Разработка печатной платы в САПР KiCAD

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(национальный  исследовательский университет)»

 

 

 

Кафедра ВТ                   «УТВЕРЖДАЮ»

Ст.преподаватель________ Бахрамова Л.Л.

«___»_____________ 2013 г.

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

на тему: «Разработка печатной платы в САПР KiCAD»

 

по дисциплине: «КиТОП ЭВМ»

 

 

 

                                              Студент гр. ВВМ 4–60________ Дё К.П.

 «___»_____________ 2013 г.

 

                                                

 

 

 

                                                   Байконур 2013 г.

Содержание

 

Введение …………………………………………………………………………

1.Создание файлов символьной и технологической библиотеки………………

2.Создание схемы электрической принципиальной ……………………………

3.Размещение и трассировка печатной платы………………………………….

Заключение…………………………………………………………………………

Список использованной литературы ……………………………………………

Приложение А……………………………………………………………………

Приложение Б……………………………………………………………………

Приложение В……………………………………………………………………

 

 

Введение

 

В данной курсовой работе будет разработана схема электрическая принципиальная кодового замка. Курсовая работа будет реализована в программе KiCAD.

Библиотеки KiCad не содержат элементов, отвечающим требованием ГОСТ. Поэтому есть необходимость в создании таких элементов. Система KiCad включает возможности, позволяющие создавать любые элементы библиотек самостоятельно. В системе KiCad существуют два типа библиотек: библиотека символьных элементов (.lib) и физических корпусов (.mod). Предполагается выполнение следующих действий: компоновка, размещение и трассировка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Создание файлов символьной и технологической библиотеки

 

САПР KiCAD предназначена для проектирования типовых элементов замены печатных плат средств вычислительной техники и радиоэлектроники.

САПР KiCAD состоит из инструментов разработки плат: Kicad, EEschema, Pcbnew, Cvpcb и Gerbview.

Kicad является менеджером проекта, содержит дерево проектных решений: принципиальную схему, топологию печатной платы.

EEschema является графическим редактором принципиальной схемы. Pcbnew является редактором топологии печатных плат.

Cvpcb выполняет ассоциирование компонентов схемы с посадочными местами корпусов для размещения на плате.

Gerbview визуализирует печатную плату в файлах формата Gerber.

САПР KiCAD поддерживает следующие расширения файлов: pro – проекты, sch – принципиальные схемы, brd – печатные платы, net – списки соединений контактов, lib – компоненты библиотек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Создание схемы электрической принципиальной

 

В редакторе EEschema выполняется разработка библиотек элементов, схем в графическом виде, диагностика правильности ввода компонентов и соединений схемы (ERC), генерации файла списка соединений контактов (netlist) и чертежей схем.

Для создания новой библиотеки компонентов схемы в редакторе принципиальных схем на главном меню выбирается пункт Инструменты, в котором выбрать подпункт Редактор библиотек. Создается новая библиотека кос.lib, которая добавляется и сохраняется в основной библиотеке.

В новом открытом окне Редактора библиотек выбрать на панели инструментов пункт Создать новый компонент.

Создаются элементы из данной схемы:

- DD1,2,3;

- DD4;

- DD5;

- DD6;

- DD7;

- DD8;

- DD10;

- DD11;

- DD13;

- DD15;

- DD16;

- DD18.

Которые представлены на рисунках ниже.

Элементы DD2 и DD3 выбираются на схеме как элемент DD1, т.к. это одинаковые элементы.

 

Рисунок 2.1 – Созданный элемент DD1

Рисунок 2.2 – Созданный элемент DD4

Рисунок 2.3 – Созданный элемент DD5

Рисунок 2.4 – Созданный элемент DD6

Рисунок 2.5 – Созданный элемент DD7

Рисунок 2.6 – Созданный элемент DD8

 

Рисунок 2.7 – Созданный элемент DD10

Рисунок 2.8 – Созданный элемент DD11

Рисунок 2.9 – Созданный элемент DD13

 

Рисунок 2.10 – Созданный элемент DD15

Рисунок 2.11 – Созданный элемент DD16

Рисунок 2.12 – Созданный элемент DD18

 

Команда Разместить компонент позволяет выбрать библиотеку и компонент в ней, поместить их на рабочее поле. Все микросхемы выбираются из новой созданной библиотеки кос.lib.

Проставляются номиналы компонентов, командой Разместить проводник соединяются выводы компонентов. Если выводы не используются, тогда они помечаются флагом «не соединено». Для питания и заземления ставится виртуальный компонент PWR_FLAG.

Чертеж схемы электрической принципиальной представлен в приложении А.

Выполняется команда Выполнить проверку электрических правил проектирования – Тест ERC, в окне Маркеры не должно быть сообщений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Размещение и трассировка печатной платы

 

Создаются списки соединений контактов (net-файл) командой Сформировать список цепей. Командой Запустить Cvpcb для назначения посадочных мест компонентам вызывается окно инструмента Cvpcb для установки соответствия компонентам посадочных мест(рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – назначение посадочных мест компонентам

Для размещения компонентов на посадочные места выполняется команда Запустить Pcbnew для разработки печатной платы в инструментарии EEschema.

С помощью команды Считать список цепей распологаются вcе посадочные места в верхнем левом углу. При включенном режиме Режим посадочных мест: ручное и автоматическое перемещение или размещение модулей и нажатии правой клавишей мыши на пустом поле можно выбрать пункт Глобальное перемещение и размещение->Переместить все модули, что позволит переместить все посадочные места на рабочее поле. Чтобы задать размеры и контур платы, необходимо выбрать рабочий слой Контур платы и выполняется команда Добавить граф. линии или полигоны, очерчиваем границы печатной платы. Далее можно вручную с помощью нажатия правой клавиши мыши на компоненте вызвать пункт Посадочное место и выполнить команду Переместить.

Плата с размещенными элементами и размерами представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Плата с размещенными элементами и размерами

Для трассировки платы нужно перейти в Режим дорожек: автотрассировка на верхней панели инструментов. Нажав правой клавишей мыши на пустом пространстве, выбрать Автотрассировка- >Выбор пары слоев: Верхний слой – Front, Нижний слой – Back. Далее выбрать Автотрассировка->Автотрассировать все модули для начала процесса трассировки.

Командой Добавить зоны добавляется контур зоны печатной платы. Чертеж трассировки верхнего и нижнего слоев печатной платы

представлены в приложении Б, В соответственно.

Заключение

 

В ходе выполнения курсовой работы освоили разработку печатных плат в САПР KiCAD.

Рассмотрены состав и общие сведения об инструментарии пакета САПР KiCAD (Kicad, EEschema, Pcbnew и Cvpcb), методика разработки схемных

компонентов, посадочных мест, режимы ручного, автоматического размещения и трассировки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение А

(обязательное)

 

 

Рисунок А.1 - Чертеж схемы электрической принципиальной

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Б

(обязательное)

 

Рисунок Б.1 - Чертеж трассировки верхнего слоя печатной платы

 

Рисунок Б.2 - Чертеж трассировки нижнего слоя печатной платы

Список использованной литературы

1.Лавров С.Ф. «Разработка печатной  платы в системе САПР PCAD4.5» методическое пособие по выполнению КР по курсу «КиТОП ЭВМ».

2.Бахрамова Л.Л. «Разработка печатной  платы с помощью пакета программ  PCAD4.5 по созданной принципиальной схеме» МУ к выполнению лаб. Работы.