Giáo trình thiết kế mạch bằng máy tính trần văn dũng (chủ biên)

TRƯỜNG CĐN CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI Chủ biên: Trần Văn Dũng ­­­­­­­***­­­­­­­­­ GIÁO TRÌNH  THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH  ( Lưu hành nội bộ) HÀ NỘI 2012 Tun bố bản quyền Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ dùng trong nhà trường với mục  đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn  thơng tin có thể được tham khảo Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội in ấn và  phát hành.  Việc sử dụng tài liệu này với mục đích thương mại hoặc khác với mục  đích trên đều bị nghiêm cấm và bị coi là vi phạm bản quyền Trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các  thơng tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình LỜI NĨI ĐẦU  Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng  nghề  Điện tử  cơng nghiệp thực hành nghề  giữ  một vị  trí rất quan trọng: rèn   luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành địi hỏi nhiều yếu tố: vật tư  thiết bị  đầy đủ  đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và  đáp ứng với u cầu thực tế Nội dung của giáo trình “Thiết kế  mạch bằng máy tính” đã được xây  dựng trên cơ  sở  kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp   với những nội dung mới nhằm đáp ứng u cầu nâng cao chất lượng đào tạo   phục vụ sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,.  Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức   mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề  cập những nội dung cơ  bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường   tự điều chỉnh cho thích hợp và khơng trái với quy định của chương trình khung  đào tạo cao đẳng nghề Tuy các tác giả  đã có nhiều cố  gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình  chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia   đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chun gia kỹ  thuật đầu   ngành Xin trân trọng cảm ơn! Bài 1: Cài đặt phần mềm trên máy tính 1. Khái qt chương trình Mơi trường vẽ và thiết kế trong Altium Designer a. Các vùng và khối chức năng - Editor: Là khu hiệu chỉnh. Chỉnh sửa các bản vẽ, thiết kế, câu lệnh lập   trình. Ứng với mỗi mơi trường thì có một Editor riêng Mơi trường vẽ ngun lý: Schematic Editor Môi trường vẽ mạch in : PCB Editor Môi trường vẽ thư viện nguyên lý: Schematic Lib Editor Môi trường vẽ thư viện PCB: PCB Lib Editor - Workspace Panels: là vùng chứa các panel chức năng, trợ giúp cho việc  thiết kế như: Project, Libraries, Inspector  - Panels Control: là nơi để bật hoặc tắt các panel - Document Bar: Thanh tiêu đề của các tài liệu đang được mở - Menu Bar: Thanh thực đơn.  Với mỗi mơi trường khác nhau thì số lượng Menu sẽ thay đổi để  phù hợp với mơi trường đó b. Các mơi trường thiết kế trong Altium Designer Altium Designer chia làm 4 mơi trường vẽ và thiết kế độc lập nhau: - Schematic Editor: Mơi trường vẽ và thiết kế mạch ngun lý Hình 1.5. Mơi tr ườ ng v ẽ  và thi ế t k ế  ngun lý (Schematic Editor) - PCB Editor: Mơi trường vẽ và thiết kế mạch in  Hình 1.6. Mơi tr ườ ng v ẽ  và thi ế t k ế  m ch in (PCB Editor) - SCH Library Editor:  Môi trường vẽ  và thiết kế  thư  viện linh kiện  nguyên lý Hình 1.7. Mơi tr ườ ng v ẽ  và thi ế t k ế  th  vi ệ n linh ki ệ n ngun lý   (SCH Library Editor) - PCB Library Editor: Mơi trường vẽ và thiết kế hình dạng và chân linh  kiện Hình 1.8. Mơi trường vẽ và thiết kế chân linh kiện 2. Hướng dẫn cài đặt phần mềm thiết kế mạch Bước 1: Chạy file AltiumInstaller.exe Chạy Autoplay Hiện ra các cửa sổ cài đặt. Bạn chỉ việc next và next 10 kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 12 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ đồ ngun lý và mạch in PCB 93 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 13 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  94 vẽ sơ đồ ngun lý và mạch in PCB 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 14 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 95 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ ngun lý và mạch in PCB 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 15 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   96 vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ nguyên lý và mạch in PCB +5V +5V D 12 C LK C O LM 555 4017 C 104 C 10U 1 C V N G U O N 10 11 D D D D D D D D 10 R 100 +5V J1 R S T TH R TR G G N D 15 Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q E N A 14 13 D S C H G G N D R O U T V C C V C C R S T 1k D 16 U U R 1 