Разработка схем цифровых устройств

Автоматизация конструирования. Разработка схем цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции. Требования, методы и средства разработки печатных плат. Редактор АСП DipTrace. Требования нормативно-технической документации.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Содержание

печатный плата цифровой интегральный

Введение

1. Общая часть

1.2 Печатная плата

1.3 Программа для проектирования печатных плат

2. Отчеты по проделанной работе

2.1 Преобразование схемы в плату

2.2 Создание границ платы

2.3 Позиционирование компонентов

2.4 Трассировка платы

2.5 Медная заливка

2.6 Маркировка корпусов

2.7 Проверка проекта

2.8 3D предпросмотр

2.9 Экспорт производственных файлов

Приложения

Введение

За прошедшие годы компьютерная техника претерпела существенные изменения. Современные компьютеры и вычислительная техника более надежны и устойчивы в эксплуатации, стала шире и область их применения. Компьютеры объединяют в системы и вычислительные комплексы, обеспечивающие решение различных задач практически во всех сферах деятельности современного человека. Научно-технический прогресс в области создания новых средств радиоэлектроники и вычислительной техники во многом зависит от успешного решения проблемы автоматизации проектирования. Уровень сложности современной радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры приблизился к границе, за которой эффективность труда человека проектировщика резко падает, а число ошибок возрастает. Это особенно наглядно видно на этапе создания рабочего проекта устройства, когда конструктору приходится выполнять значительный объем нетворческой работы.

Автоматизация конструирования - это не только способ повышения производительности труда конструктора, но и надежный способ снижения стоимости проектирования и повышения качества конструкторской документации.

Все разнообразные средства цифровой техники: ЭВМ, микропроцессорные системы измерений и автоматизация технологических процессов, цифровая связь и телевидение и т.д. - строятся на единой элементной базе, в состав которой входят чрезвычайно разные по сложности микросхемы - от логических элементов, выполняющих простейшие операции, до сложнейших программируемых кристаллов, содержащих десятки миллионов логических элементов.

Сейчас во всем мире наблюдаются резкое увеличение производства электронной аппаратуры и повышение ее возможностей. Особенно это связано с последними успехами в области микроэлектроники. Для более подробного изучение и практики мы изучим основные требования, методы и средства разработки печатных плат, а так же умение разработки и выполнение требований нормативно технической документации.

Целями учебной практике является:

- разработка схем цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции;

- использовать средства и методы автоматизированного проектирования при разработке цифровых устройств;

- выполнять требования нормативно-технической документации.

Исходя из поставленных данных для роста поставленных целей необходимо определить ряд задач:

- ознакомление и изучение редактора АСП DipTrace;

- работа с конструкторской документацией.

В течение учебной практики сформировались следующие профессиональные компетенции:

- ПК 1. 2. Выполнять требования технического задания на проектирование цифровых устройств.

В этой компетенции выполнялись все практические задания по проектированию печатных плат.

- ПК 1.3. Использовать средства и методы автоматизированного проектирования при разработке цифровых устройств.

В этой компетенции были выполнены следующие практические задания 12,13,14 (1.4 Позиционирование компонентов, 1.5 Трассировка платы, 1.6 Медная заливка). Получены знания по упорядочиванию компонентов на плате, исполнена трассировка элементов, осуществлена медная заливка.

- ПК 1.5. Выполнять требования нормативно-технической документации.

Данная профессиональная компетенция формировалась на протяжение всей учебной практики. Каждое практическое задание выполнялось, ориентируясь на нормативно-техническую документацию.



1. Общая часть

1.1 Проектирование цифровых устройств

Проектирование называется автоматизированным, если преобразование исходного описания объекта в окончательное, необходимое для его создания, осуществляется взаимодействием человека с ЭВМ. Средством автоматизации проектирования является система автоматизированного проектирования. САПР - это организационно-техническая система, представляющая собой комплекс средств, которые взаимодействуют с подразделениями проектных организаций, и выполняющая автоматизированное проектирование. Комплекс средств включает необходимые для выполнения автоматизированного проектирования виды обеспечений:

- математическое - правила формального перехода от описания объекта проектирования к его математическим моделям, математические модели задач проектирования, методы и алгоритмы их решения, аналитические средства оценки качества решения задач и используемых алгоритмов;

- программное - совокупность программ, реализующих проектные процедуры и операции, которые необходимы для получения проектных решений - промежуточного или окончательного описания разрабатываемого объекта;

- информационное - специальным образом организованные данные справочного и проектного характера, необходимые для выполнения автоматизированного проектирования;

- лингвистическое - терминология, а также языки программирования и описания объектов и заданий на проектирование;

- методическое - совокупность документов, определяющих состав и правила эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования;

- организационное - документы, устанавливающие состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними и их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных решений;

- техническое - совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.

1.2 Печатная плата

В настоящее время разработка и проектирование печатных плат является одним из основных показателей современной научно-технической революции. Прогресс в области создания плат определяется повышением надежности, экономичности, качества и эффективности устройств, совершенствованием схем, конструкций и технологий.

Печатные платы - это элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение элементов электрической цепи. Они получили широкое распространение в производстве модулей, ячеек и блоков РЭА благодаря следующим преимуществам по сравнению с традиционным объемным монтажом проводниками и кабелями:

повышение плотности размещения компонентов и плотности монтажных соединений, возможность существенного уменьшения габаритов и веса изделий;

получение печатных проводников, экранирующих поверхностей и электро- и радиодеталей (ЭРЭ) в одном технологическом цикле;

гарантированная стабильность и повторяемость электрических характеристик (проводимости, паразитных емкости и индуктивности);

повышение быстродействия и помехозащищенности схем; повышенная стойкость и климатическим и механическим воздействиям;

унификация и стандартизация конструктивных и технологических решений;

увеличение надежности узлов, блоков и устройства в целом;

улучшение технологичности за счет комплексной автоматизации монтажно-сборочных и контрольно-регулировочных работ;

снижение трудоемкости, материалоемкости и себестоимости.

К недостаткам следует отнести сложность внесения изменений в конструкцию и ограниченную ремонтопригодность.

Элементами печатных плат являются диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и кон-тактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия.

1.3 Программа для проектирования печатных плат

DipTrace -- это мощная система проектирования принципиальных схем и печатных плат (EDA -- система).

DipTrace включает в себя четыре основные программы:

- Schematic -- разработка принципиальных схем;

- PCB Layout -- разводка плат, ручная и автоматическая трассировка;

- ComEdit -- редактор корпусов;

- SchemEdit -- редактор компонентов.

1.3.1 DipTrace Schematic - это современный программный инструмент по разработке сложных и многоуровневых иерархических принципиальных схем со множеством функций для создания визуальных и логических связей между выводами компонентов. Схемотехника позволяет пров...