天桥是有必要的。

二、设计之前的准备

由于没有测量工具，只是估算了需要的数据，再通过上网、书籍等工具完善数据的不精确，尽量减少较大的偏差。校本部门口是丁字路，都为四车道，从网上了解到一条车道宽度大约3.75米，通过简单计算，宽度差不多为15米，而校门里面那条路较窄。鉴于经济成本、施工进度等问题，觉得建立四个出入口较为合理。之后记录相关数据，设计出简图，由于对CAD三维制图不是很了解，于是通过课堂和视频书籍来学习软件。首先掌握OUTOCAD的绘图环境设置及绘图命令的操作。

具体要求：

1.绘图环境及单位的设置； 2.工具栏的设置；

3.绘图命令的输入方式及坐标的输入方式； 4.图层特性管理对话框设置；

5.点、直线、参照线、圆、圆弧、矩形、多边形、椭圆命令的使用；

6.“正交”模式、“对象捕捉”模式及“对象追踪”等命令的使用；

7.等分点的绘制； 8.图案填充命令HATCH； 9.pline命令的使用。

掌握OUTOCAD的绘图编辑的操作。

具体要求：

1.复制“copy”、删除“delete”命令； 2.打断“break”命令，修剪“trim”命令； 3.阵列“array”命令使用；

4.区域填充命令“solid”的使用及“可见点”格式设置； 5.镜像“mirror”，等分点“divide”及直线“拉长”命令使用； 6.非连续线型的设置“ltscale”； 7.倒角fillet、偏移offset命令的使用。

掌握OUTOCAD的文本输入与尺寸标注的操作。

具体要求：

1.文本的输入与编辑； 2.图块的创建； 3.尺寸的标注； 4.尺寸标注的编辑。

掌握OUTOCAD的图形的输出操作。

具体要求： 1． 2． 3． 4． 5．

掌握OUTOCAD三维作图的方法。

具体要求：

1.掌握用户坐标系UCS用法； 2.掌握三维作图简单命令； 3.掌握三维编辑和实体编辑； 4.掌握三维动态观察器的使用方法； 5.掌握视图的用法； 6.掌握视口的使用方法；

掌握OUTOCAD的综合和设计能力。模型与图纸的切换；

打印绘图设备与打印图纸的选择； 打印输出比例的调整； 图形在图纸空间的布局； 打印输出。具体要求：

1.合适的图层设计； 2.结合实际工程绘制图形； 3.文本说明和标注； 4.图框和图签设计；

5.按要求打印输出。

三、设计过程

首先我现在CAD经典模式下绘制基本图线，规定了图形界限，在格式中设置单位为毫米。由于数据值较大，利用缩放全部使图纸全部显示在窗口中。然后建立图层，共12个图层，并进行设置，分别用来绘制不同的部分。

首先绘制出基本图线，确定绘图范围，在命令栏中输入相对坐标精确数值。利用捕捉、圆角、矩形等基本功能。

绘制雨棚，如图为右视图。绘制时，用一个长方体和一个圆柱体进行差集得到。在调整圆弧的位置。

利用三维建模中的平面曲面设置雨棚样式，使其更加美观。

在制作出入口时，画出护栏及扶手，作为雨棚的承载体。利用阵列、镜像等功能完成。

在作图时，为了更加方便快速，我利用了“块”功能，将雨棚、扶手、楼梯等进行块创建，然后利用镜像功能添加了其余三个出入口。

做好整体后，对通道进行“挖通”，在俯视图中绘制矩形，进行三维拉伸，在等轴测图中调整其位置，最后通过“差集”去除长方体，“并集”组合每个挖去的部分，使之成为整体。调整三维视图，进行观看，如图为后视图。由相关规定得到地面到地下通道顶为2.5米，楼梯一阶宽30cm高15cm，楼梯分为两部分每部分各有18阶（由相关规定查得）。从升华到本部的长廊也就是地下通道的宽4m高3m。我所画的地皮厚8m长56m。

