Учебное пособие 377

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к самостоятельной работе для студентов направления 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология

радиоэлектронных средств») всех форм обучения

Воронеж 2021

УДК 621.396.6.049.75(07)

ББК 32я7

Составитель канд. техн. наук Н. В. Ципина

Автоматизированное проектирование печатных плат

(профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») всех форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский

Содержат комплекс заданий и методических рекомендаций к выполнению самостоятельных работ. Выполнение предусмотренных заданий позволит студентам закрепить теоретические знания и приобрести необходимые практические навыки.

Предназначены для бакалавров направления 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств», профиля

«Проектирование и технология радиоэлектронных средств»

Методические указания подготовлены в электронном виде в и содержатся в файле СРС_АППЭС.pdf.

Табл. 4. Библиогр.: 3 назв.

УДК 621.396.6.049.75(07)

ББК 32я7

Рецензент − О. Ю. Макаров, д-р техн. наук, проф. кафедры конструирования и производства радиоаппаратуры ВГТУ

Издается по решению редакционно-издательскогосовета Воронежского государственного технического университета

2

ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ И ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является формирование у студентов базовых знаний и навыков автоматизированного проектирования электронных средств, с использованием систем автоматизированных проектирования ПП P-CAD, Altium Designer, SolidWorks. Формирование практических навыков автоматизированного конструкторского проектирования РЭС для проектирования узлов на печатных платах (ПП), их возможностей, назначения основных программных средств и этапов проектирования.

Основными задачами при изучении дисциплины являются: освоение методов автоматизированного проектирования радиоэлектронных устройств, формирование практических навыков проектирования узлов на печатных платах, освоение программ для автоматизированного конструкторского проектирования РЭС для проектирования узлов на печатных платах

Требования к уровню освоения содержания дисциплины. Студент должен знать:

-современную элементную базу радиоэлектронных устройств,

-методику проектирования узлов на печатных платах. Студент должен

-уметь по техническому заданию проектировать узлы на печатных платах;

-владеть методами проектирования современной радиоэлектронной аппаратуры с применением средств автоматизированного проектирования.

3

1. ВИДЫ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ, ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ И ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Студенты изучают дисциплину «Автоматизированное проектирование печатных плат электронных средств» в течение одного семестра.

Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных студентами при изучении физики, высшей математики, основ радиоэлектроники и др.

Распределение видов учебных занятий и контрольных мероприятий по семестрам приведено в табл. 1.

Темы рабочей программы, количество лекционных часов и к оличество часов самостоятельной работы студентов на каждую из тем приведены в табл. 2.

4

Таблица 2 Темы рабочей программы, количество лекционных часов

5

2. ПРОГРАММА КУРСА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

2.1. Содержание разделов дисциплины 2.2. Методические указания к темам и контрольные во-

просы.

Методические указания к теме 1

Тема 1

1. Введение. Предмет, цель и содержание курса, главные тенденции и перспективы развития автоматизированного проектирования. Конструкторское проектирование МЭА и топологическое проектирование БИС. Уровни и задачи проектирования. Применение автоматизированного проектирования для проектирования узлов печатных плат. (2 часа)

Самостоятельное изучение. Основные понятия и определения.

Методические указания В результате изучения темы студенты должны получить

сведения о главные тенденции и перспективы развития конструкторского проектирования МЭА и топологического проектирования БИС.

Понятия и определения следует освоить, воспользовав-

шись учебником /2, с. 12-20, 7, с. 64-67/.

Вопросы для самопроверки

1.Изложите перспективы применение автоматизированного проектирования.

2.ДайтеопределениеконструкторскогопроектированияМЭА

3.Дайте определение топологического проектирования

БИС.

6

2. Общие сведения о системе проектирования ПП P- CAD. Состав системы, ее возможностей, назначение основных программных модулей и этапов прохождения проекта. Запуск системы (2 часа).

Самостоятельное изучение. Основные технические ха-

рактеристики системы. Методические указания

Система P-CAD представляет собой интегрированный пакет программ, предназначенный для проектирования многослойных печатных плат радиоэлектронных средств, адаптирована к операционной среде Windows и использует все настройки и возможности последней. В состав P-CAD входят четыре ос-

новных модуля– P-CAD Schematic,P-CAD PCB, LibraryExecutive,P- CAD Autoroutersи ряддругих вспомогательных программ.

Материалы темы содержатся в учебнике /1, с.7-11/.

Вопросы для самопроверки

1.Какие задачи решает система P-CAD?

2.Перечислите состав программных модулей системы.

3.Назовите технические характеристики системы.

4.Поясните порядок запуска программных модулей си-

стемы.

5. Каково назначение каждого из программных модулей системы?

3. Интерфейс пользователя. Порядок проектирования печатных плат. Исходные данные для проектирования.

Самостоятельное изучение. Экран пользовательского интерфейса системы

7

Методические указания

Экраны программных модулей организованы по единому образцу. Небольшие отличия касаются только специфике решаемых модулями задач, что упрощает процесс изучения и работы с системой.

Проектировщик узла печатной платы РЭС обычно вместе с техническим заданием на проектирование получает на бумажном носителе и исходную электрическую схему. В случае если электронная библиотека с условными схемными обозначениями элементов неполная, или отсутствует, ее необходимо создать. Поэтому необходимо владеть всем арсеналом средств системы, от создания условных графических элементов схем до получения рисунка печатной платы.

При подготовке вопросов по теме необходимо проработать материал учебника /1, с. 11-20/.

Вопросы для самопроверки

1.Как организован экран пользовательского интерфейса системы?

2.Какиекомандыразмещения используются впрограмме?

3.Перечислите основные процедуры и используемые программные модули при проектировании печатных плат средствами системы.

4.Какиеисходныеданныенеобходимыдляпроектирования?

4. Общие сведения о графическом редакторе P-CAD Symbol Editor. Команды графического редактора P-CAD Symbol Editor. Порядок создания символов компонентов для схем электрических принципиальных. Настройка конфигураций графического редактора Symbol/Wizard. Создание библиотеки электрорадиоэлементов (ЭРЭ).

8

Самостоятельное изучение. Настройка конфигураций программы Symbol Editor. Порядок ввода текста и атрибутов элементов.

Методические указания

В результате изучения темы студенты должны изучить методики разработки символов электрорадиоэлементов средствами редактора P-CAD Symbol Editor, овладеть практическими навыками создания условных графических обозначений элементов электрических схем

Материалытемысодержатсяв учебнике/1,с.21-31,с.53-67,9/.

Вопросы для самопроверки

1.Поясните назначение редактора символов P-CAD

Symbol Editor.

2.Поясните назначение пиктограмм на панели инстру-

ментов.

3.Объясните назначение полей в нижней части экрана.

4.Как создается библиотека УГО элементов?

5.Каким образом настраивается конфигурация про-

граммы Symbol Editor?

6.Какова последовательность действий при создании УГО ЭРЭ?

7.Как выполняется вычерчивание контура ЭРЭ?

8.Каким образом проставляются выводы ЭРЭ?

9.Каков порядок ввода текста и атрибутов элементов?

10.Как устанавливается точка привязки УГО элемента?

11.Каким образом производится запись сформированного УГО элемента?

Тема 2

5. Общие сведения о программе P-CAD Pattern Editor. Команды графического редактора P-CAD Pattern Editor. Пиктограммы меню инструментов. Посадочное место компонента.

9

Самостоятельное изучение. Настройка конфигураций программы Pattern Editor.

Методические указания Посадочное место – это комплект конструктивных эле-

ментов печатной платы, предназначенный для монтажа отдельного ЭРЭ. В него входят в различных сочетаниях контактные площадки, металлизированные отверстия, печатные проводники на наружных слоях и гладкие крепежные отверстия. Кроме этого посадочное место может включать в себя параметры защитной и паяльной масок, элементы маркировки и графические элементы сборочного чертежа.

При подготовке вопросов необходимо проработать материал по литературе /1, с.68-86, 10/.

Вопросы для самопроверки

1.Поясните назначение редактора Pattern Editor.

2.Пояснитеназначениекнопок напанели инструментов.

3.Каким образом настраивается конфигурация про-

граммы Pattern Editor?

6. Создание стеков контактных площадок (Pad Stacks) и переходных отверстий (Via Stacks).

Самостоятельное изучение. Редактирование стеков контактных площадок, переходных отверстий.

Методические указания

Для освоения темы необходимо изучить методики создания стеков контактных площадок (Pad Stacks), редактирования, создания переходных отверстий (Via Stacks).

Для проработки темы необходимо воспользоваться учебником /1, с. 35-42/.

10