Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розробка конструкції 8-ми розрядного буферизованого суматора у середовищі системи Protel Altium DXP.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Електронні обчислювальні машини
Інформація про роботу
Рік:
2006
Тип роботи:
Розрахункова робота
Предмет:
Автоматизація проектування комп’ютерних систем
Група:
КІ-4
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра електронних
обчислювальних машин
Звіт
про виконання розрахункової роботи
з курсу „ Автоматизація проектування комп’ютерних систем ”
Тема:
Розробка конструкції 8-ми розрядного буферизованого суматора у середовищі системи Protel Altium DXP
Виконав:
ст. гр. КІ-4
Перевірив
Львів – 2006
Зміст
1. Завдання
Розробити конструкцію 8-ми розрядного буферизованого суматора засобами системи Protel Altium DXP, що включає побудову електричної принципової схеми та створення і трасування друкованої плати.
Побудувати 8–ти розрядний буферизований суматор на основі таких елементів:
2. Побудова електричної принципової схеми пристрою
Створення нового проекту
Натиснемо лівою кнопкою миші по значку Create а new Board Level Design Project (створити новий проект друкованої плати) у секції Pick а Task (вибір завдання) робочого столу системи Protel DXP.
Перейменуємо файл проекту за допомогою команди меню File | Save Project As. З'явиться вікно, в якому треба вказати місце на диску, де зберігатиметься проект і його ім'я. У нашому прикладі назвемо проект m@Qs_8 bit_adder.PrjPCB і натиснемо кнопку Save.
Створення нового листа принципової схеми
Виконаємо команду меню Fle | New | Schematic або клацнемо мишкою на опції Schematic Sheet в секції New панелі управління Files. На робочому столі системи Protel DXP з'явиться порожній лист принципової схеми з ім'ям за замовчуванням Sheet1.SchDoc, який автоматично буде доданий в наш проект. На вкладці Projects новий лист схеми відображатиметься в категорії Schematic Sheets під ім'ям проекту.
Перейменуємо створений файл схеми з розширенням .SchDoc за допомогою команди File | Save As. У вікні, що з'явилося, треба вказати місце, де цей файл зберігатиметься і ім'я, в нашому випадку m@Qs_8 bit_adder_scheme.SchDoc.
Налаштування параметрів листа схеми
Виберемо команду меню Design | Options, після чого відкриється діалогове вікно Document Option, де настроюються розмір листа і крок сітки.
Встановимо значення видимої сітки Visible Grid, що полегшує орієнтування по схемі рівним 10, що відповідає 5 мм.
Встановимо крок сітки Snap Grid, що визначає дискретність переміщення курсору по схемі, рівним 2 що відповідає 1 мм.
Задамо розміри листа. Наприклад, потрібно одержати лист схеми формату А4, що має розміри 210 х 297 мм. Користуючись нашим правилом 1 мм = 2 дисткретам ми повинні встановити призначені для користувача розміри листа, для чого включимо перемикач Use Custom Style. Далі введемо в поле Custom Width число 420, а в полі Custom Height число 594.
Встановимо число координатних зон, необхідних для виконання автоматичної перенумерациії позиційних позначень, по горизонталі (X Region Count) рівним 6, а по вертикалі (Y Region Count) рівним 8. В цьому випадку зони матимуть розмір близько 40 мм, що цілком достатньо.
Натиснемо кнопку OK для збереження всіх встановлених параметрів.
Пошук компонентів в бібліотеках і підключення бібліотек
Викличемо панель управління бібліотеками Libraries натисненням на кнопку Libraries в нижній частині вікна Design Explorer. Якщо до системи не підключено жодної бібліотеки, то панель буде порожньою.
Натиснемо кнопку Search, розташовану у верхній частині панелі Library, або виконаємо команду меню Tools | Find Component. Відкриється діалогове вікно Search Libraries.