在视觉样式中选择 真实，三维视图中选择西南轴测图，观看整体效果。

在最后，新建布局，会自动同步生成图像，可以作为平面图，并进行标注。通过mspace 和 pspace 调整内容大小和布局大小。

四、遇到的问题

在准备阶段，由于没有精确的测量工具，所以相关数据只能通过估测、上网查找专业知识、查阅图书等条途径解决。

在作图过程中，遇到了不少问题，在大二上学期仅仅接触过二维制图的部分内容，对三维不是很了解，在运用一些功能，比如对面域的掌握、欧拉法则等不是很熟练，在与同学交流之后，渐渐进步了一些，学会利用各个角度绘制图画，创建需要的图层方便了绘制过程。

五、心得体会

在这次的AutoCAD设计中，我不仅了解和掌握了AutoCAD的部分功能，并利用其完成了这次设计，从一开始的无从下手，到最后喜欢上这款软件，很高兴有机会去学习，这也为我以后的工作打下基础。AutoCAD是一个被广泛使用的软件，也在渐渐的被各行业接受和利用。它让我在设计中越来越有兴趣和信心去做出此设计。

最后，我想对老师说声谢谢，感谢老师的教导。

第二篇：电路CAD设计报告

河南机电高等专科学校

电路CAD设计报告

电路CAD设计报告

一、设计目的

课程设计以电子线路CAD软件设计原理为基础，重点在硬件设计领域中实用的电子线路设计软件的应用。掌握电子线路设计中使用CAD的方法。为后继课程和设计打下基础。通过电路设计,掌握电子线路CAD软件Altium Designer10的操作使用方法，能够应用该软件设计印刷电路板，了解印制板电路的结构，制造工艺，熟悉基本设计规则和设计流程，熟悉制板流程。

二、设计步骤

1.选择好SCH，PCB等文件的名字（用英文，数字），加上扩展名。选择好保存位置.2.原理图.按电路功能模块画好图，元件，和线的画法应让人很容易看清楚原理。尽量均匀，美观，元件里面不要走线，注意不要在管脚中间走线，因为这样是没电器连接关系的。最好不要让两个元件管脚直接相连，画完后可以自动编号（特殊要求例外），然后加上对应标称值，最好把标称值改为红色，粗体，这样可以和标号区分开。最好把标号和标称值放在合适位置，一般左边为标号，右边为标称值，或上面为标号，下面没标称值。过程中习惯性保存

3.制作PCB元件库

对于标准库和自己的常用库里面没有的元件封装进行制作，要注意画俯视图，注意尺寸，焊盘大小，位置，号，内孔大小，方向，（印法好量尺寸）。名字用英文，容易看为好，最好有标明对应的尺寸，以便下次用时查找（可以使用名字和对应尺寸对应的表格形式保存）

4.生成网络表.在原理图里面加好封装，保存，ERC检查，生成元件清单检查。生成网络表。

5.建立PCB选择好公制，捕获和可见删格大小，按要求设计好外框（向导或自己画），然后放好固定孔的位置，大小（3.0mm的螺丝可以用3.5mm的内孔焊盘，2.5的可以用3的内孔），边缘的先改好焊盘，孔大小，位置固定。添加好需要用到的库。

6.布局

调用网络表，调入元件，修改部分焊盘大小，设置好布线规则，可以改变标号的大小，粗细，隐藏标称值。然后先把需要特殊位置的元件放好并琐定。然后根据功能模块布局，（可以用SCH里面选择过度到PCB里面选择的方式），一般不用X，Y进行元件的翻转，而是用空格旋转，或L键，（因为有些元件是不能翻转的，如集成块，继电器等）。对于一个功能模块先放中心元件，或大元件，然后放旁边的小元件，（比如集成块先放，然后放直接和集成块两管脚直接相连的元件，再放和集成块一个管脚相连的元件，而且类似的元件尽量放在一起，比较美观也要考虑后面连线的方便性）。当然一些特殊关系的元件先放，比如一些

滤波电容和晶振等需要靠近某些元件的先放好。还有会干扰的元件先整体考虑要 离远点。高低压模块要间隔

6.4mm以上。要注意留出散热片，接插件，固定架的位置。一些不能布线的地方可以用FILL。还要考虑散热，热敏元件。电阻，二极管的放置方式：分为平放与竖放两种 7.布线

先设置好规则里面的内容，VCC，GND 大功率等大电流的线可以设置的宽点（0.5mm-1.5mm），一般1mm可以通过1A的电流。对于大电压的线间距可以设置大点，一般1mm为 1000V。设置好了，先布VCC，GND 等一些比较重要的线。注意各个模块的区分。对单面板最好可以加一些条线。加过孔，不一定横平竖直，集成块的焊盘间一般不走线，大电流的宽线可以在 solder层画上线，以便后面上锡；走线用45度角

8.手工修改线：修改一些线的宽度，转角，补泪地或包焊盘（单面板必须做），铺铜，处理地线。

9.根据需要，不是所有器件都要按标准封装，可以是跨接或立的焊接。

10..在印制板布线时，应先确定元器件在板上的位置，然后布地线，电源线。在安排高速信号线，最好考虑低速信号线。元气件的位置按电源电压，数字模拟，速度快慢，电流大小等分组。安全的条件下，电源线应尽量靠近地。减小差摸辐射的环面积，也有助于减小电路的交扰。

三.设计结果

1.电路原理图

2、PCB图

四、设计总结

通过这次电路CAD训练使我对Atium Designer10有了一定的认知和了解，学会了一些基本的操作。这次实训中，我掌握了很多学习方法和内容。让我真正明白不论是实习实验还是课程设计等我们应该在老师的带令领下学习，结合自我学习思考，去认真完成每一项任务。在制作过程中，我每完成一个图就像CAD的历史一样，一步步前进，从最基本的开始，由浅入深，慢慢的去探索。每完成一个图时，我能感觉到自己内心的兴奋。渐渐的，我也对CAD产生了浓厚的兴趣，空余时间常在网上找关于CAD的一些资料，进行进一步的学习。最重要的是这次的实训也给我们敲响了警钟，对于专业技能，专业知识我们的认知还是微不足道的，必须努力地去学习。

第三篇：福州大学电子线路CAD设计报告

《电子线路CAD》设计报告

学生姓名：学生学号：指导教师：日

期：

___ ________ _________ __________

2015年1月5日

目

录

1、课程设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

2、设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

3、问题解决„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

4、设计体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 参考书目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

一、课程设计目的

本课程设计是《电子线路CAD》的实践课程，使学生正确掌握电子线路设计与仿真软件Altium Designer的电子线路原理图绘制、PCB图设计。通过电路设计，掌握硬件设计中原理图设计、器件布局、等硬件设计的重要环节。

二、设计步骤

3.1总体操作流程

1.打开Altium Designer 09，文件——新建——工程——PCB工程，新建后，保存工程到指定文件。如图1：

图1 2.给工程添加原理图、PCB：鼠标选中，右键，给工程添加新的——Schematic，则在工程下就会出现xx.SchDoc的文件名，如图1中所示。

3.在左侧页面双击工程项目下的原理图，主页面则显示原理图界面。

4.绘制原理图。从系统自带的库中找元件，如图2。可用鼠标双击元件，即可选中元件。库中找不到的元件可以自行建立原理图库文件，绘制元件，具体步骤下面说明。可用

工具栏上的图标快接连线画图，如图3。原理图超出图纸时，可通过设计——文档选项——标准类型，重新定义图纸大小。图4为原理图绘制结果。

图2

图3

图4 5.从原理图生成PCB。

1查看，工具——封装管理器，确定每个元件都带有封装，若有文件未封装，可通○过弹出的对话框中，如图4，点击添加——浏览，从已有的PCB库中寻找封装。

图5 2生成PCB,设计——Update Pcb Doucment Pcb1.PcbDoc。在弹出的对话框中，依次生○效更改、执行更改、只提示错误，若无错误，则PCB导入成功。

