*******大学
****学院
信息与电气工程学系
《课程设计报告》
题 目: PCB课程设计
专 业: 电气工程及其自动化
班 级: ***
姓 名: ****
学 号: **********
指导教师: ****
任务书
目 录
1.课程设计目的 ………………………………………4
2.课程设计描述和要求 ………………………………………4
3.系统原理说明 ………………………………………4
4.控制芯片的特性 ……………………………………4
5.Altium Designer 6系列软件的介绍 ……………………6
6.课程设计报告内容 ……………………………………7
7.课程设计的实验总结 ………………………………………12
8.课程设计的心得体会 ………………………………………12
9.附录 ………………………………………13
1、课程设计目的
熟悉altium designer软件、掌握常用的快捷键以及原理图、pcb板的制作方法。其中原理图部分电路原理图的绘制、元件设计、掌握元件封装的方法;pcb设计部分包括pcb板的设计以及pcb库的画法。当然还要其他的功能比如FPGA工程、嵌入式工程等
2.课程设计题目描述和要求
利用altium designer 6.9做出一张原理图并生成pcb图完成布局和布线。原理图中元件包括cc2530单片机、RGB LED Control EM_Connector,RGB LED_5050、晶体振荡器,电阻电容等。一次熟悉并掌握altium designer的使用方法。
3.系统原理说明
此系统主要的控制芯片为CC2530, CC2530 是用于IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能,业界标准的增强型8051 CPU,系统内可编程闪存,8-KB RAM 和许多其他强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本:CC2530F32/64/128/256,分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。
4.控制芯片的特性
功能
? RF/布局
–适应2.4-GHz IEEE 802.15.4 的RF 收发器
–极高的接收灵敏度和抗干扰性能
–可编程的输出功率高达4.5 dBm
–只需极少的外接元件
–只需一个晶振,即可满足网状网络系统需要
–6-mm × 6-mm 的QFN40 封装
–适合系统配置符合世界范围的无线电频率法规:ETSI EN 300 328 和EN 300440
(欧洲),FCC CFR47 第15 部分(美国)和ARIB STD-T-66(日本)
? 低功耗
–主动模式RX(CPU 空闲):24 mA
–主动模式TX 在1dBm(CPU 空闲):29mA
–供电模式1(4 μs 唤醒):0.2 mA
–供电模式2(睡眠定时器运行):1 μA
–供电模式3(外部中断):0.4 μA
–宽电源电压范围(2 V–3.6 V)
? 微控制器
–优良的性能和具有代码预取功能的低功耗8051 微控制器内核
–32-、64-或128-KB 的系统内可编程闪存
–8-KB RAM,具备在各种供电方式下的数据保持能力
–支持硬件调试
? 外设
–强大的5 通道DMA
–IEEE 802.5.4 MAC 定时器,通用定时器,(一个16 位定时器,一个8 位定时器)
–IR 发生电路
–具有捕获功能的32-kHz 睡眠定时器
–硬件支持CSMA/CA
–支持精确的数字化RSSI/LQI
–电池监视器和温度传感器
–具有8 路输入和可配置分辨率的12 位ADC
–AES 安全协处理器
– 2 个支持多种串行通信协议的强大USART
–21 个通用I/O 引脚( 19× 4 mA,2×20 mA)
–看门狗定时器
? 开发工具
–CC2530 开发套件
–CC2530ZigBee®开发套件
–用于RF4CE的CC2530 RemoTI?开发套件
–SmartRF?软件
–数据包嗅探器
–可用的IAR 嵌入式工作台应用
? 2.4-GHz IEEE 802.15.4 系统
? RF4CE 远程控制系统(需要大于64-KB闪存)
? ZigBee 系统(256-KB 闪存)
? 家庭/楼宇自动化
? 照明系统
? 工业控制和监控
? 低功耗无线传感网络
? 消费型电子
? 医疗保健
CC2530原理图及实物图如下:
5.Altium Designer 6系列软件的介绍
Altium Designer 6,它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本,也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件(如FPGA)设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品,一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案,具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。
