• 电子产品制图与制板竞赛技巧

     

      DXP 2004是电子产品装配竞赛中考核模块,在教学过程中,除了学习将电路图制成印制电路板外,还应当再将实物让学生绘制出电路图最终生成电路板(即驳图),它是电子从业人员的基本功训练。只有这样才能提升学生的创造性思维,有利于提高竞赛的速度。
    中国论文网 /9/view-3663252.htm
      《DXP 2004》 竞赛 教学 多媒体 上机操作
      随着计算机技术和电子技术的不断发展,计算机辅助电路设计技术,已经成为人们进行电子设计不可缺少的工具。利用该工具,可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出印制板的整个过程在计算机上自动处理完成。
      近年来,我指导学生参加了泰州市高职组和中职组电子产品装配竞赛,取得了一等奖、二等奖、三等奖的可喜成绩,对技能大赛及相关课程教学改革深有感触,现结合《Protel DXP2004》竞赛要点谈谈技巧。
      一、如何使学生快速入门
      1.理论联系实际,先认识电路图和印制电路板
      在学习Protel DXP软件前,可先给学生展示一些现实生活中出现的电路图和印制电路板,激发学生对所要学习的内容产生兴趣。
      2.必须新建项目工程文件
      在这里强调一点,在教学过程中,应要求学生在新建原理图之前要先新建一个工程项目,而不是自由文件(Free)。这样要求可以使学生养成良好的设计习惯。因为在利用Protel DXP设计时,有一系列的工作要做,而不仅仅是画一张电路原理图。先新建一个工程再新建其他文件便于管理和设计。如果是只画一张原理图而无PCB板设计,那么只新建原理图也可以。
      二、竞赛教学中注意的问题
      Protel DXP包含了原理图设计和PCB电路板设计两个板块。在教学时,可以先介绍原理图设计部分,然后介绍PCB设计部分,分块讲授,逐层深入地进行讲解。
      1.原理图设计部分
      在Protel电子电路板设计中,原理图的设计是其他设计的基础和前提。在原理图设计时,应注意向学生强调以下问题:
      (1)放置元件。对于初学者来说,两个基本元件库就基本够用了。复杂的电路画法我们更多是采用搜索元件的办法来查找元件。
      (2)电气对象和非电气对象要区别开来。在教学过程中,常发现学生在初学时容易犯混淆电气对象和非电气对象的错误,常见的有两种:①Wire(导线)和Line(直线)的混淆。Wire是电气对象是电线;而Line是非电气对象,是一种图形,是画图的铅笔,学生就明白了。
      2.PCB设计部分
      PCB设计是Protel DXP设计的核心内容。在学习PCB设计时,应注意重点强调以下问题:
      (1)规划电路板。电气边界在Keep—Out Layer(禁止布线)层绘制,不管是电路板的物理边界还是电气边界,都必须是闭合图形。
      (2)放置元件。PCB上元件的放置是指元件封装的放置。放置元件封装有自动放置和手动放置有两种方式。一般采用自动放置,特殊情况可手工修改元件封装。
      (3)正确地设置布线规则。
      三、电子设计竞赛对实验教学内容提出了新要求
      1.快速制图制板
      除上述常规放置元件的方法外,还可以快速放置和修改元件。例如:
      ①先放一个元件R1,修改完属性、封装后按shift键,同时按鼠标左键拖动便会有R2,同样的方法拖动放置R3、R4,等等。当然也可以采用全局设置的方法对元件属性、封装进行统一修改,大大提高了竞赛设计速度。
      ②在元件库栏点击要放置的元件,移动鼠标到工作区,此时鼠标上有浮动的元件,按Tab键,出现元件属性修改对话框,修改完R1元件属性封装后,放置R1,再单击一次鼠标放置了R2,再单击一次鼠标放置了R3……
      ③采用粘贴队列的方法
      2.举例说明——2008年全国技能大赛电子产品装配与调试技能竞赛试题
      要求:绘制双面电路板图
      (1)电路板尺寸为不大于:4000mil(宽)×3800mil(高);
      (2)将单片机控制与显示电路和风扇及加热电路分区域布局;所有元件均放置在TopLayer;
      (3)信号线宽10mil,VCC线宽20mil,接地线宽30mil;
      (4)对风扇及加热电路区域进行铺铜操作,填充格式为45Degree,与GND网络连接,工作层为Bottom Layer;
      (5)在电路板边界外侧注明自己的工位号。
      布线规则要点:
      ①可以在Files中根据模板新建区域,点击PCB Board Wizard来规划电路板的尺寸,也可以在PCB文件中,在禁止布线层规划尺寸。
      ②两个电路元件放置时分区域布局,所有元件放置顶层;
      ③设置布线规则:最小间隙默认10mil,不要修改,拓扑结构不要修改;信号线宽设置是选择全部,10mi默认不要修改,然后点击Width,点击鼠标右键,选择新建规则出现Width_1对话框,在第一匹配对象中选择网络VCC,线宽20mil;点击Width_1点击鼠标右键,选择新建规则,出现Width_2对话框,在第一匹配对象中选择网络GND,线宽30mil。
      Routing Layers选择TopLayer和Bottom Layer
      ④布线优先级Routing Priority全部对象优先级别0,如上新建规则Routing Priority_1,网络VCC优先级别1,如上新建规则Routing Priority_2,网络GND优先级别2,数字越大级别越高。
      ⑤自动布线全部对象,点击Route All,完成自动布线。
      ⑥对风扇及加热电路区域进行铺铜操作。
      3.加强实践环节
      原先的市赛DXP2004从给定电路图生成PCB板,到江苏省竞赛给你一个产品实物,以给定实物来画电路图再制成电路板也就是驳图竞赛,这使我们充分认识到我们在训练上更应严要求。
      要掌握PCB识读技巧,首先了解元件的布局、元件的功能和单元电路功能的划分等。
      要认清单元电路功能、要认清PCB板上芯片或元件的型号、平时多掌握一些元器件的封装形式。此外还应抓住核心元件,以核心元件的供电和信号输入输出作为识别PCB的出发点来进行驳图。通常核心元件是集成电路、三极管、场效应管、78系列三端稳压器、数码管、晶闸管等等。这些核心元件是有源器件,须供电才能工作。常见的封装有TO—92、TO—220等。国产的90系列,除9012、9015是PNP管外,其余均是NPN管,管脚分别为1、2、3分别为E、B、C。
      当然要学好驳图不是一朝一夕,无论是电子工程师,还是电子维修人员、竞赛的是学生还是老师,都应学无止静,只有经过不懈的努力才能成功。
      参考文献:
      [1]任富民.电子CAD—Protel DXP电路设计[M].北京:电子出版社,2007.
      [2]王正勇.Protel DXP实用教程[M].高等教育出版社,2009.

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