6.画PCB。布板时，各元件之间尽量布置整齐、紧凑，为后面的布线带来方便。图

5、图6为布线、敷铜后的PCB图。

图5

图6

3.2建立原理图库与PCB文件。

绘制继电器原理图以及元件库里找不到的元件：新建——库——原理图库；建立PCB库元件，绘制继电器的PCB封装以及封装库里找不到的封装：新建——库——PCB。

继电器原理图

继电器封装

3.3题目要求

1使原理图中的元器件编号按“从左到右，从上到下”的顺序自动排列： ○工具——注解，弹出如下对话框，选择编号顺序方式，更新。

解

图6

2在原理图中一次性把所有电阻的封装改为AXIAL-0.4，阻值改为10K： ○ 打开封装管理器，用Ctrl+鼠标左键，选中所有电阻，统一改变封装。

3设定PCB布线规则：电源线和地线的最大、最小、最优线宽分别为60、20、40mil，○其它线的最大、最小、最优线宽分别为30、10、20mil.A．打开，设计——规则，弹出如下对话框，选中Width，可在对话框右侧改变线宽规则，如下图。

B．设计——规则向导——下一步，鼠标选中，修改规则名称。

选择规则应用于多条线，如下图。

点击每条线的下拉框，可以选择不同的线。

规则添加完后，则会在设计——规则——Width中添加新的规则，如下图，在对话框的右侧即可改变线规则的线宽大小。

三、问题解决

设计过程中常遇到的问题和注意事项：

1在设计过程中，记得随时保存，防止死机，防止在从原理图导入PCB的过程中出现○错误。

2生成PCB图时，常出现未知的元件、线，原因是由于误操作在原理图中出现多余的○元件和线。

3注意防止器件编号重复，避免出现不易查出的错误。○

四、设计体会

这次的课设设计，学会了许多，主要体现在：

1、完成课程设计的质量明显提高。

由于这次的课程设计有充足的时间，再加上前几次的课程设计所积淀下来的经验，以及老师悉心的指导，有力地指导了这次课程设计的进行，提高了这次课程设计任务的质量和速度，进一步地增强了自己完成任务的能力，巩固了所学的理论知识。

2、独立完成任务能力增强。

几个人集体完成任务，必然存在弊端的，尤其体现在合作的分工不明确和对任务的消极怠工。这次课程设计独立地进行，从头至尾，完全独立地操作，增强了独立完成任务的能力，一定程度地摆脱了依赖和消极怠工。

3、增强了搜索资料的能力。

很显然，任何的实践活动，都不可能闭门造车，是必须去吸取前人的实践经验，这就要求在课程设计的过程中，从网络上，从图书馆，借寻相关资料书籍，向他人请教等，有力地指导课程设计。

参考书目：

［1］江思敏，胡烨，《原理图与PCB设计教程》，机械工业出版社

第四篇：电子时钟电子CAD设计报告

电子电路CAD课程设计

流水灯

内 容 摘 要

《电子线路CAD Protel》是一门实践性要求很高的课程，学生需要通过上机实习和设计环节巩固所学知识，进而综合运用所学知识针对不同的用户需求设计开发，实践是非常重要的教学环节。鉴于目前的设备及我国CAD软件的流通性，本课程以PROTEL软件为主体，介绍其基础知识、设计流程及设计方法等问题。学完本课程应使学生掌握原理图及印刷电路板图的编辑、输出、网表生成、检查、分析及建立新原理图、印刷电路板图库等。通过实习学生可以独立实现电路原理图和印刷电路板的设计,为今后在工作中的实际应用打下较为坚实的基础。

本篇课程设计主要以学习为目的。主要通过对Z80存储器板卡的原理图、PCB电路板的绘制达到学习Protel电子CAD的目的，让我们对电子线路CAD Protel 有感性的认识，然后通过上机操作、实践，加深、理解设计原理,掌握Protel的设计技术：了解并掌握用protel软件绘制简单电路图;掌握用protel软件设计库元件;掌握

