Технология проектирования в системе P-CAD

Процедура выполняется  в среде подсистемы проектирования печатного монтажа РСВ.

Эскизы ЭРЭ применяемых для формирования КТО приведены в приложении Г.

Порядок выполнения работы

Процедура выполнения работы с необходимыми пояснениями приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Процедура формирования КТО компонента.

Следуя этой процедуре, были сформированы КТО всех компонентов, входящих в конструкцию.

2.3 Формирование интегрального образа компонента

 

Для автоматического преобразования информации об электрических связях на схеме, в информацию об электрических соединениях между выводами конструктивных компонентов, размещенных на печатной плате, необходимы сведения о соответствии выводов компонентов схемы выводам конструктивных компонентов (в конечном итоге контактным площадкам посадочных мест компонентов).

Указанная задача имеет  несколько уровней сложности. Наиболее просто она решается для дискретных компонентов (в этом случае в корпусе  упакован один схемный компонент). Сложнее  с интегральными схемами (в корпусе микросхемы могут быть упакованы несколько однотипных, а то и разнотипных секций).

После установления указанного соответствия УГО и КТО образуют интегральный образ компонента, которых затем заносится в библиотеку.

Процедура упаковки реализуется с применением утилиты Library Executive.

Порядок выполнения работы

Процедура выполнения работы с необходимыми пояснениями приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Процедура формирования интегрального образа компонента.

3 Разработка формализованного задания и выполнение проектирования

3.1 Разработка формализованного задания

  

Формализованное задание  состоит из разделов, первый (PATH = «путь»;) указывает путь доступа к библиотеке конструкторско-технологических образов компонентов, вторая (BOARD = «плата»;) – содержит ссылку на описание конструктива. Далее следует раздел PARTS, устанавливающий соответствие между именами файлов конструкторско-технологических образов компонентов (PRT-файлов) и позиционными обозначениями компонентов на принципиальной схеме ( «имя PRT образа компонента» = «перечислить компоненты через запятую»; ). Следующий раздел формализованного задания – NETS – содержит описание электрических цепей («номер цепи» = «элемент»/«номер вывода»;). Окончанием описания формализованного задания служит оператор ENDSHEET. При составлении формализованного задания необходимо убедиться, что описания применяемых типов компонентов есть в библиотеке.

Ниже представлео текстовое  описание схемы электрической принципиальной для подсистемы САПР P-CAD PCB:

BOARD = PLATA.BRD;

SHEET A;

PARTS

1N4002 = VD2, VD3, VD4, VD5, VD7;

1N4728A = VD1;

1N4733A = VD6;

A1013 = VT2;

BF = BF1;

C1-4 = R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17;

HC-49 = ZQ1;

K50-35-1 = C2, C4;

K50-35-2 = C1, C3;

K10-17B = C5, C6, C7;

KIPD42B = HL1, HL2;

KT315 = VT1, VT3;

KT503 = VT4;

L = L1;

PC817 = U1, U2;

PIC16F84A = DA2;

RK142EN5A = DA1;

TC-0104 = SB1, SB2, SB3, SB4, SB5;

XSA1 = XS1, XS2, XS3, XS4;

XSA2 = XS5;

NETS

1 = XS1/1 XS4/1 C1/1 DA1/1 VD7/2;

2 = XS2/1 C3/1 DA1/3 R8/1 C5/1 DA2/14 DA2/4 R15/1;

3 = XS2/2 R2/1 VD1/2;

4 = XS3/1 VD2/2 VD4/1;

5 = XS3/2 VD3/2 VD5/1;

6 = VD1/1 R1/1 R3/1;

7 = VD2/1 VD3/1 L1/1 C4/2;

8 = R2/2 VT1/2 C2/1 R6/1 VT3/1;

9 = R3/2 VT1/1;

10 = VD4/2 VD5/2 R4/1 VT2/3;

11 = L1/2 U1/2 VD6/1 U2/2;

12 = R4/2 VT2/1 R5/1;

13 = R5/2 U1/1;

14 = VT2/2 VD6/2 R9/1;

15 = R7/1 DA2/2;

16 = R7/2 U1/3;

17 = VT3/2 R8/2 DA2/3;

18 = R10/2 HL1/2;

19 = R9/2 C4/1 U2/1;

20 = C6/1 ZQ1/2 DA2/16;

21 = C7/2 ZQ1/1 DA2/15;

22 = HL1/1 DA2/17;

23 = DA2/1 R11/1;

24 = R11/2 U2/3;

25 = DA2/18 R12/1;

26 = R12/2 VT4/1;

27 = XS4/2 VT4/2 VD7/1;

28 = DA2/6 SB1/1;

29 = DA2/7 SB2/1;

30 = DA2/8 SB3/1;

31 = DA2/9 SB4/1;

32 = DA2/10 SB5/1;

33 = DA2/11 R14/1;

34 = DA2/12 R13/1;

35 = DA2/13 BF1/1;

36 = R14/2 R16/1 XS5/1;

37 = R13/2 R17/1 XS5/2;

38 = R15/2 HL2/1 XS5/3;

GND = XS1/2 C1/2 DA1/2 C3/2 R1/2 VT1/3 C2/2 R6/2 VT3/3 U1/4 C5/2 R10/1 C6/2 C7/1 U2/4 VT4/3 DA2/5 SB1/2 SB2/2 SB3/2 SB4/2 SB5/2 BF1/2 R16/2 R17/2 HL2/2 XS5/4 XS5/5;

ENDSHEET;

Формализованное задание печатается в любом текстовом редакторе  и сохраняется с расширением *.ALT.

 

3.2 Упаковка схемы на плату

 

 Перед выполнением размещения необходимо выполнить ряд подготовительных операций.

Исходным для выполнения настоящей  работы состоянием проекта является наличие в рабочем директории файла с описанием графики электрической принципиальной схемы *.SCH (или файла с текстовым описанием схемы *.ALT).

Вначале выполняем генерацию  списка соединений (подсистема Schematic), затем загрузку списка соединений (подсистема PCB). Эта процедура называется упаковкой схемы на плату.

Следующий этап работы –  формирование графики конструктива с указанием внешнего контура  печатной платы, контура зоны, разрешенной  для размещения компонентов и прокладки печатных проводников и контуров зон, запрещенных для трассировки (если это необходимо).

Далее выполняется собственно размещение компонентов на поле печатной платы.

Порядок выполнения работы

Процедура выполнения работы с необходимыми пояснениями приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Процедура упаковки схемы на плату.

Результат упаковки схемы  на плату представлен в приложении А.

3.3 Процедура автоматической трассировки печатной платы

 

Практическое выполнение процедуры автоматической трассировки печатного монтажа выполняем с применением программы Shape-Based Router.

 Особенностью этой программы является возможность настройки с учетом особенностей проектируемого объекта. Совокупность настроечных параметров образует стратегию трассировки.

Порядок выполнения работы

Процедура выполнения работы с необходимыми пояснениями приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Процедура автоматической трассировки печатной платы.

Результат трассировки  печатной платы представлен в  приложении Б, В.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте  реализован процесс автоматизированного проектирования в системе P-CAD для проектирования печатной платы датчика прибытия автомобиля.

В ходе выполнения курсового  проекта была разработана печатная плата со следующими характеристиками:

• размер ПП: 100×82 мм;
• материал ПП: односторонний фольгированный стеклотекстолит
• СФ-2-35-2 ГОСТ 10315-78;
• класс  точности – 3;
• шаг координатной сетки – 2,5.

Реализованы следующие  задачи проектирования:

1. Создана библиотека компонентов:

• сформированы УГО компонентов;
• сформированы КТО компонентов;
• сформированы интегральные образы компонентов.

2. Разработано формализованное задание:

• выполнено аннотирование схемы электрической принципиальной;
• составлено описание схемы электрической принципиальной в  текстовом виде;

3. Реализована технология проектирования (Приложение А, Б, В):

• сформирована графика конструктива печатной платы;
• выполнена упаковка схемы на плату;
• выполнено размещение элементов;
• произведена автоматическая трассировка, назначена стратегия трассировки;
• выполнено редактирование автоматической трассировки.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. ГОСТ 23752-79 Платы печатные. Общие технические условия.
2. ГОСТ 29137-91 Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы. Общие требования и нормы конструирования.
3. ГОСТ 23751-86 Платы печатные. Основные параметры конструкции.
4. ОСТ 4.010.022-85 Платы печатные. Методы конструирования и расчета.
5. Антропов А. Н. Интерактивное проектирование РЭС: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. 56с.
6. Вычислительная техника и информационные технологии. Метод. указания к лабораторным работам. Сост. А.Н. Антропов. – Омск, ОмГТУ, 2010.
7. Лопаткин А. В. Проектирование печатных плат в системе P-CAD 2001. Учеб. пособие. Нижний Новгород, НГТУ, 2002. 190с.
8. Мактас М.Я. Восемь уроков по P-CAD-M.:СОЛОН-ПРЕСС, 2003. 224с.
9. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1990. — 288 с.: ил.
10. Резисторы: Справочник. Четвертиков И.И., Терехова В.М. – М.: Радио и связь, 1991. – 528 с.
11. Справочник по электрическим конденсаторам. Четвертиков И.И., Смирнов В.Ф. – М.: Радио и связь, 1983. – 576 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Расположение элементов  на печатной плате

На рисунке А.1 изображен  эскиз расположения элементов на печатной плате в системе P-CAD.

 

Рисунок А.1 – Расположение элементов на печатной плате. 
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Вид трассировки со стороны  элементов.

На рисунке Б.1 изображен  эскиз трассировки печатной платы со стороны элементов (в P-CAD cлой Top).

 

 

Рисунок Б.1 – Вид трассировки ПП со стороны элементов.  
ПРИЛОЖЕНИЕ В

 

Вид трассировки со стороны  пайки

На рисунке В.1 изображен  эскиз трассировки печатной платы  со стороны пайки (в P-CAD cлой Bottom).

 

        

 

Рисунок В.1 – Вид трассировки ПП со стороны пайки . 
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

 

Эскизы применяемых  ЭРЭ

1. Пьезоизлучатель звука PKM13EPYH4000-A0

На рисунке Г.1.1 изображен  эскиз пьезоизлучателя из официальной  документации с проставленными размерами, на рисунке Г.1.2 изображен эскиз КТО в системе P-CAD. В таблице Г.1.1 указаны: диаметр вывода, диаметр контактной площадки и диаметр необходимого отверстия в ПП. В таблице Г.1.2 приведена упаковочная таблица в системе P-CAD для данного элемента.

Рисунок Г.1.1 – Эскиз элемента.

Рисунок Г.1.2 – эскиз  КТО.

 

Таблица Г.1.1.

Диаметр вывода, мм	Диаметр КП, мм	Диаметр отверстия, мм
0,5	1,8	0,9

 

Таблица Г.1.2.

	Pad #	Pin Des	Gate #	Sym Pin #	Pin Name	Gate Eq	Pin Eq	Elec. Type
1	1	1	1	1	a	1		Passive
2	2	2	1	2	b	1		Passive

2. Конденсаторы К50-35

На рисунке Г.2.1 изображен  эскиз конденсатора К50-35 из официальной  документации с проставленными размерами. На рисунке Г.2.2  изображен эскиз  КТО в системе P-CAD для конденсаторов номиналом 220мФ, на рисунке Г.2.3 изображен эскиз КТО для номиналов 10 и 22мФ. В таблице Г.2.1 указаны: диаметр вывода, диаметр контактной площадки и диаметр необходимого отверстия в ПП. В таблице Г.2.2 приведена упаковочная таблица в системе P-CAD для данного элемента.

Габаритные  размеры (мм) D; L; F; d.

F, мФ/V,B	10	16
10	5; 11; 2; 0.5	5; 11; 2; 0.5
22	5; 11; 2; 0.5	5; 11; 2; 0.5
220	6.3; 11.; 2.5; 0.5	6.3; 11.; 2.5; 0.5

 

Рисунок Г.2.1 – эскиз элемента с габаритными размерами.

 

Рисунок Г.2.2 – эскиз КТО для К50-35-16-10; К50-35-16-22.	Рисунок Г.2.3 – эскиз КТО для К50-35-16-220; К50-35-10-220.