Выбор САПР для автоматизированного проектирования (стр. 3 из 4)

Основными исходными данными для расчетов элементов печатного монтажа является класс плотности и шаг координатной сетки 2,5 мм.

Для разрабатываемой печатной платы выбираем первый класс плотности монтажа.

Размеры элементов проводящего рисунка для первого класса плотности

Ширина проводников, мм………………………………………………………….. 0,75;

Расстояние между проводниками, мм……………………………………………... 0,75;

Контактный поясок, мм………………………………………………………………. 0,3;

Коэффициент погрешности, мм…………………………………………………….. 0,65;

Рассчитываем диаметр отверстий:

Dотв = Dвыв + (0,2 …. 0,3)

где Dвыв - диаметр выводов ЭРЭ.

Dотв =0,7 + 0,265 = 0,965 мм,

Диаметр контактной площадки отверстий определяется по формуле:

d_K=Dотв + c + 2b

где d_K- диаметр контактной площадки отверстий;

Dотв - диаметр отверстия;

с-суммарный коэффициент, учитывающий изменение диаметров отверстий, контактных площадок, межцентрового расстояния и смещения слоев в процессе изготовления (с=0,5 мм);

b-ширина контактной площадки в узком месте : b=0,15 мм.

Рассчитываем диаметр контактной площадки отверстий

d_K1 =0,9+ 0,5+ 2*0,062 = 1,524 мм

Так как в разрабатываемой печатной плате нет цепей, по которым течёт большой ток, то ширину дорожек в свободных местах принимаем равной 0,75 мм.

Таблица 1 - Исходные данные для проектирования печатной платы

Наименование элемента	Установочный размер	Количество элементов	Количество вентилей в корпусе
Конденсатор электролитический К50-75	10*21	7	1
Микросхема К155ИД3	7,5 * 31,5	1	1
Микросхема PIC16F873	7,5 * 23	1	1
Микросхема К555ЛА7	7,5*19,5	2	2
Микросхема LM358N	7,5*19,5	2	4
Микросхема КР1533ЛА3	7,5*19,5	1	1
Микросхема К555ИД7	7,5*19,5	1	1
Переключатель	4*10	10	1
Катушка индуктивности	15*5	2	1
Кварцевый резонатор 3,58МГц	15*5	1	1
Транзистор IRF44N	6*2,5	1	1
Транзистор КТ315	6*2,5	1	1
Светодиодная матрица	17,5*10	32	1
Конденсаторы слюдяные Aico	4,5*1,5	32	1
Стабилизатор	8*8	1	1
Диод	8*3	7	1
Резистор	5,5*2,5	55	1
Контактный штырёк	3*3	4	1

Предварительный расчет площади печатной платы:

где К – коэффициент интеграции, К=2…3;

S_эл - площадь элементов;

n - количество элементов.

В соответствии с ГОСТ 10317-79 выбираем размеры печатной платы 120х160 мм.

В соответствии с ГОСТ 23751-86 выбираем ширину печатных проводников 0,75 мм.

Для всех элементов размеры контактных площадок выбираем равными 1,524мм, размеры отверстий выбираем равными 0,965мм.

3 Алгоритм разработки библиотеки условно-графического обозначения

Разработка условно-графического обозначения элемента транзистора VT4:

Первое, что необходимо сделать при разработке УГО элементов, настроить программу входящую в пакет P-CAD 2001. Для этого открываем вышеуказанную программу. В ней в главном меню заходим в настройки конфигурации. В настройках конфигурации программы задаем единицы измерения координатной сетки (миллиметры) после этого подтверждаем свои действия нажатием кнопки ОК. В нижней части окна находим поле задания шага координатной сетки. Устанавливаем шаг координатной сетки, равным пол миллиметра (0,5 мм). Теперь можем приступить к рисованию условно-графического обозначения. Для этого выбираем команду placeline и рисуем изображение транзистора VT4 согласно ГОСТ2.747-68 ЕСКД. Затем ставим выводы транзистора. Для этого выбираем команду placepin. В появившемся диалоговом окне выбираем установку длинны вывода вручную и ставим длину вывода равную 4 мм. Затем убираем галочки с названия и номера вывода (для транзистора они не нужны, так как оба вывода пассивные и равнозначные). Ставим выводы с двух сторон, соответственно УГО. Затем устанавливаем на один из выводов точку привязки к координатной сетке. Точка привязки ставится с помощью инструмента Placerefpoint. После этого устанавливаем подпись элемента командой PlaceAttribute, выбрав в появившейся таблице Component/RefDes. Сохраняем элемент в библиотеке командой Symbol/SaveAs. Компоненту присваиваем название VT_POL и сохраняем его в библиотеку.

Создаем УГО микросхемы. Для того, чтобы избежать повторной настройки программы, удаляем с поля изображение транзистора, за исключением подписи RefDes. Выбираем шаг координатной сетки 5 мм, так как по ГОСТ 2.743-91 ЕСКД расстояние между выводами УГО микросхемы 5 мм. Устанавливаем выводы элемента. Для выводов необходимо поставить подпись номера PinDes. Для выхода необходимо установить OutsideEdge в значение Dot. Затем инструментом PlaceLine рисуем габариты УГО в виде прямоугольника. Для установки точки привязки сперва меняем шаг координатной сетки в нижней части окна программы на 2,5 мм. Затем командой PlaceLineрисуем информационные поля выводов микросхемы, командой PlaceTextставим её обозначения. Командой PlaceRefPoint устанавливаем точку привязки и сохраняем элемент с названием DD4 в ранее созданной библиотеке library.lib. Диалоговое окно сохранения элемента вызывается командой Symbol/Saveas.

4 Алгоритм разработки конструкторской библиотеки

Проектирование посадочных мест осуществляется средствами программы P-CAD Pattern Editor.

Запускаем программе P-CADPattarnEditor. Прежде чем приступить к разработке условно-графического обозначения элемента устанавливаем единицы измерения координатной сетки в миллиметры. Для этого открываем окно настройки конфигурации программы Option/Configure… В этом окне устанавливаем единицы измерения «мм». Закрываем диалоговое окно конфигурации. Так как шаг координатной сетки в нашем случае на печатной плате будет равен 2,5 мм, устанавливаем этот шаг координатной сетки в нижней части окна в поле настройки шага координатной сетки.

Далее рисуем габаритные размеры корпуса микросхемы. Для этого выбираем инструмент Placelineи в слое TopSilk. Ставим шаг координатной сетки 0,5 мм и рисуем прямоугольник. После этого рисуем ключ первого вывода.

Посадочное место установлено, осталось установить основные атрибуты. Устанавливаем точку привязки командой PlaceRefPoint. Атрибут подписи элемента устанавливаем командой PlaceAttribute, в диалоговом окне PlaceAttributeустановив AttributeCategoryв значение Component, Nameв положение RefDes.

Сохраняем посадочное место конденсатора с названием DD16 в ранее созданной библиотеке командой Pattarn/SaveAs.

Создаем посадочное место для транзистора. Для этого устанавливаем шаг координатной сетки 1 мм. Очищаем поле удалив все элементы кроме атрибутов. Устанавливаем три контактные площадки на расстоянии два cполовиной миллиметра по горизонтали. С помощью элемента PlaceArc и PlaceLineрисуем габаритные размеры транзистора установив шаг координатной сетки 1 мм. Точку привязки переносим на один из выводов.

Сохраняем посадочное место транзистора в ранее созданной библиотеке командой Pattarn/SaveAsпод именем Transistor.

5 Упаковка базы данных для печатной платы

Упаковка базы элементов печатной платы дает возможность объединить библиотеку УГО с библиотекой посадочных мест. Это необходимо сделать, чтобы затем в редакторе SchematicEditor и PCB Editor производить конструкторское проектирование. Упаковка элементов производится в программе P-CADLibraryExecutive.

Упаковка микросхемы:

Запускаем программу P-CADLibraryExecutive.

Выбираем меню Component/New, после чего открывается диалоговое окно, в котором выбираем библиотеку с УГО и посадочными местами. После выбора библиотеки открывается окно ComponentInformation. В нем выбираем посадочное место (кнопка SelectPattern) микросхемы. В строке NumberofGates (количество логических частей) устанавливаем значение 1. Затем в строке RefdesPrefix (префикс позиционного обозначения) устанавливаем значение DD. Далее выбираем УГО (кнопка SelectSymbol).

Затем открываем окно PinView, нажатием на одноименную кнопку. В этом окне задаются номера и имена выводов на УГО и посадочном месте, для их соответствия. Вводим соответствующие номера в столбцах, относящихся к УГО и посадочным местам.

При этом номера логических выводов задаем в колонке Gate#, номера выводов УГО в колонке SymPin #, номера выводов корпуса в колонке PinDes. Тип вывода задается в колонке ElecTypeиз выдвижного меню. Для выводов питания отдельно указываем название выводы, которое будет соотносится с компонентами типа Power.

После этого сохраняем компонент, выбирая меню Component/SaveAs… в той же библиотеке под именем DD3.

Упаковка транзистора:

Упаковка транзистора проводится аналогично.

Выбираем меню Component/New, после чего открывается окно, в котором выбираем ранее созданную библиотеку. После выбора библиотеки открывается окно ComponentInformation. В нем выбираем посадочное место (кнопка SelectPattern) конденсатора. В строке NumberofGates (количество логических частей) устанавливаем значение 1. Затем в строке RefdesPrefix устанавливаем значение R. Далее выбираем УГО (кнопка SelectSymbol).

Затем открываем окно PinView и заполняем таблицу аналогично предыдущему элементу.

В колонке Gate# расставляем номера логических частей в соответствии с выводами на посадочном месте, а в SymPinномера выводов на УГО.

В колонке PinNameничего не вводим, так как при построении схемы электрической принципиальной нет необходимости, чтобы выводились имена выводов.