Atium Designer绘图实习报告.docx
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Atium Designer绘图实习报告.docx
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AtiumDesigner绘图实习报告
实习报告
实习名称计算机绘图实习
专业班级
姓名
学号
成绩评定
考核
内容
实习
表现
实习
报告
实习
考核
综合评
定成绩
成绩
电气与信息学院
和谐勤奋求是创新
实习考核和成绩评定办法
1.实习成绩的考核由指导教师根据实习表现、实习报告、实习成果、现场操作、设计、口试或笔试等几个方面,给出各项权重,综合评定。
该实习考核教研室主任审核,主管院长审批备案。
2.成绩评定采用五级分制,即优、良、中、及格、不及格。
3.参加本次实习时间不足三分之二或旷课四天以上者,不得参加本次考核,按不及格处理。
4.实习结束一周内,指导教师提交实习成绩和实习总结。
5.实习过程考核和实习成绩在教师手册中有记载。
实习报告内容
实习报告内容、格式各专业根据实习类别(技能实习、认识实习、生产实习、毕业实习等)统一规范,经教研室主任审核、主管院长审批备案。
注:
1.实习任务书和实习指导书在实习前发给学生,实习任务书放置在实习报告封面后和正文目录前。
2.为了节省纸张,保护环境,便于保管实习报告,统一采用A4纸,实习报告建议双面打印(正文采用宋体五号字)或手写,右侧装订。
10/11学年第一学期
计算机绘图实习任务书
一、实习目的
能够应用绘图软件把所学专业课程中的各种元器件以及电路图熟练绘制;熟练应用软件创建新的元器件以及创建元件库;掌握计算机绘图的方法、技巧;提高学生计算机绘图的综合能力,使学生在完成设计能力基础上,提升计算机绘图水平,培养学生的综合设计以及绘图能力。
二、实习内容
掌握绘图软件设计基础、设计环境、绘图环境、文件管理概述;掌握原理图设计基础、设计步骤、设计工具;掌握原理图设计、装载元件库、放置元件及位置调整;掌握高级绘图知识、元件编辑、绘图工具、电气法则测试;掌握制作元件与建立元件库、元件库的编辑管理;掌握生成报表及出图、网络报表、元件列表、打印出图、pcb设计等内容。
三、时间安排
星期
具体内容
四
设计基础、设计环境、原理图设计基础、设计工具
五
电路原理图设计环境、参数设置、元器件编辑、高级绘图知识
一
绘制实际电路图、制作元件、建立元件库
二
绘制实际电路图、生成报表
三
成图、原理图输出、Pcb窗口管理及基本操作
四
Pcb编辑环境及pcb设计
五
上机考试、整理实习日志以及撰写实习报告
四、实习要求
实习期间,严格遵守课堂纪律,不许迟到、早退;实习期间,学习态度端正,认真上机练习;熟练掌握绘图软件的应用方法;完成实习日志及实习报告各一份,内容充实,写出实习的体会与收获;实习报告打印成文。
第一章Altium系统
Altium(前称ProtelInternationalLimited)有限公司由NickMatrin于1985年在塔斯马尼亚岛的霍巴特成立,用来开发基于计算机的软件来辅助进行印制电路板(PCB)设计。
公司所推出的第一套DOS版本PCB设计工具被澳大利亚电子行业广泛接受,到1986年中期,Altium公司开始通过销售商向美国和欧洲出口设计包。
随着PCB设计包的成功,Altium开始扩大产品范围,所生产的产品包括原理图输入、PCB自动布线以及自动PCB元件布局软件。
Protel是目前EDA行业中使用最方便,操作最快捷,人性化界面最好的辅助工具。
在中国用得最多的EDA工具,电子专业的大学生在大学基本上都学过protel99se,所以学习资源也最广,公司在招聘新人的时候用Protel新人会很快上手。
Altium声称中国有73%的工程师和80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案,而目前正版率只有3%左右。
2008年夏天,Altium公司对AltiumDesigner6进行了8次大的改进的基础上,推出了AltiumDesignerSummer08。
AltiumDesignerSummer08(简称:
AD7)将ECAD和MCAD两种文件格式结合在一起,Altium在其最新版的一体化设计解决方案中为电子工程师带来了全面验证机械设计(如外壳与电子组件)与电气特性关系的能力。
还加入了对OrCAD和PowerPCB的支持能力。
AltiumDesignerSummer08在FPGA开发方面有以下主要特点。
(1)支持不依赖于FPGA厂商即各个厂商通用的数字系统开发。
AltiumDesignerSummer08支持NanoBoard开发器。
NanoBoard开发器标准配置有两块可以选择的FPGA子板,分别为:
AlteraCyclone(EP1C12-Q240C7)和XilinxSpartanIIE(XC2S300E-PQ208C),由于各个厂家不同芯片引脚有些不同,AltiumDesignersummer08提供了一个可以定义引脚之间连接的约束文件(ConstrainFiles),可以定义不同FPGA与PCB上的引脚对应关系。
这样就可在NanoBoard上将设计好的FPGA逻辑关系换烧到不同的厂家生产的不同系列的FPGA上;就可以依赖于不同厂商的FPGA而进行开发,这一点在实际开发中有很大的好处。
AltiumDesignersummer08实现了跨厂家FPGA设计,以前FPGA每一个厂家每一个系列的FPGA设计都需要有专门对应的下载工具,但是现在AltiumDesignersummer08克服了这种麻烦,实现了不受芯片厂家型号约束的设计方法。
(2)丰富的原理图库,有大量的预综合元件,包括处理器。
在原理图库里有大量预综合的元器件,设计者可以调用到FPGA设计上。
包括很多IP模块可以直接调用。
有大量免费使用的IP库可以放心使用。
在设计中需要的元件基本上都可以在IP库里找到,包括51核和DSP模块等。
这给IP资源复用(IPReuse)带来了很大的方便。
IP资源复用(IPReuse)是指在集成电路设计过程中,通过继承、共享或购买所需的智力产权内核,然后再利用EDA工具进行设计、综合和验证,从而加速流片设计过程,降低开发风险。
IPReuse已逐渐成为现代集成电路设计的重要手段,在日新月异的各种应用需求面前,超大规模集成电路设计时代正步入一个IP整合的时代。
AltiumDesignersummer08把FPGA设计上升到IP核上来,可以不用以前的HDL语言进行描述。
这就降低了FPGA设计的门槛。
(3)在工程的设计和调试阶段都支持原理图导向设计方法。
开发系统提供原理图设计,在设计阶段可以方便模块之间的连接;在调试阶段可以很清楚地看出各模块之间的逻辑关系,方便调试。
以FPGA为核心的PLD产品是近几年集成电路中发展得最快的产品。
随着FPGA性能的高速发展和设计人员自身能力的提高,FPGA将进一步扩大可编程芯片的领地,将复杂专用芯片挤向高端和超复杂应用。
随着处理器以IP的形式嵌入到FPGA中,ASIC和FPGA之间的界限将越来越模糊,未来的某些电路板上可能只有这两部分电路:
模拟部分(包括电源)和一块FPGA芯片,最多还有一些大容量的存储器。
由于芯片设计的复杂性和产品面市时间对于保证终端市场的成功率至关重要,设计师不断寻求缩短设计周期的方法,以及更有效的设计方式。
随着我们步入系统级芯片时代,利用IP内核和可编程逻辑进行设计复用显得日趋重要。
(4)丰富的虚拟仪器。
虚拟逻辑分析仪、虚拟频率发生器、频率计数器、I/O模块、ROM仿真器,为嵌入式系统开发提供很大的便利。
虚拟仪器可以对FPGA里面的模块或模块与模块之间的逻辑关系进行测试检验。
(5)为了方便在FPGA上设计嵌入式系统,AltiumDesigner6.0完全综合了Altium独特的基于FPGA的现场设计开发板——NanaBoard(Nano-levelBreadoard)和一系列的混合到原理图层的FPGA物理设备。
一旦设计被综合并下载到NanaBoard,设计者就可利用JTAG通信技术对任何核进行通信和控制。
JTAG是JointTestActionGroup的缩写,是一个国际标准(IEE1149.1-2001)。
是为了测试PCB开发的。
利用JTAG可以对芯片进行边界扫描仿真。
但是边界扫描仿真器不能提供真实的路径,因为JTAG逻辑没有通向内部地址和数据线单元。
一般的JTAG仿真不能看到内部的逻辑情况。
而AltiumDesigner6.0利用其软链——Nexus链,可以使用虚拟仪器看清FPGA的内部构造并对其进行调试。
在开发调试过程中,可以很方便地看清楚FPGA内部的情况,也可以实时地观察FPGA发生的情况,而且在AltiumDesigner6.0平台上可以看到FPGA里面烧写进去的模块。
(6)支持软硬件并行开发,克服以往嵌入式系统软硬件开发的串行开发形式中的缺点。
这种方法必将成为以后FPGA开发的主流方法。
传统的嵌入式开发流程是:
系统级设计→PCB板硬件制作→硬件调试→嵌入式软件开发→软件调试→整个系统的软硬件综合调试,发现问题后再从流程开始检查调试。
这是一个串行的开发流程,造成的问题是一个系统开发时间过长和调试不方便,发现问题再修改会很麻烦。
现在很多嵌入式开发存在的问题是,在硬件开发阶段,那些软件开发工程师无从下手,非得等硬件PCB板做出来才可以基本进行开发,从而浪费了人力和时间。
而AltiumDesignersummer08提供了一个软硬件并行的开发方法。
当系统级设计完成以后,PCB板硬件工程师可以进行制作板子,嵌入式软件工程师可以进行芯片级的嵌入式软件开发,而到最后调试时出现问题可以很方便地进行软硬件各自的修改。
为适应日新月异的电子设计技术,Altium于2009年7月在全球范围内推出最新版本AltiumDesignerSummer09(Protel系列软件最新版本)。
Summer09的诞生延续了连续不断的新特性和新技术的应用过程。
这款最新的更新程序将进一步增强您的能力,让您能够在更短的“设计到制造”周期内生产更为尖端、更具创新性的电子产品。
第二章原理图
一、原理图设计
在实习中,我们所使用的为AltiumDesigner,即完整的板级系统设计平台。
在原理图的设计中,按照以下过程完成原理图的设计。
首先在DXP主页面下(打开软件时缺省设置就出现DXP主页,如果不是,可以通过左键点击View\Home来打开DXP主页),用鼠标左键点击File\New\Project\PCBProject,左边的工程资源管理器中就出现了一个名为PCB_Project1.PrjPCB的PCB工程,可以通过左键点击File\SaveProjectas来改变项目的保存路径和项目名称。
在项目名称上右键点击,在引处的菜单中选择AddnewtoProject\Schematic,这样,在当前的工程当中添加了一个新的原理图文件Sheet.schDoc,原理图文件上右键点击,在引处的菜单中选择Saveas来改变原理图名称和保存路径。
我们在一个PCB工程中添加了一张空白的原理图之后。
在原理图的下方偏右的边框上,左键点击System\Libraries,打开库文件,在库文件的面板里左键点击Libraries可以对当前使用的库文件进行添加,移出和排序。
接下来,要从元器件库中拖出我们需要的元器件,用线把它们了连起来,完成原理图设计。
从元器件库选中需要的元器件,按Place或拖出我们需要的元器件,左键点击Place\Bus和Plaec\Wire,用线或总线把它们连起来,并且给所有的元器件加上相应的标号,保存完成原理图设计。
(要注意的是,因为还要进行PCB设计,所以选的器件最好有相应的Footprint封装。
)
完成原理图设计后,左键点击原理图名称,在引出的菜单中左键点击Compil
Documentxxx.SCHDOC,(xxx是用户自己定义的文件名),对这个原理图文件进行编译,如果有什么错误信息就会自动启动消息窗口(Message),来提示用户那里有什么样的错误。
经检查没有错误后,保存原理图。
二、原理图元件库及其设计
通常原理图中所需的原件都可以在软件的元件库中直接找到,但我们所做的原理图中,所需要用到的芯片,无法直接在元件库中查找到时,则需要设计原件。
首先在项目名称上右键点击,在引处的菜单中选择AddnewtoProject\SchematicLibrary,并按上面所讲的方法来改变新文件的名称和保存路径。
在界面的上方菜单栏中点击Place选择符合芯片的形状图标,页面出现十字标符,鼠标移动至页面中心,使十字中心与页面网格的版块分界点重合。
适当调整设计的原件大小,并在Place中选择Pin来为芯片添加管脚(管脚的DisplayName需要和元件的管脚标号一致)。
完成原理图的绘制后,点击Tools\NewPart即可按同样的方法绘制出其余部分。
再通过SLHLibrary界面中双击component改变所设计的元件的Default和Physicalcomponent,添加名称确认没有其他错误后,保存元件设计图。
新设计的元件可以在原理图的Libraries中按元件的保存名称找到。
第三章PCB图
一、PCB元件设计
在PCB的设计中,首先在项目名称上右键点击,在引处的菜单中选择AddnewtoProject\PCB,这样,在当前的工程当中添加了一个新的PCB文件PCB1.PcbDoc,在PCB文件上右键点击,在引出的菜单中选择Saveas来改变PCB文件名称和保存路径。
左键点击PCB编辑器下方用来选择当前工作层的图标,选中Keep-OutLayer,在当前层上,选择Place\Line命令,在Keep-OutLayer层上画一个边框,作为我们的布局布线
的外围约束边框,保存文件和工程。
在当前的PCB编辑器环境下,左键点击Design\ImportChangesFromxxx..PrjPCB,会自动跳出来EngineeringChangeOrder对话框,列出了对PCB文件加载网表的一些具体操作。
添加的有:
ComponetClass(器件类),Components(器件),Nets(网络连接),Rooms(空间)。
确认没有什么错误就左键依次点击ValidateChanges,ExecuteChanges两个按键,对话框的右边就会冒出来绿色的图标来表示所执行的加载项目是正常的。
点击Close关闭对话框。
把网表加载到这个PCB文件中之后。
在当前的PCB编辑器环境下,连续按下键盘上的PgDn按键,缩小PCB画面,就可以发现,元器件已被加载到当前的PCB文件中,并且每个元器件类中的器件自动放在一个空间中,移动这个空间,把这个空间中的器件一起移动PCB板上,放到合适的位置,再删除这个空间。
把器件一起移动PCB板上,放到合适的位置,接下来,逐一对器件位置进行调整。
移动鼠标来拖动这个器件到合适的位置。
再单击鼠标左键选择Design\Rules,在选择相应的规则(在出现的对话框中点击Width并添加新的Width.分别在wheretheFirstObjectMatches中选中Net的VCC和GND并制定MinWidth,PreferredWidth,MaxWidth为15mm,确定中点击OK.)然后通过AutoRoute\All\RouteAll让软件自动布线。
再单击Tools\Teardrops,并选择Place\PolygonPlane,为PCB封装覆铜(覆铜需要分别在Toplayer和Bottomlayer两层完成并在生成的对话框中Connecttonet中选择GND,并在RemoveDeadCopper中画√,点击确定后在对应图层画出所需覆铜的边框)。
在当前的PCB编辑器环境下,左键点击Tools\DesignRuleChecker,在冒出来的对话框上左键点击RunDesignRuleCheck按键,可以输出一个当前文件的违反规则报告,详细列出在那个位置违反了那个规则。
经检查没有错误后,保存PCB图。
二、PCB元件库元件设计
PCB设计图的成功导出需要保证每个零件都有其对应的Footprint封装。
但在我所做的设计中,自己绘制的芯片并没有封装图。
所以需要使用软件中的PCBLibrary自己绘制其封装图。
为元件添加封装图有直接绘制,向导,以及直接在元件属性中按管脚类型和数目查找等多种方式。
我所选择的是向导。
首先在项目名称上右键点击,在引处的菜单中选择AddnewtoProject\PCBLibrary,并按上面所讲的方法来改变新文件的名称和保存路径。
然后在页面上方的菜单栏中选择Tools\ComponentWizard即会出现一个新的对话框。
点击Next,再根据元件需要设置其他要求完成一项设定后点击Next。
我需要的是16-DIP管脚的芯片。
