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触摸延时开关电路设计,深圳高级技工学校电子通信系 盛春明,第1章 触摸延时开关电路设计,1.1 项目介绍 1.2 开关电路原理图绘制 1.3 触摸延时控制电路原理图绘制1.4 触摸延时开关电路的PCB设计,第1讲 项目介绍,项目目的：通过NE555定时器来实现触摸延时开关电路，输出开关信号给继电器。通过继电器的开关闭合来实现电源插座的通断。此部分电路可应用于公用楼道、电梯和私人住宅等只需短暂开启应用的照明灯使用。,第1讲 项目介绍,项目参考原理图：,第1讲 项目介绍,原理说明：整个电路围绕定时芯片NE555来展开。在这里将NE555接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。,第1讲 项目介绍,原理说明：当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。按图中所标数值，定时时间约为4分钟。,第2讲 开关电路原理图绘制,开关电路部分参考原理图:,第2讲 开关电路原理图绘制,Part Type,PADS设计软件中元件三要素之间的关系：,CAE Decal,PCB Decal,其它信息,第2讲 开关电路原理图绘制,Part Type:元件类型。对于一种具体类型的元件。除了包括元件的原理图封装和PCB封装外，还包含其他的电气信息，如元件包含的逻辑单元、元件名、连接引脚、门交换信息、其它属性等等。CAE Decal:元件的原理图封装，也称为CAE(Computer-Aided Engineering)封装。主要表示元件放在原理图编辑软件中的几何形状。原理图封装的主观性比较强。PCB Decal:元件的PCB封装。主要表示元件在PCB设计中的几何形状。其中的管脚信息是不可更改的。PCB封装的客观性比较强。一个元件类型可以包含几种CAE封装和几种PCB封装。,第2讲 开关电路原理图绘制,1、特殊符号CAE封装的制作:在PADS中，电源、地、页间连接符属于特殊符号。这类符号都具有CAE封装，在元件库中都能找到，但是它们不具有PCB封装。因为它们只是表示一种连接符号，并不是真正的元件。这类特殊的符号在制作CAE封装时也跟其它普通的元件的制作方法不一样。下面就以电源符号的修改为例来看一下它们的制作流程。,第2讲 开关电路原理图绘制,新的电源符号CAE封装的制作过程:,步骤1，打开元件编辑器:TOOLS/Part Editor:,步骤2，打开电源符号编辑窗口:File/Open 选择Power:,第2讲 开关电路原理图绘制,步骤3，点击“Edit Electrical”然后在该编辑窗口选择“Add”，输入要增加的新的电源符号“+1V2”,步骤4，点击“Edit Graphics”然后在该选择窗口中选择刚增加的新的电源符号“+1V2”,第2讲 开关电路原理图绘制,步骤5，在该编辑窗口中用编辑工具编辑新的电源符号+1V2的图形（如下）：,步骤6，编辑完成后，再按“Return to Part”。按“Save”后再按“Exit Part Editor”.退出整个编辑器。,步骤7，最后执行Tools菜单下的“Updating Off-page from Library”.这样新的电源符号就可以用了。,注意：由于Powerlogic本身的BUG，正在编辑的原理图可能对修改后的电源符号不能生效。所以一般都是在编辑原理图之前进行修改特殊符号CAE封装的操作。,第2讲 开关电路原理图绘制,2、新元件(手工)的制作:以HRS2型继电器为例。下图为其功能和外形图。,第1脚,第8脚,第2讲 开关电路原理图绘制,2、新元件(手工)的制作:下图为其参考CAE封装图。,第2讲 开关电路原理图绘制,3、新元件的制作四大步骤:,创建新元件,分配CAE封装,制作CAE封装（PADS Logic）,分配PCB封装,增加其它属性描述,制作PCB封装（PADS PCB）,PADS Logic,第2讲 开关电路原理图绘制,4、新元件(手工)制作的详细过程:,步骤1，打开元件编辑器:TOOLS/Part Editor/New:,步骤2，点击“Edit Graphics”后，按“确认”进入如下窗口:,第2讲 开关电路原理图绘制,4、新元件制作(手工)的详细过程:,步骤3，通过一系列“Create 2D Line”命令编辑如下CAE图形:,步骤4，通过一系列的“Add Terminal”给元件增加管脚。,第2讲 开关电路原理图绘制,4、新元件制作(手工)的详细过程:,步骤6，点击“Edit Electrical”然后在该编辑窗口选择“PCB Decal”，为元件设置“RLY-RY”的PCB封装.,步骤5，在“Edit Electrical”选中“Gates”,为元件分配“RLY-HRS2”的CAE封装.,第2讲 开关电路原理图绘制,4、新元件制作(手工)的详细过程:,步骤7，在“Edit Electrical”选中“Attributes”,为元件分配“Value”的值.,第2讲 开关电路原理图绘制,5、用新的元件完成前面参考原理图的绘制,第3讲 触摸延时控制原理图绘制,本部分电路主要是围绕NE555来设计的。参考设计原理图如下：,第3讲 触摸延时控制原理图绘制,1、新元件制作(CAE Wizard)的详细过程:NE555的管脚功能和PCB封装如下：,第3讲 触摸延时控制电路图绘制,1、新元件制作(CAE Wizard)的详细过程:,步骤1，打开元件编辑器:TOOLS/Part Editor/New:,步骤2，点击“Edit Graphics”后，按“确认”进入如下窗口:,第3讲 触摸延时控制电路图绘制,1、新元件制作(CAE Wizard)的详细过程:,步骤3，点击“CAE Decal Wizard”，进入如下窗口：,第3讲 触摸延时控制电路图绘制,1、新元件制作(CAE Wizard)的详细过程:,步骤4，配置参数后，按“OK”，进入如下窗口：在其中对NE555的CAE封装进行调整和修改。,第3讲 触摸延时控制电路图绘制,1、新元件制作(CAE Wizard)的详细过程:,步骤5，再修改管脚属性，修改完成后按保存退出。步骤6，通过“Edit Electrical”的“PCB Decal”设置其PCB封装。步骤7，通过“Edit Electrical”的“Attributes”设置元件的其他属性。,第3讲 触摸延时控制电路图绘制,2、增加新的设计页面:进入Setup-Sheets窗口，增加新的页面并输入页面名称。,第3讲 触摸延时控制电路图绘制,3、在新的设计页面中完成前面参考原理图的绘制:主要将“Switch”信号设置为页间连接符。如果想显示页间连接符所在的页号，需选中下图中的“Off-Sheet Labels”。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,1、设计目的：a)将上面的原理图生成PCB文件，PCB板的尺寸大小为1.27cm*5.08cm。b)同时四边的外边缘保留2mm的空间不能放置任何元件和走线。c)电源和地走线为20mil，其它走线为8mil。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,2、禁布区的设置：,步骤1、进入颜色设置窗口 Setup-Display Colors 修改单板keepout的显示颜色,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,2、禁布区的设置：,步骤2、执行“keepout”命令，进入如下窗口。设置禁布区的相关内容。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,2、禁布区的设置：,步骤3、最后生成如下边框内容。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,3、元件的按组布局：方法1：通过PADS Logic和PADS PCB的交换功能，先在PADS Logic中选中多个元件然后再形成组。布局时对组进行操作。这样减少布局时的操作次数。方法2：通过PADS PCB的资源管理器，也可以选中多个元件然后再形成组。布局时对组进行操作。布局完成后需要初步调整一下各元件的丝印位置。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,4、设计规则的设置：,元件(Component),封装(Decal),引脚对(Pin pairs),组(Group),网络(Net),类(Class),默认规则(Default rules),最高优先级,最低优先级,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,4、设计规则的设置：进入Design Rules中，创建“POWER”类包含+5V电源和GND两个信号网络。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,4、设计规则的设置：再进入Clearance中，设置“POWER”的走线宽度为20mil。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,4、设计规则的设置：再进入Design Rules-Default中，设置缺省的走线宽度为8mil。这样其余的所有走线宽度就都为8mil了。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,5、网络显示颜色的设置：View-Nets 进入如下窗口，设置对应网络的显示颜色。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,6、修改PCB文件中显示的最小走线尺寸：ToolsOptionsGlobal 进入如下窗口，设置Minimum display为“0”。缺省值为“10”。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,7、打开Design Toolbar,采用其中的布线工具完成PCB图的布线。布线完成后在调整确认一下丝印，最后再增加上单板的说明文字。注意：再Design Rules-Default项中要设置正反两面都可以走线。如下图：,布线层,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,8、参考设计图。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,9、顶层。,第4讲 触摸延时开关电路的PCB设计,10、底层。,