这款最新高端版本Altium Designer 6除了全面继承包括99SE,Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外,还增加了许多改进和很多高端功能。Altium Designer 6拓宽了板级设计的传统界限,全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能,从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。
Altium Designer 6以强大的设计输入功能为特点,在FPGA和板级设计中,同时支持原理图输入和HDL硬件描述输入模式;同时支持基于VHDL的设计仿真,混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析.Altium Designer 6的布局布线采用完全规则驱动模式,并且在PCB布线中采用了无网格的SitusTM拓扑逻辑自动布线功能;同时,将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。
Altium Designer 6更新速度快,极大地增强了对高密板设计的支持,可用于高速数字信号设计,提供大量新功能和改进,改善了对复杂多层板卡的管理和导航,可将器件放置在PCB板的正反两面,处理高密度封装技术,如高密度引脚数量的球型网格阵列 (BGAs)。
首先:在PCB部分,除了Protel2004中的多通道复制;实时的、阻抗控制布线功能;SitusTM自动布线器等新功能以外,Altium Designer 6还着重在:差分对布线,FPGA器件差分对管脚的动态分配, PCB和FPGA之间的全面集成,从而实现了自动引脚优化和非凡的布线效果。还有PCB文件切片,PCB多个器件集体操作,在PCB文件中支持多国语言(中文、英文、德文、法文、日文),任意字体和大小的汉字字符输入,光标跟随在线信息显示功能,光标点可选器件列表,复杂BGA器件的多层自动扇出,提供了对高密度封装(如BGA)的交互布线功能, 总线布线功能,器件精确移动,快速铺铜等功能。
6.课程设计报告内容
6.1实验的设计
6.1.1设计实验电路图
6.1.2对电路图的封装及属性的更改
6.1.3网络表的生成
6.1.4 PCB的生成
6.2实验调试
6.2.1 对PCB电路的合理排版
6.2.2 对PCB电路的布线
排好版之后就要开始连线了,但首先要明白元器件哪个为正面向上,哪个为背面向上需注意的是:
1、间距 - 线与线 线与零件 等 双面板一般都是10mil左右
2、线宽大小 可以设置最小 最大 和首选
3、过孔 也跟线宽一个样 (画PCB时候直接放过孔就是你首选的参数了 很好的)
4、还有覆铜 可以设置网格和实体之类的,还有覆铜线宽大小 焊盘方式形状。
7.课程设计的实验总结
1.在制作pcb时,发现细心耐心,恒心一定要有才能做好事情,首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单,兼顾到方方面面去考虑是很需要的,否则只是一纸空话。
2.在画好原理图后的做pcb版时,由于项目组成员对单面板的不熟悉,导致布线后元件出现在另一边,增加了布线难度,也产生很多不曾注意的问题,今后要牢记这个教训,使以后布线更加顺利。
3.经过两个星期的实习,过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情,都让人回味无穷。
8.课程设计的心得体会
通过这两周的课程设计,是我更加扎实的掌握了有关Altium.Designer6.9软件使用和用它画pcb方面的只是,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出前期我在这方面的只是欠缺和经验不足。实践出真知,通过亲自动手制作,是我们掌握的知识不在时纸上谈兵。
过而能改,善莫大焉。在课程设计过程中,我们不断发现错误,不断改正,不断领悟不断获取。最终的检测调试环节,本身就是在践行‘过而能改,善莫大焉’的知行观。这次课程设计终于顺利完成了,在设计中雨到了很多的问题,最后在老师的知道下,终于游刃而解。在今后社会的发展和学习实际过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就像到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上披荆斩棘。
9.附录
9.1 参考文献
[1] 康华光,电子技术基础模拟部分(第五版)
[2] 电工与电子技术实验指导书
9.2 元器件清单
电阻R 6个
电感L 1个
电容C 13个
CC2530 1个
CRYSTAL 2个
RGB LED Control EM_connector 2个
RGBLED_5050 1个
9.3 附图
原理图:
1
PCB实物图: