齐鲁工业大学16/17学年第1学期《印刷电路板设计》期末考试
设计报告书
题目：基于Altium Designer的玩具童车电路设计
姓名_ __xxx_________
学号_xxxxxxxxxx_____
专业班级_xxxxxxxxxxxxxxxxxxx__
一、设计目的
1、熟练掌握Altium Designer绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法以及文件管理方法；
2、熟练掌握用Altium Designer设计电子电路的基本步骤；
3、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路原理图的基本流程及方法；
4、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路PCB板的基本流程及方法。
二、设计内容
用Altium Designer软件绘制一个电路图。先绘制出电路原理图，然后进行电气规则检验，没有错误后，生成元器件清单报表和网络表，然后载入网络表和元器件封装库生成印制电路板图，采用交互式布局方式调整元器件布局并查看3D 布局，进一步自动布线和手工布线相结合调整电路板布线，最后完成电路板覆铜和DRC检测。
电路设计内容，以下自选其一：
1、根据已学课程，如模电、数电、单片机等查找资料，自己确定原理图。但原
理图不能过于简单，至少包含3个集成芯片，必须包含电容、电阻不少于8个，接插件若干，其他元器件根据所选电路自选。
2、完成一个51单片机最小系统（包括时钟电路、复位电路）及外围4*4矩阵键
盘、4个独立按键、4位数码管、8个LED灯、1个蜂鸣器电路的设计。
3、设计一个6路抢答器，抢答器具有总控制允许、复位、优先抢答判决、倒计
时抢答、参赛选手编号显示等功能。
三、设计要求
1、设计报告简述设计原理和思路，根据需要可以给出电路结构框图（用方框图
表示不同的功能模块，用带箭头的直线连接说明信号传输关系或控制关系）及各部分功能概述。
2、设计数据库等文件均以学号+姓名拼写命名。
3、原理图：图纸尺寸为A4或A3，认真填写标准形式标题栏，绘图规范、清晰明了，布局合理完整，避免头重脚轻。
4、PCB图：电路板选型合理，要求各元件布局、电路板布线合理、紧凑、整齐美观。
四、设计步骤
1、本次实验的步骤根据自己设计的实际过程独立完成，步骤要简明、清楚。
2、设计步骤中应包括一些主要设计规则参数的说明。
3、为更方便和清晰地说明某些操作或步骤，可采用截图的方式说明，但截图必须配有文字解释说明（注：不只是给图取个名字）。
五、设计结果
以下截图和报表必须包括：
1、原理图截图
2、PCB板布线以及覆铜后的截图各一张（注意图纸背景和布线的颜色设置，方便
输出打印）
3、PCB板的3D效果图
4、元器件清单、网络表、ERC报表。
为更方便和清晰地说明某些操作或步骤，可选择其他截图。
截图打印即可，但要清晰可见，每个截图下方用“五号宋体”注明截图的名称。
六、设计心得
应具体、客观，真实地简述设计过程中的心得体会。
一、设计目的
1、熟练掌握Altium Designer绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法
以及文件管理方法；
2、熟练掌握用Altium Designer设计电子电路的基本步骤；
3、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路原理图的基本流程及方法；
4、熟练掌握用Altium Designer绘制电子电路PCB板的基本流程及方法。
二、设计内容
用Altium Designer软件绘制一个电路图。先绘制出电路原理图，然后进行电气规则检验，没有错误后，生成元器件清单报表和网络表，然后载入网络表和元器件封装库生成印制电路板图，采用交互式布局方式调整元器件布局并查看3D 布局，进一步自动布线和手工布线相结合调整电路板布线，最后完成电路板覆铜和DRC检测。
根据已学课程，如模电、数电、单片机等查找资料，自己确定原理图。但原理图不能过于简单，至少包含3个集成芯片，必须包含电容、电阻不少于8个，接插件若干，其他元器件根据所选电路自选。