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm 97 BÀI 16 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ ngun lý và mạch in PCB 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  98 rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 17 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ ngun lý và mạch in PCB MACH NHAY DUOI DUNG 5 BJT +12V J1 +12V 27K LED LED LED LED Q C 828 Q C 828 Q C 828 Q C 828 1K 1K 560 1K 560 100uF 560 100uF 3. Mô tả công việc 99 Q C 828 1K 560 100uF C O N 560 100uF Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 18 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ nguyên lý và mạch in PCB MACH COI HU DUNG 2 IC555 9V 9V C O N VR 22K 1K C 4 ,7 u F D SC H G O U T C V R ST TH R TR G VC C LM 555 R R 220 G N D 100K 3 ,3 u F LED 100 C C LS1 D SC H G O U T C V R ST TH R TR G VC C LM 555 SPEAKER G N D 100K U VR C C 3. Mô tả công việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 19 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ nguyên lý và mạch in PCB 101 MACH COI HU DUNG 2 IC555 9V 9V C ON VR 22K 1K C 4 ,7 u F D SC H G OU T C V R ST TH R TR G VC C LM 555 R R 220 GN D U 100K 3 ,3 u F LED C C LS1 D SC H G OU T C V R ST TH R TR G VC C LM 555 SPEAKER GN D 100K C C VR 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 20 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  102 vẽ sơ  đồ nguyên lý và mạch in PCB J1 R R C O N 14 330 5K SW U 1A 14001 47 D 10 11 13 Q 1 u 14001 14001 Q 7 U 1D 14001 12 C U 1C U 1B 14 14 1K 14 LED 1K R R L1 D LED 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 21 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử 103 D Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ nguyên lý và mạch in PCB M A C H  O N  A P  D U N G  B J T J1 J2 (2 W ) H 1061 C O N 2 C 1815 C O N C 1815 ,7 K 470 1K VR 10K C 1815 D V 1K 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 22 104 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ nguyên lý và mạch in PCB MACH ON AP DUNG IC OP­AMP 741 J1 J2 ,6 /1 W H 1061 2 C O N C O N C 1815 470 1K LM 741 - + R VR 50K R VR 9V 220 10K 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) 105 Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm BÀI 23 VẼ SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ MẠCH IN PCB TRÊN MÁY TÍNH Giới thiệu: Phần thi này nhằm mục đích đánh giá kỹ năng của thí sinh về năng lực   vẽ, thiết kế mạch điện tử Thí sinh phải thiết kế sơ đồ ngun lý và mạch in PCB trên máy tính sử  dụng cơng cụ thiết kế mạch điện tử trên máy tính theo bản vẽ và hướng dẫn   đã cho Nội dung cơng việc: 1. Thời gian: Thí sinh thực hiện nội dung này trong thời gian 1 giờ 30 phút 2. Nhiệm vụ Từ  sơ  đồ  đã cho thí sinh dùng phần mềm thiết kế mạch trên máy tính  vẽ sơ  đồ nguyên lý và mạch in PCB 106 VC C VC C 7 P P P P P P P P 3 3 3 3 -R x D -T x D 1 1 1 1 XTA L1 XTA L2 19 18 R ST 31 C XTA L1 XTA L2 C Y VC C P P P P P P P P 1 1 1 1 P P P P P P P P 3 3 3 3 VC C 1 1 1 1 D /R XD /TXD /IN T /IN T /T0 /T1 /W R /R D AT89C 51 0 0 0 0 P P P2 P2 P2 P2 P2 P2 XTA L1 XTA L2 E A /V P P R ST P P P P P P P P /A /A /A /A /A /A /A /A D D D D D D D D /A /A /A /A /A /A /A /A A L E /P R O G PSEN 39 38 37 36 35 34 33 32 A A A A A A A A D D D D D D D D 21 22 23 24 25 26 27 28 A A A A A A A A 1 1 1 30 29 ALE PSEN A A A A A A A A D D D D D D D D R R R R R R R R 3 3 3 3 D D D D D J2 D VC C R C G N D P P P P P P P P R ST 20 J4 40 U J3 D R 2 SW 1 3. Mơ tả cơng việc Thí sinh phải vẽ  mạch theo sơ đồ  đã cho trên máy tính (Nội dung này  kiểm tra trực tiếp trên máy tính, lưu kết quả dạng bản mềm hoặc bản cứng) Mạch in có kích thước 4cmx6cm, độ  rộng đường nguồn là 0.7mm, độ  rộng đường tín hiệu là 0.4mm 107 ... thiết? ?bị  đầy đủ  đồng thời cần một? ?giáo? ?trình? ?nội bộ, mang? ?tính? ?khoa học và  đáp ứng với u cầu thực tế Nội dung của? ?giáo? ?trình? ?? ?Thiết? ?kế ? ?mạch? ?bằng? ?máy? ?tính? ?? đã được xây  dựng trên cơ  sở ? ?kế? ?thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp... Bài 1: Cài đặt phần mềm trên? ?máy? ?tính 1. Khái qt chương? ?trình Mơi trường vẽ và? ?thiết? ?kế? ?trong Altium Designer a. Các vùng và khối chức năng - Editor: Là khu hiệu chỉnh. Chỉnh sửa các bản vẽ,? ?thiết? ?kế,  câu lệnh lập   trình.  Ứng với mỗi mơi trường thì có một Editor riêng... T N: Đặt tên tự động ­ D U: Cập nhật linh kiện từ sơ nguyên lý sang? ?mạch? ?in ­ T N:  Kiểm tra lỗi 41 Bài 3:? ?Thiết? ?kế? ?mạch? ?in trên? ?máy? ?tính 1. Tạo board? ?thiết? ?kế? ?mớivà cửa sổ layout Bước 1:  ­ Cách 1: Từ Panel Project, nhấn chuột phải vào tên project