USB下载线
电子线路CAD课程设计报告
题目： USB接口单片机编程器
系部：物理与信息工程系
班级： 2007级通信 5班
学号： 0710405008
指导老师：张涛
时间：2010年1月4日——2010年1月10日
目录一、课程设计要求：
二、电路分析：
三、电路图的绘制：
四、PCB图的绘制：
五、热转印法制作电路板：
六、电路焊接与调试：
七、总结：
八、参考文献：
一课程设计要求
1、练习最基本的一般原理图绘制及其PCB绘制；
2、制作USB公头的封装；
3、会手工做板时使用贴片元器件；
4、学习热转印的方法制作印制电路板；
5、学习使用FeCl3溶液腐蚀电路板；
6、学习使用高速电钻给印制电路板打孔的方法；
7、学习使用酒精松香溶液保护印制电路板免氧化的方法。
二电路分析
1、USB下载线电路图如下所示：
3、除以上元器件外，还要用到以下一些材料：覆铜板（4*8cm）一块，打印纸、转印纸、磨砂纸若干。
三电路图的绘制
1、根据电路图在protel99se软件中绘制USB下载线的原理图
（1）先打开protel99se软件，然后新建一个文件，再新建Schematic Document，以及添加所有元器件的库，最后对着电路图绘制出对应的原理图。
（2）绘图时在原器件库中如果找不到自己想要的相同的元器件,这时可以用其他型号的代替，只要管脚号对应。如果实在没有替代的元器件时，那么自己可以制作元器件库；首先新建一个Schematic Library Document，在其平台上制作原理图库文件。制作原理图元器件时，注意引脚的放置位置（引脚的端点应朝外放置），否则会导致原理图中连接时出现没有连接的情况，放置元器件引脚时，注意引脚的编号要正确。
（3）在绘图时器件的封装要按照电路图的要求，封装对应了各个元器件的实际大小，所用的封装都必须在PCB图里先测量一下，看是否与手中的元器件大小相同。没有的封装要去网上找或者自己绘制。
（4）在原理图中，各个元器件要标上不同的标号，可用工具-注释项来一起标注。在生成PCB时自动生成各个元器件的名称和型号，便于焊制电路板时，确定各元器件所放置的位置。
2、检验绘制的原理图的错误并进行改正
（1）原理图制作完成后，检查原理图的电器特性，如果有错误，要尝试去修改
直到无错误。确认电气特性无误后，生成网络表。
（2）发现的错误有：元器件的封装不能找到或者错误，有些节点不能显示。（3）原因分析：封装的错误主要是元器件库中没有这个封装，所以要在原理图中注明其封装；节点不显示主要是在连线时两个元件直接相连接没有经过连接线连起来，还有就是连线没有画到引脚端点而是超出了端点，最后是有交叉线时却没有节点符号。
（4）注意事项：连接每个元器件的管脚顺序不要搞错，还有就是要注意交叉的线比较多，软件可能自动生成一些节点，要删除掉，否则也会出现导入PCB错误。
3.、SB下载线SCH电路图如下所示：
四PCB图的绘制
1、在正确的原理图生成报表后，导入网络表。
2、在PCB Document界面添加各元器件封装所在的库，导入原理图所生成的网络表进行PCB图的绘制。
3、根据原理图进行元器件的排版和布线。在画线前先设置规则，比如拐角用90度角还是45度角，设定最大线宽，最小线宽，一般线宽。画线层次很重要，跳线默认为红色，在顶层放置；底线默认为蓝色，在底层放置。同时在制作PCB 库图时，要注意焊盘的编号应和原理图中其元器件引脚的编号相同。
4、USB下载线PCB图如下所示：
5、PCB排版连接完成后生成PCB打印纸，新建PCB Printer，导入PCB图。
6、用转印纸打印出PCB图。
五热转印法制作电路板
1、首先要制作转印纸。制作转印纸时先要把PCB图打印，在转印到转印纸上。
2、选择合适的铜板，要求铜板略大于PCB图，先用纱布洗刷掉铜板上面的氧化层，自然风干。
3、把转印好的转印纸贴在洗刷风干后的铜板上，用胶布固定。然后放进转印机进行转印，一般转印两遍比较好。
）进行腐蚀（可加适量热水，边4、将转印好后的铜板放到铜板腐蚀液中（FeCL
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腐蚀，边均匀搅拌液体，加快腐蚀速度），注意要时常观察铜板，以免腐蚀的时间太久把铜板上不该腐蚀的而腐蚀了，从而影响电路的效果。
5、铜板腐蚀好后，用钻孔机进行钻孔，对于不同的孔径用不同的钻孔针。同时注意钻孔时不要太快，否则会弄坏铜板。
6、钻好孔后，将铜板上的打印墨洗刷掉。（也可先洗净铜板后在打孔，但是打了洗板面更好，因为孔边没有残余铜削。）
7、洗净待干后，马上涂上松香酒精溶液（防氧化）。注意：不要涂太多，否则不易风干，而且焊接时不好焊；再自然风干。
8、参照PCB图检查电路板是否正确。例如一些不该连接的地方由于转印纸的问题制成电路板后却连上了，这是要用小刀划掉；如果该连接的地方由于腐蚀过度没有连上了，这时候就更麻烦，要补锡（我的电路板就出现了这种情况）.