На вкладці Search цього вікна в полі Scope включимо опцію Libraries on Path, а в полі Path задамо папку, де слід шукати потрібну бібліотеку. Якщо інсталяція системи Protel DXP виконувалася в папку за замовчуванням, то бібліотеки знаходитимуться за адресою C:\Program Files\Altium\Library. Перемикач Include Subdirectories при цьому повинен бути вимкнений.
За допомогою миші виберемо знайдену бібліотеку TI Logic Flip-Flop.IntLib, яка містить регістр SN74AS374N, який функціонально відповідає регістру 555ИР23. Бібліотечний опис елемента складається з символу для редактора принципових схем, топологічного посадочного місця для редактора платні, Spice модель для моделювання і модель для аналізу цілісності сигналів.
Підключимо цю бібліотеку до системи Protel натисненням на кнопку Install Library. Якщо ця бібліотека вже підключена, то ця кнопка буде заблокованою.
Закриємо вікно пошуку натисненням на кнопку Close.
Розміщення елементів на схемі
Включимо панель управління бібліотеками (якщо вона прихована) кнопкою Library в нижній частині екрану або вибором відповідної вкладки.
У випадному списку на цій панелі виберемо бібліотеку TI Logic Flip-Flop.IntLib, у якій знаходиться потрібний нам регістр.
Перемістимо покажчик миші з прилиплим символом в потрібне місце схеми. Клацнемо лівою кнопкою миші або натиснемо клавішу Enter.
Натиснемо клавішу Esc і вийдемо з режиму розміщення регістру. Покажчик миші знову прийме вигляд стрілки.
Таким чином добавимо в схему наступні елементи: суматор 155ИМ3 (74LS83A з бібліотеки NSC Logic Arithmetic.IntLib) і 14-контактний конектор з бібліотеки Miscellaneous Connectors.IntLib.
З’єднання елементів
Відкриваємо лист нашої схеми і за допомогою команд Place Wire з’єднуємо наші елементи (контакти). За допомогою команди Place Bus малюємо шину, командою Place Bus Entry встановлюємо конектори до шини. Позначення конекторів встановлюємо за допомогою команди Place Net Label.
Компіляція проекту
В процесі компіляції буде виконана перевірка всіх налаштувань, зроблених нами раніше в діалоговому вікні Option for Project. Запустимо компіляцію проекту за допомогою команди меню Project | Compile PCB Project.
Скомпільований проект буде показаний на панелі Compiled, а можливі помилки - на панелі Messages, яка включається однойменною кнопкою в нижній частині екрану. Якщо схема намальована коректно, то ця панель залишиться порожньою. Якщо помилки все ж таки знайдені, то починається ітераційний цикл налагодження проекту.
3. Побудова друкованої плати
Створення заготовки креслення друкованої плати
Створимо новий документ, який міститиме креслення друкованої плати. Для цього клацнемо лівою кнопкою миші по опції PCB Board Wizard, розташованій в секції New from Template в самому низу панелі Files.
Відкриється діалогове вікно із запрошенням. Для продовження натиснемо кнопку Next.
У наступному вікні нам буде запропоновано вибрати систему одиниць вимірювання, нам слід обрати метричну система одиниць. Натиснемо кнопку Next. Відзначимо, що редактор друкованої плати системи Protel DXP однаково добре працює як з метричною так і з дюймовою системами одиниць. Перемикання системи одиниць може бути виконано у будь-який момент роботи над проектом за допомогою гарячої клавіші Q.
Далі нам буде запропонований список існуючих шаблонів стандартних промислових друкованих плат, але оскільки ми збираємося створювати нестандартну плату, то виберемо Custom - перший рядок у цьому списку, і натиснемо кнопку Next.
З'явиться вікно, в якому потрібно задати форму і розміри майбутньої плати. У лівій частині вікна в списку Outline Shape виберемо опцію Rectangular (прямокутна), а в поля Width (ширина) і Height (висота) введемо 50 mm. При переході з одного поля в інше відбувається автоматичний перерахунок заданих в міліметрах розмірів в мілі (тисячні долі дюйма), не дивлячись на те, що спочатку ми вибрали метричну систему одиниць.