三、设计要求
1、设计原理和思路
这是一个十分有趣的玩具童车电路，当它呼叫着警笛向前开去时，如果发现前面有障碍物，即刻自动倒车转弯，同时发出“倒车，请注意！”的声音。
电路图所截的原理图所示，IC1为一体化红外发射接收头，内部由红外发光二极管发射红外线，光电三极管接收，构成光电耦合器。IC2为双时基集成电路，及R5、R6、C5组成一个振荡电路，振荡频率大约1.2MHz，通过IC2的⑤引脚去驱动IC1中的红外发射二极管发出调制红外光线。红外线接收三极管及R1、R2、
C1、VT1组成红外线接受、光电转换和脉冲触发电路。IC2的另一时基电路及R4、C2组成延时电路。
当合上开关S后，若小车前方无障碍，电源为各集成片供电，IC2的⑧引脚未被触发，其⑨引脚电平，继电器不动作，其常闭触点1-2接通，为IC3供电，使其扬声器BL1发出警笛声。同时，另一常闭触点4-5使电动机正转，小车前进。当它发现前面两厘米左右处有障碍物，红外线发射二极管发射的光线被障碍物反射，被红外线被接收三极管接收，并转换成电信号，经C1、R2送到三极管VT1的基极，使VT1导通，其集电极输出的低电平送到IC2的⑧引脚，使触发延时电路工作，同时⑨引脚发出高电平，继电器K动作，常开触点1-3、4-6闭合，IC4通电工作，扬声器BL2发出“倒车请注意！”的警示音，电动机M反转，小车边后退边转弯（此部分为电动机驱动机械齿轮操作）；及此同时，电源经R4给C2充电，约5秒后，C2两端电压升至3.8V左右，延时过程结束，IC2的⑨引脚又变为低电平，继电器K断电释放开关，其常闭触点又接通，恢复到初始状态。
2、电路结构框图
红外线发射接收机
外界因素
延时模块
四、设计步骤
1.启动Altium Designer 10软件；
2.新建PCB 工程。执行“文件”→“新建”→“工程”→“PCB 工程”，产生一个PCB 工程文件，默认名为“PCB_Project1.PrjPCB”的文件；单击右键，在弹出的菜单中选择“保存工程”命令，保存名为“2zhuxuelin.PrjPCB”工程文件；
3.新建原理图编辑器。右击刚才新建的工程文件，在弹出的菜单中选择“给工程添加新的”→“原理图”命令，即在刚才的工程文件底下产生一个原理图文件，默认名为“Sheet1.SchDoc”；右击该文件，在弹出的菜单中选择“保存”命令，保存名为“2zhuxuelin.SchDoc”文件；
4.配置工作环境。执行“设计”→“文档选项”，打开“文档选项”对话框，设置标准类型为A4；方向为横向；显示标题块；显示边界；捕捉栅格和可视栅格设置为10，电气栅格设置为4；单位为英制单位系统；标题输入为“玩具童车电路”；其他默认；
警笛声音和倒车语音集成电路模块
继电器控制模块
电动机驱动模块
图3-1
5.载入原理图库。打开“库”面板，单击“Libraries”按钮，弹出“可用库“对话框”，选择“已安装”选项卡，软件已默认安装“Miscellaneous Devices.IntLib”通用元件库和“Miscellaneous Connectors. IntLib”通用接插件库，关闭窗口。
图 3-2
6.放置元器件。打开“库”面板，按所设计电路中的元器件依次在元件库中查找，分别放置到图纸上；若找电阻，在“库”面板的输入栏输入“res2”，则会立即出现电阻元件符号，单击“Place Res2”按钮，拖动鼠标到原理图编辑界面上，鼠标将变成十字形，并携带有电阻的符号，按“Tab”键弹出元器件的属性设置对话框，改名为“R1”，值为“1K”，完成设置后单击“OK”，在原理图纸上合适的地方单击鼠标左键放置电阻；其他元器件操作方法一样；
其中电容名称为“Cap”，二极管为“Diode”，电动机为“Motor”，三极管为“NPN”，红外线发射接收器为“Optoisolator”，继电器为“Relay-DPDT”，电池为“Battery”，扬声器为“Speaker”，开关为“SW-SPST”；
7.绘制元器件库中没有的芯片。执行“文件”→“新建”→“库”→“原理图库”命令，产生一个原理图元件库文件，右击该文件保存名为“IC2”，打开