六电路的焊接与测试
1、对着原理图和PCB图再次检查电路板中电路线，如有短路则有小刀把短路处的铜除掉，如有断路则用跳线或者焊锡或者用跳线和焊锡连接起来。
2、根据PCB原理图，有跳线先焊接好跳线，再遵循先小后大的原则进行焊接，焊接的时候应对照其PCB图，找准元器件的准确位置，弄清元器件正负再焊接（焊接好后发现错了再重焊很麻烦，所以宁可多花一些时间细心一点）芯片的管脚一定要弄对否则在测试时可能会烧坏。
3、在焊接每个管脚或引脚过程中，电烙铁在铜板停留的时间不要太久，以免烫坏铜板或元器件；同时还要注意焊锡丝不要焊得太多（焊锡焊得太多也容易纠结），要均匀，合理。
4、电路板焊接完成后不要先急着上电，首先进行电路检查，检查是否有漏焊、虚焊及短路和断路等情况，尤其是芯片各引脚是否短路，确定无误后在用万用表检测上电部分的正负极，看是否短路，如果检查后都没发现问题就可以上电进行电路板的调试了。
5、测试USB下载线。观察发光二极管是否亮，同时在电脑上是否能提示安装驱动。如果发光二极管不亮或者电脑上不能提示安装驱动，那么先检查芯片是否良好，在检查USB下载线自身的问题：如元件的引脚或管脚是否焊接上等。
七总结
1、在画USB下载线SCH原理图时，很需要细心，实物中元器件的实际管脚有时是和原理图库文件里的有很大的不同，需要自己动手修改，画好原理图后，要仔细检查，确认连接无误，否则在生成PCB时会导致焊盘连接错误。
2、生成PCB后，在排版过程中，检查一下电路是否连接有错误，或者还有未连接上的元器件，特别要注意检查是否有断线（有时候断线连接凭肉眼是看不出来的，所以生成PCB图后要用软件自动检测），这样可以避免原理图中因疏忽导致线路连接的错误；在PCB中摆放元器件时尽量安照SCH原理图排列，这样连线时，会比较容易。
3、因为板子大小已经确定了，所以在PCB图中应先画好边框确定其长宽的尺寸，否则的话到时原理图的尺寸比铜板的尺寸要大这样就无法做了。同时，还要注意考虑到做成的实物的美观，因而尺寸选择要合理。
4、在连线时要细心，动脑筋，学会如何去布好线，跳线能少连就尽可能少连，注意是什么样的层用什么样的颜色线连接，布线要清晰。
5、电路板的PCB图做好后，打印出来并认真检查打印纸上的电路是否打印的完好，是否有短路等情况，再一次确认电路的正确性。接着就进行转印，检查转印在电路板上的线路是否短路、断路，对于短路的电路，可以用小刀认真划开，对于连接不好的线路，可以用油墨笔填涂，填涂好后，注意一定要等油墨干以后再放到腐蚀液中进行腐蚀（油墨未干就放进腐蚀液会把油墨洗去）。
6、在腐蚀电路板的过程中，同时搅拌腐蚀液，或者加点儿热水，这样可以加快
腐蚀的速度，此外还要注意把握腐蚀时间，经常要观察铜板，以免腐蚀过度。
7、在钻孔时要细心，慢速钻孔不要太用力、太快，不同尺寸的孔需要不同的大小的针。打好孔后在铜板上涂抹适量的松香酒精溶液，以免铜被氧化，最后让铜板自然晾干。
8、铜板做好后就进行电路的焊接，在此过程中要注意遵循先小后大的原则来焊接元件（如有跳线先焊好跳线），对着PCB图来焊接，此外一定要注意元件的管脚的正负极或引脚的正确排序。
9、焊好电路板后就进行测试，检查做好的实物是否良好。如果有错误，那么要学会分析其错误之处并改正。我在测试时，第一次发光二极管不亮。我检查后发现USB公头没有焊锡好；第二次发光二极管亮了，但电脑检测不到USB，这一次的问题是两个焊盘没有焊在一起。问题得到解决后，我的作品顺利通过了老师的验收。
10、通过这一次的USB接口单片机编程器的课程设计，我觉得学到了很多书本上没有的东西，虽然在以前自己也动手做过电路板，那时只是对焊接技术有些提高，制版仍是经验不足。这次的实际动手制作从画原理图、在画PCB板，再到把PCB图转印到铜板、打孔、涂松香酒精溶液、焊接等一系列过程中，不仅再一次熟悉了制作流程，更是让我动手能力大大的提高，而且还在软件protel99的应用方面更加熟练。通过一周的实训，让我更加熟练的掌握了原理图编辑器的功能，掌握了绘制电路图的方法，及利用原理图绘制PCB图的方法，通过理论联系实际，自己亲手操作，有了更深刻的体会，激发了对自己专业的兴趣。提高了技能水平，增强自身竞争力。我体会到了平常我们只是在头脑中去抽象地记忆、理解那些课本上的理论知识。然而只有自己亲身经历了，切身体会了才能够真正理解其中的奥妙，学习到的东西才真正的属于自己。这一次的课程设计给了我们一个在实践中灵活运用知识的机会，我们也通过在实践中发现了很多关于自己的问题，也因此提高了自己的觉悟。让平时的理论知识变成板子，让我万分的欣喜也从中受到了很多的东西，通过本次的设计巩固了平时课堂上学到的理论知识这为我今后的学习奠定了基础，强化了我们的专业技能，更好的运用所学的知识，也培养了我对本专业更大的兴趣。
八参考文献：
1、潘永雄，沙河.《电子线路CAD实用教程》
2、曾峰，侯亚宁，《曾凡雨.应刷电路板（PCB）设计与制作》
3、郑诗卫.《印制电路板排版设计》
4、刘秋燕，刘景文，胥宝萍，任志娟.《Protel 99 SE电路设计》
5、高吉祥.《模拟电子技术》
6、《protel99SE入门与提高》张伟等编著，人民邮电出版社，2007
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