一般电子线路PCB图设计。

目录

一、封面……………………………………………………1

二、内容摘要………………………………………………2

三、目录……………………………………………………3

四、原理图设计……………………………………………4

五、功能描述………………………………………………5

六、PCB板的绘制…………………………………………6

七、设计中遇到的问题……………………………………8

八、心得体会………………………………………………9

九、参考文献………………………………………………9

四、原理图设计

4.1、原理图设计步骤：

（1）进入Protel99 SE，创建一个数据库，选择菜单File/New命令，双击框中原理图服务器（Schematic Document）图标，建立原理图设计文档，进入原理图设计界面。

（2）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Protel99 SE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，Miscellaneous Devices Ddb，Protel Dos库等，单击ADD按钮，即把元件库增加到元件库管理器中。

（3）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，按Space旋转元件位置，再用电器线将个元件连接好同时对元件进行编号、封装和设定。

（4）选择菜单Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。如果有错误，根据错误情况进行改正。

4.2、原理图如下：

五、功能描述

主要功能：

1.C1和C2及Y1组成晶振电路。

2.C3和按键S4及电阻R12构成复位电路。

3.R1到R8给8个LED供电，当P1口的某个角为低电平时，与之对应的LED灯就会亮。4.P1口做为AT89C51的输出口。

六、PCB板的绘制

利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路板比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。

手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。6.1、PCB板的绘制一般步骤：

（1）选择菜单File/New命令，双击框中PCB设计服务器（PCB Document）图标，建立PCB设计文档，进入PCB设计界面。（2）选择菜单Design/Add/Remove Library，在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，PCB Footprint。

（3）布线规则是设置布线的各个规范：通过Design—Rules进行设置安全间距、走线层面和方向、过孔形状、走线线宽等a.双面板制作b.VCC和GND线宽为30mil,c.其它走线宽度为15mil。d.过孔为外径30mil，内径为25mil（4）选择菜单Design/Load Nets，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表.net文件，如果没有错误，单击Execute，也可在Sch原理图菜单

Design—Update Pcb进行，如果出现错误提示，必须更改错误。（5）调整元件封装，合理布局。Protel99 SE既可以进行自动布线也可以进行手工布线，但是一般要手工布线，那样才能符合特定要求以及避免一些电器规则出错

（6）最后做一次电器规则检查Tools工具—DEC 如果有错误则必须更改好，直到最终的PCB板完整做好。6.2、PCB板图

七、设计中遇到的问题

本次课程设计中，遇到最难处理的问题是制作PCB板原理图的最后阶段，不能很好处理布线问题，总是出现绿点。

八、心得体会

为期一个星期的课程设计，我认真仔细地设计电路原理图，期间遇到一些问题，在自己查资料和同学的帮助下，都很好的解决了。这次课程设计让我对DXP等软件地使用更加熟悉了，也进一步加强我的动手能力。通过这次课程设计，我意识到了在制作PCB板的步骤过程中，我还有很多东西不够扎实，以后还有必要很好地去学习这方面的缺欠。

九、参考文献

（1）Protel入门与提高（人民邮电出版社）

第五篇：电子线路CAD设计报告

电子线路CAD课程设计报告

数码管显示器的设计

专业：电子信息科学与技术

班级：2013级2班 姓名：李荣琳 学号：201301051220 指导老师：宋戈

电子通信与物理学院 日期：2016 年1 月6 日

指导教师评语

目

录

第一章 绪论...........................................................................................2 第二章 设计内容...................................................................................3 2.1设计目的....................................................................................3 2.2设计任务....................................................................................3 第三章 原理图设计...............................................................................4 3.1 总体电路原理框图....................................................................4 3.2 各功能模块的设计....................................................................4 3.2.1振荡回路...........................................................................4 3.2.2 计数和数据选择回路......................................................5 3.2.3 译码显示回路..................................................................8 3.3 总体电路原理图......................................................................10 第四章 PCB板图设计.........................................................................11 4.1 布线与布局.............................................................................11 4.2 本设计PCB板图......................................................................12 第五章 总结.........................................................................................13

数码管显示器的设计

第一章 绪论

Altium Designer是Altium公司于2004年推出的电路设计软件版本，该软件能实现从概念设计，顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据的管理。当前比较流行的Protel 98、Protel 99 SE和ProtelDXP，就是它的前期版本。

本设计主要用到的软件时Protel DXP2015，Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。

本次设计就是要用Protel DXP软件，画出一个完整的原理图，并且生成仿真印刷电路板，提高自己的动手能力。

数码管的设计

第二章 设计内容

2.1设计目的

本次课程设计的主要目的是从整体上对Protel DXP有更深入、全面的了解，并对印刷电路板的整体设计有一个更为清晰的认识，进一步熟悉运用Protel DXP设计印刷电路板的全过程。同时也对之前所学的内容进行巩固，熟悉掌握原理图的绘制，网格表文件的生成，以及PCB的设计知识，包括印刷电路板设计时的系统参数设置，PCB的规划，网格表文件的加载，元器件的布局，电路板的布线以及最后的调整和敷铜。

2.2设计任务

（1）、设计电路，使数码管能自动依次显示出数字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9(奇数列)，0、2、4、6、8（偶数列），0、1、2、3、4、5、6、7、0、1(音乐符号序列)；然后再从头循环；

（2）、打开电源自动复位，从自然数列开始显示。

2.3设计要求

（1）、按照老师的要求，熟悉实验原理，在Protel DXP软件中，完成对数码管显示电路的设计。

（2）用DXP软件画出原理图，并仿真出印刷电路板，熟悉电路板的加工工艺。

（3）、印刷电路板布线时应该排列居中并且紧凑，大小适中，互相干扰的元器件不能放在一起，尽量使用较宽的线，尤其是电源线和地线。

数码管的设计

第三章 原理图设计

3.1 总体电路原理框图

图1 总体电路原理框图

3.2 各功能模块的设计

电路共分为振荡电路，计数和数据选择回路，译码显示回路三个部分。

3.2.1振荡回路

555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

图2的脉冲回路就是由555定时器构成的多谐振荡电路。电源接通时，555的OUT脚输出高电平，同时电源通过R1R2向电容c1充电，当c1上的电压到达555集成电路TRI脚的阀值电压（2/3电源电压）时，555的DIS脚把电容里的电放掉，OUT脚由高电平变成低电平。当电容的电压降到1/3电源电压时，OUT脚又变为高电平，同时电源再次经R8R9向电容充电。这样周而复始，形成振荡。

脉冲宽度计算公式：Tw ≈ 0.7(R1+RW+R2)C 震荡周期计算公式：T≈ 0.7(R1+RW+2R2)C 经计算得，R8约为289Ω，R9约为578Ω。

数码管的设计

图2 振荡电路部分

其中1脚为CON脚，2脚为TRI脚，3脚为OUT脚，4脚为VCC脚，5脚为RST脚，6脚为THR脚，7脚为DIS脚。

3.2.2 计数和数据选择回路

计数电路是由74LS160和74LS161两个计数器组成。74LS160用来产生0~9的十进制数作为74LS153数据选择器的输入，74LS161作为二进制的计数器，低两位输出作为数据选择器的地址选择，循环产生00,01,10,11进而控制了74LS153数据选择器的输出，使数码管按照要求产生循环数列。

把第一个74LS153的1C1置1（产生奇数），把第一个74LS153的1C2置0（产生偶数），把第二个74LS153的2C3置0（产生音乐符号序列），通过改变外部的输出，我们可以得到想要的序列。

数码管的设计

图3 计数和数据选择回路

74LS160 是十进制计数器，只能记十个数，从0000-1001（0-9）。到9 之后再来时钟就回到0。CLK是时钟，RCO 是输出，MR是复位，低电频有效，LOAD是置数信号，当它为低电平时，在时钟作用下，读入D0到D3。正常工作时ENP和ENT接1。D0到D3是置数端，Q0到Q3是输出端。图4为74LS160的引脚图，表1是74LS160的真值表

数码管的设计

图4 74LS160引脚图

表2 74LS160真值表

从74LS160真值表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。

74LS153的引脚图见下图6。1G、2G为两个独立的使能端；B、A为公用的地址输入端；1C0～1C3和2C0～2C3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Y1、Y2 为两个输出端。

数码管的设计

① 当使能端1G（2G）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Y＝0。② 当使能端1G（2G）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码B、A的状态，将相应的数据C0～C3送到输出端Y。

如：B A＝00 则选择CO数据到输出端，即Y＝C0。B A＝01 则选择C1数据到输出端，即Y＝C1，其余类推。

图5 74LS153引脚图

表2 74LS153真值表

3.2.3 译码显示回路

数码管的设计

图6 译码显示回路

本电路采用的数码管是八段共阴极数码管，DP脚接地，其他引脚用74LS48译码器进行驱动，电路正常工作后就会产生要求的数列。

计数器用来产生十进制计数，其输出信号加到译码输入端，经译码后可以在输出端产生所需的控制信号。本电路计数器译码器采用74LS48，译码驱动电路如图。它们分别为可预置4位二进制同步可逆计数器和八选一数据选择器。电路的工作原理是不规则时钟脉冲信号加到计数器74LS160的计数向上引脚，计数器自然忘序递增计数，其输出端Qd，Qc，Qa，Qb按自然忘序递增到1000时，由于清除和Qd相连接当Qd为1时计数器清零然后又重复递增计数，不断循环进行。而计数器的输出端Qc，Qa，Qb接到74LS153的输入端，在Qc，Qa，Qb的作用下它们的每一种组合方式对应于输出端的一个引脚状态。在任意时刻只有一个端口为高电平其余端口均为低电平。而且这种变化同样是按照自然递增的顺序循环执

数码管的设计

行。根据这种结果，可以把每一路输出用以控制半导体数码管从而可以达到循环显示数字的目的。7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能。

3.3 总体电路原理图

图7 总体电路原理图

数码管的设计

第四章 PCB板图设计

4.1 布线与布局

原理图设计好以后，新建一个PCB并保存，然后单击Design/Update PCB Documents生成新的PCB。生成的PCB见图8。

图8 PCB布线前图

接着对元器件进行布局和布线，要求要紧凑整齐，互相干扰的元器件要保持距离，布完线要对电源线和地线进行加粗处理。

图9 PCB布线后图

数码管的设计

4.2 本设计PCB板图

再对PCB板图进行最后的处理，并且放置走线，敷铜，最后完成的见PCB板图见图10。

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图10 完成的PCB板图

数码管的设计

第五章 总结

通过这次课程设计，我想我对于电子线路CAD这一门课程有了更深入、全面的了解，并对印刷电路板的整体设计有一个更为清晰的认识，更熟悉了Protel DXP设计印刷电路板的全过程，同时也对之前所学的内容进行巩固。

不过在设计过程中也是遇到了很多的问题，比如元器件的封装问题，一开始库不全的时候有些元器件比如74LS系列的都找不到，更别说封装了，当库的功能越来越大的时候元器件的问题就解决了，如果实在有些器件找不到也可以自己画。还有就是布线，是非常麻烦的事情，我的这个图并不是很复杂，但是也遇到了一些麻烦，比如电源线和地线，在没加粗之前布线时正确的，但加粗以后线就出错了，是因为线距离焊盘太近，这时可以调整线的位置，或者调整规则，8mil是比较合适的距离。

总而言之问题最后都得到了解决，通过这一次的设计，我感觉也提高了自己的思考能力和解决问题的能力，以后应该再多多动手。