У правій частині задамо товщину ліній промальовування меж плати (Boundary Track Width) та розмірів (Dimension Line Width) рівну 0.1 mm, і відступ від краю плати (Keepout Distance From Board Edge) рівний 2 mm. Вимкнемо опції Title Block & Scale, Legend String і Dimension Lines, після чого натиснемо кнопку Next.
Наступне вікно запропонує вибрати число сигнальних шарів, а також внутрішніх шарів живлення і заземлення. Наша плата матиме тільки два сигнальних шари, тому в полі Signal Layers слідує ввести число 2, а в полі Power Planes - число 0. Для продовження натиснемо кнопку Next.
Далі слід визначити тип перехідних отворів. Оскільки ми проектуємо просту двосторонню плату, то виберемо тип Thru-hole Vias ( наскрізні перехідні отвори ). Відмітимо, що система Protel DXP дозволяє використовувати на багатошаровій платі сліпі і глухі перехідні отвори, у тому числі і по технології Microvia. Натиснемо кнопку Next.
У наступному вікні необхідно вибрати переважаючу технологію монтажу компонентів (поверхневий або монтаж в отвори) і стиль трасування. Виберемо опцію Thru-hole components (монтаж в отвори) і допустиме число провідників між суміжними контактними майданчиками оберемо рівним 2. Натиснемо кнопку Next.
На наступному кроці від нас потрібно задати мінімально допустимі розміри об'єктів на друкованій платі, які будуть перетворені майстром в правила проектування. Тут задаються мінімально допустимі: ширина провідника (Track Size), діаметр майданчика перехідного отвору (Via Width), діаметр перехідного отвору (Via Hole Size) і зазор між провідниками (Clearance). Для простоти, залишимо ці значення заданими за умовчанням. Натиснемо кнопку Next.
Останнє діалогове вікно повідомляє нас, що створення заготовки плати завершене. Якщо необхідно внести які-небудь корективи в задані значення, то за допомогою кнопки Back можна повернутися в потрібне вікно. Інакше натиснемо кнопку Finish.
Майстер PCB Wizard передасть всі зроблені установки в редактор друкованих плат, в якому відкриється новий документ з ім'ям PCB1.PcbDoc. Цей документ містить білий лист креслення плати і заготівку плати - чорний прямокутник з сіткою. Щоб приховати білий лист і залишити у вікні редактора тільки плату необхідно вимкнути опцію Design Sheet в діалоговому вікні Board Options, що викликається командою меню Design | Options.
Змініть масштаб креслення можна за допомогою команди View | Fit Board (гарячі клавіші V, F).
Новий документ буде автоматично доданий в проект і з'явиться на вкладці Projects в категорії PCBs (друковані плати). За допомогою команди меню File | Save As вкажемо місце на диску, де зберігатиметься файл і привласнимо йому ім'я m@Qs_8-bit_adder_board.PcbDoc.
Додавання існуючого креслення плати в проект
Виконаємо команду меню Design | Update PCB, після чого відкриється діалогове вікно Engineering Change Order.
Натиснемо кнопку Validate Changes (перевірити зміни). У лівій частині Check стовпця Status навпроти кожному запису з'явиться зелений значок з "галочкою". Якщо система виявить помилки, наприклад, в бібліотеці відсутній потрібне топологічне посадочне місце, то напроти відповідного запису з'явиться значок помилки. В цьому випадку слідує закрити вікно Engineering Change Order і перевірити наявність повідомлень про помилки на панелі Messages і усунути їх.
Натиснемо кнопку Execute Changes (виконати зміни), після чого почнеться операція передачі інформації. У міру її виконання напроти кожного запису в правій частині Done стовпця Status з'являтиметься зелений значок з "галочкою".
