交通灯原理图绘制及PCB板设计

目 录

1 Altium Designer软件的简介 .................................................................................. 1

2 交通灯电路的功能分析.......................................................................................... 1

2.1 滤波电路......................................................................................................... 1

2.2 复位电路......................................................................................................... 1

2.3 蜂鸣器电路..................................................................................................... 2

2.4 控制信号传输电路......................................................................................... 2

3 工程的新建及元器件的绘制.................................................................................. 3

3.1 新建工程......................................................................................................... 3

3.2 绘制元器件..................................................................................................... 4

3.3元器件的封装.................................................................................................. 4

4 原理图的绘制.......................................................................................................... 6

5 PCB板的制作 ......................................................................................................... 8

6 心得体会................................................................................................................ 10

参考资料...................................................................................................................... 11

Altium Designer 课程设计

1 Altium Designer软件的简介

Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows XP操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。

由于Altium Designer 在继承先前Protel软件功能的基础上，综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，Altium Designer 对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。

2 交通灯电路的功能分析

本电路通过使用HEADER 5X2，EPF10K10LC84-4(84)，HEADER3等器件，通过对信号的处理，来实现LED信号灯的控制。

2.1 滤波电路

滤波电路由电容的一端接电源一端接地构成一般起到滤波（通过交流，隔断直流）作用。如图1所示：

图1 滤波电路

2.2 复位电路

复位电路是由极性电容、电源及接地等元器件组成的电路。然后，将各个元器件连接起来。最后将其连接到EPF10K10LC84-4器件的RESET端，就可以对

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Altium Designer 课程设计

其进行上电复位。如图2所示：

图2 复位电路

2.3 蜂鸣器电路

蜂鸣器电路是由蜂鸣器、NPN三极管和电阻等元器件组成。将元器件连接起来，并与EPF10K10LC84-4器件的的端口连接。本交通灯电路由两个蜂鸣器分别与SPEA1和SPEA2两个端口连接。如图3所示：

图3 部分电路

2.4 控制信号传输电路

主控制板要通过HEADER3把控制信号传送到LED显示屏上，电路图如图4所示：

图4 控制信号传送

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3 工程的新建及元器件的绘制

3.1 新建工程

打开Altium Designer Winte软件新建File>新建Project>新建PCB Project。如图5所示：

图5 新建工程

在已建的工程上新建一个Schemetic及PCB。如图6所示：

图6 新建Schemetic及PCB

保存工程至相应的文件夹。

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3.2 绘制元器件

在工程上新建Schematic Library，以EPF10K10LC84-4(84)为例：

选择place>rectangle绘制器件的框架，在选择place>pin给器件添加针脚，按TAB键可对针脚的属性就行编辑。

绘制好的EPF10K10LC84-4(84)如图7所示：

图7 EPF10K10LC84-4(84)

器件绘制好后保存至相应文件夹并添加到库中，其他元器件绘制与此类似。

3.3元器件的封装

在工程上新建PCB Library，选择tool>comonpent wizard

图8 Comonpent Wizard

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按Next>设置元件正确的焊点尺寸和焊点距离以及其他的尺寸设置。最后按finish完成如图9所示：

图9 EPF10K10LC84-4(84)封装

画好器件的封装后保存并添加到libraries中，接着对器件进行封装。选择tools>model manager ，选择add footprint。如图10所示：

图10 器件封装

选择所要的封装，完成器件的封装。如图11所示：

图11 完整的封装

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其他器件的封装方式与此相同。

将所有已封装好的元器件全添加到库中，如图12所示：

图12 添加库

4 原理图的绘制

从库中添加所需的器件按原理图摆放，器件的添加如图13所示：

图13 器件的添加

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把所需要的元器件放置原理图版上，然后排列好位置，引脚与引脚之间用线连接起来，有些引脚接地就街上接地装置，有些是接端口的，可在放置上找到端口放上去，同样的道理连接好整个原理图。选择place Wire

所示：

图14 连线

进行连线如图14其他器件的添加与此相同，绘制好的原理图如图15所示：

图15 原理图

选择design-update pcb document生成pcb，检查是否错误，可能出现的错误：unknown pin、footprint not found等，找出相应原因并解决。

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Altium Designer 课程设计

图16 电路检查及生成报告

5 PCB板的制作

当解决问题后，按Design>Update PCB如图17所示：

图17 Update PCB

生成PCB后如图18所示 ：

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Altium Designer 课程设计

图18 生成PCB

将页面右边的元器件一个个的拉到左边的PCB板里面，同时将元器件放置到合适的位置，以便后续的布线能尽可能不会交叉和重叠及布线图美观。当出现交叉现象，可以选择不同层的线（不同颜色的线条）进行布线。合理布置元器件的位置后如图19所示：

图19 布置后的PCB图

右击鼠标，选择Design选项，单击打开Rules，然后再里面的Width新建New Rule。最后就可以设置Vcc和GND线条的尺寸。最后将设置好的尺寸保存起来。

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图20 修改线条

元件布置合理后，点击菜单栏按钮进行接线，注意原理图中交叉的线路应该绘制在不同的涂层，通过不段的调整尽量少跳线。完成后保存。

布完线后的pcb图如图21所示：

图21 完整的PCB图

6 心得体会

这次课程设计使我进一步熟悉了altium designer软件 。本次课程设计通过使用altium designer软件来设计实现交通灯控制电路。

通过此次课设，我深深地认识到了altium designer的强大功能。altium

designer通过把电路图设计、PCB绘制编辑、等技术的完美融合，为用户提供了

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Altium Designer 课程设计

全线的设计解决方案，使用户可以轻松地进行各种复杂的电子电路设计工作。尤其是其强大的绘制原理图和PCB的功能，更是给我留下了深刻地印象。

此次课程设计让我收获颇多，为我以后的学习和工作都奠定了良好的基础。

参考资料

[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]郑君里，杨为理.信号与系统（第三版）：北京：高等教育出版社，2011.

[3]邱关源 ，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术.北京：高等教育出版社，2013.

[5]谷树忠，刘文洲，姜航.Altium Designer教程.北京：电子工业出版社，2010.

[6]公孙茂，马宝匍，孙晨.单片机入口接口实例集[M].北京：北京航空航天出版社，2002.

[7]蔡菲娜.单片微型计算机原理和应用[M].杭州：浙江大学出版社，2003

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Altium Designer课程设计成绩评价表

课程名称

题目名称

学生姓名

序号

评价项目

工作量、工作态度和出勤率

Altium Designer课程设计

交通灯原理图绘制及PCB板设计

学号

指导教

师姓名

指 标

按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。

课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析2 课程设计质量 问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。

3

4

总分

评语：

课程设计期间表现较好，能够按期完成课程设计任务，掌握Altium

Designer软件的各项操作，并应用所学知识绘制电路原理图和设计PCB板。课程设计报告结构合理，层次清晰，文字表达流利，能够对课设的内容进行总结，但独立分析和解决问题的能力有待加强。答辩时对课设过程熟悉，回答问题思路清晰，能清楚陈述相关知识点。

创新

答辩

工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。

能正确回答指导教师所提出的问题。

5

30

45

20

职称

满分

讲师

评分

1

指导教师： 2014 年 6 月 30 日