设置后为
芯片封装更名。
再点击finish。
当前PCBLibrary编辑页面即会出现相应的封装图。
再点击保存。
在Schematic界面中,双击需要添加Footprint封装的元件,出现原件属性的对话框,在对话框中的Models版块选择Add\OK\Browse.并在Libraries栏中选择你预先设计好的封装图的保存文件名,找到封装图点击OK完成添加。
第四章问题及解决方法
一、排除器件封装找不到的这种问题
有时,很明显所需要的封装已经存在与当前的库中了,却还是有这种错误。
如果有FootprintNotFoundxxxxx,(xxxxx代表某种类型的封装)这种错误,是因为在原理图中这个器件符号对应一个指定的PCB器件封装,而这个PCB器件封装在一个指定的PCB封装库文件中,而这PCB封装库文件不在当前项目中,也不在以经安装了的当前库中。
解决这种问题有多种方法。
我们可以在原理图中找到这个器件符号,左键双击器件符号,则跳出符号的属性界面,在符号的属性界面的右下方Models部分中双击Footprint字符,则跳出PCBModel界面,在这个界面中部将PCBLibrary框中的选项改为Any即可。
二、在AltiumDesigner中编辑集体整批修改功能
AltiumDesigner提供了非常强大搜索修改功能,有List和Inspector等对话框,可以在原理图或PCB文件中对器件进行集体修改。
在原理图文件中,左键选中器件,右键点击,在拖出的菜单里左键选中FindSimilarObjects,则出现选中界面,在这个界面里,所有的选项都可以设置为约束条件来进行查找,比如,在Description行,在ANY栏里点一下,在Any旁的箭头的选项中选为SAME,点击OK,就可以找出所有同一个描述的器件;针对管脚,元件名等不同项目实现集体修改。
大大提高工作效率。
第五章实习作业
一、电阻、电容、电感电路
二、接触式防盗报警点电路
三、电子琴电路
1.直插式
2.贴片式
四、开发板电路
1.直插式
2.贴片式
实习心得
看着每天写的实习日志,一页一页的记录着在这7天的所有点滴。
这次计算机绘图实习带给我们收获的不仅仅是怎么用AltiumDesigner画图,更多的收获是在完成指导教师交代的任务后回望这一过程所历经的辛劳和喜悦,以及感受的充实和满足。
而这些我更倾向把它们叫做成长。
从计算机绘图实习的开始,我们每天以电脑为伴,时时刻刻思考着软件的每个功能使用方法,以实现更好更快地绘出一个正确、完整、美观的PCB图。
由于软件系统的不稳定和在绘制过程中由于不熟练而造成的繁琐的问题以及自己在软件上面天生不敏锐的神经,这都让我一度感到很疲惫。
而慢慢的开始通过向老师请教和同学交流以及自己的摸索和尝试开始了解这个软件,也不禁欣喜于哪怕一点点的进步。
随着时间的推移,越加了解了AltiumDesigner绘图软件的重要性,因此,我必需利用有限的时间和这次来之不易的机会来学好这款软件。
每天坐在教室里,坐在自己的电脑前,玩弄着这款强大的软件。
电脑自动布线完成后后,看着不是十分满意的布线,便用手动布线去一点点调整,绞尽脑汁想着怎么把板子布得漂亮,为了更快更好的完成常常重复着一次又一次的布线动作,有时甚至还有加班。
而在这过程中大家一路相互的鼓励,一起笑笑闹闹,不觉之间时间已经过的那么快。
最后看到大家辛劳工作的成果,心中满满的都是自傲与成就。
当然在这些过程中也有很多因为仓促和马虎无法做的尽善尽美的地方。
说到感谢就不得不提到在这实习过程过给我们指导和帮助的老师,在软件的学习过程中,你们孜孜不倦的传授给我们知识和经验,恨不得我们多知道一点再多懂得一点,那样敬业的态度,让我们收获很多。
还有一起实习的同学们,也是因为你们才会让我感觉到实习原来也没那么漫长和艰辛。
通过这次实习,培养了我们独立思考、勇于克服困难、团队协作的精神,大家互帮互助在其中得到了很大的加强。
以上是我对已经过去的计算机绘图实习的总结,总结是为了寻找差距,修订目标,是为了今后更好的提高,通过不断的总结,不断的提高,我有信心在未来的工作中更好的完成任务。
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