Натиснемо кнопу Close. Система перемкнеться в режим редактора друкованої плати, в якому на порожнє креслення будуть додані всі елементи.
4. Розміщення корпусів та трасування друкованої плати
Після того як ми додали існуюче креслення до друкованої плати, ми можемо розмістити елементи на платі, як вручну так і за допомогою програми автоматичного розміщення. Бажано розміщати елементи на платі вручну.
Виділимо групу елементів, для чого, утримуючи натиснутою клавішу SHIFT, виконаємо клацання лівою кнопкою миші на кожному з них. При цьому елементи підсвічуватимуться сірим кольором.
Натиснемо кнопку Align Components by Top Edges (вирівняти по верхньому краю) на панелі інструментів Component Placement або виконаємо команду меню Tools | Interactive Placement | Align Top. Всі виділені компоненти будуть вирівняні по верхньому краю.
Натиснемо кнопку Make Horizontal Spacing of Components Equal або виконаємо команду меню Tools | Interactive Placement | Horizontal Spacing | Make Equal, щоб розмістити компоненти з однаковим кроком.
Авторозміщення за допомогою програми Statistical Placer
Виконаємо команду меню Tools | Auto Placement | Auto Placer.
У вікні Auto Place, що відкрилося, виберемо опцію Statistical Placer. У нижній частині вікна будуть розташовані органи настройки цієї програми.
Включимо опцію Group Components (групувати компоненти).
Включимо опцію Rotate Components (повертати компоненти).
Обов'язково включимо опцію Automatic PCB Update (автоматично оновлювати плату), щоб не втратити одержані програмою розміщення результати. Натисненням кнопки OK запустимо процес розміщення.
Автотрасування
Зробимо копію розробленої нами друкарської плати для подальших експериментів, для чого відкриємо в редакторі друкарської плати документ m@Qs_8-bit_adder_board.PcbDoc і виконаємо команду меню File | Save Copy As і вкажемо ім'я файлу m@Qs_test.PcbDoc.
За допомогою команди File | Open відкриємо файл m@Qs_test.PcbDoc як вільний документ.
Видалимо всі існуючі на платі провідники, щоб вони нам не заважали. Раніше ми це робили з допомогою конструктора запитів, а зараз скористаємося спеціально призначеною для цього командою меню Tools | Un-Route | All (гарячі клавіші U, A). Зверніть увагу на інші команди даного розділу меню, які дозволяють видаляти провідники ланцюгів цілком (Net), окремих їх зв'язків (Connection), всі зв'язки певного компоненту (Component) і всі зв'язки усередині області розміщення (Room). В процесі роботи над платою ці команди використовуватимуться дуже часто. Виконаємо команду меню Autoroute | All (гарячі клавіші A, A). На екрані з'явиться діалогове вікно вибору стратегії трасування Situs Routing Strategy. Тут на вкладці Strategy присутні п'ять наперед заданих еталонних стратегій трасування: Cleanup - "чищення" топології, Default 2 Layer Board - проста двошарова плата, Default 2 Layer With Edge Connectors - двошарова плата з торцевим роз'ємом, Default Multilayer Board - багатошарова плата, Via Miser - трасування з мінімізацією числа перехідних отворів. За допомогою миші виберемо стратегію Default 2 Layer Board і натиснемо кнопку Route All. Програма виконає автоматичне трасування плати за лічені секунди.
Висновок
Виконуючи цю розрахункову роботу я оволодів практичними навичками роботи в середовищі системи автоматизованого проектування Protel Altium DXP. Засобами даної системи розробив конструкцію 8-ти розрядного буферизованого суматора: побудував електричну принципову схему і на її основі побудував друковану плату, вручну розмістивши елементи схеми та провівши автоматичне трасування друкованої плати.
Література
1. Юрий Попов “Protel DXP для начинающих”
www1. http://www.eltm.ru
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора