在绘制原理图之前，必须加载元器件库才能进行原理图的绘制，否则无法从对应的元件库中提取元件。

一、建立项目文件（2分） 在上述所建的文件夹中建立一个以考生姓名命名的项目文件。如：“王浩”，命名为“王浩.PrjPCB”。 二、原理图库操作（8分） 1.在第一题中建立的项目文件的下新建一个原理图库文件，命名为“摇摆钟.SchLib”。 2.在库中建立图1所示的新元件， 命名为“LM7809”，默认元件编号为“U？”，元件注释为“LM7809”。 图1 三、PCB图库操作（8分） 1．在第一题中建立的项目文件下新建一个PCB库文件，命名为“摇摆钟+姓名.PcbLib”。 2．在库中按下样图自制元器件封装，命名为“BUTTOM”,要求：焊盘尺寸为80X80mil，通孔直径为40mil，焊盘间距为200X200mil，轮廓尺寸为400X400mil，如图2所示。 图2 四、建立原理图文件（8分） 在第一题中所建立的项目文件下新建一个原理图文件，取名为“摇摆钟.SchDoc”。工作环境设置： 1.图纸设置：图纸水平放置；大小为标准风格A4；工作区颜色为31号，边框颜色为6号。 2.捕捉网格为10mil；可视网格为10mil；电气网格：为8mil。 3.字体设置：系统字体宋体，字号为14，字形为粗体。 4.标题栏设置。图纸标题栏采用“Standard”形式；标题为“摇摆钟”；图纸为5张中的第1张，设计者为考生。 图3 五、绘制原理图（30分） 1. 加载集成库“Miscellaneous Connectors.IntLib”，“Miscellaneous Devices.IntLib”，“Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib”，“Dallas Peripheral Real Time Clock.IntLib” 以及自己所建的原理图元件库和PCB库。 2.在第四题中建立的原理图文件下绘制原理图。要求：按图4绘制原理图并保存，元件属性设置参考表1。 图4 表1 元件属性 Designator 元件标识 Footprint 封装 Comment 注释 Value 值 C1 CAPPR1.5-4x5 47uF C2 RAD-0.1 104 C3 CAPPR1.5-4x5 47uF C4 RAD-0.1 104 C5 RAD-0.1 104 C6 RAD-0.1 22PF C7 CAPPR1.5-4x5 10uF Y1 RAD-0.2 12M R1 AXIAL-0.3 10K DS1-DS8 CAPPR1.5-4x5 R11-R18 AXIAL-0.3 300 S1-S3 BUTTOM(自制) U1（自制） TO-220-AB LM7809 U2 SOT129-1 AT89S52 U3 ENDIP24A DS12887 六、检查原理图及生成网络表（4分） 1.进行电气规则检查，针对检查报告中的错误修改原理图，直到无错误为止。 2.生成网络表。 七、绘制PCB（40分） （1）在项目文件中新建PCB文件，命名为“摇摆钟.PcbDoc”。 （2）电路板尺寸为3200×3000mil，禁止布线层与板边缘距离为100mil，绘制电路板的电气边框。 （3）工作层设置：信号层选择顶层和底层。 （4) 调入网络表文件，如果有错误，必须对网络表中错误进行修改无误后才能加载网络表。 （5) 通过自动布局及人工调整的方法,合理安排元件的位置。 （6)进行自动布线参数的设置: 工作层规则设置注意：使用双面板制作PCB。 铜膜线宽度设置：一般布线宽度15mil；电源线（VCC）为30mil；接地线（GND）为50mil； （7）全局自动布线。 （8）补泪滴。

摇摆钟电路设计 子项目一：摇摆钟电路层次原理图绘制（40分） 摇摆钟电路的电路原理图如图6-30所示。 （a） （b） （c） 图6-30 摇摆钟电路原理图 （a）放大模块；（b）时钟模块；（c）控制模块 把图6-30画成层次电路图，分成三大子模块，如图6-31所示。 图6-31 层次原理图结构 任务一：新建项目文件（4分） 新建一个项目文件“摇摆钟电路.PrjPCB”。 任务二：新建母图原理图（4分） 新建原理图文件“摇摆钟电路-母图.SchDoc”。 任务三：绘制母图原理图（12分） Step1放置方块电路，如图6-32所示。 图6-32 放置方块电路端口 图6-33 放置方框电路 Step2放置方块电路端口，如图6-33所示，端口属性见表6-6。 表6-6 方块电路端口属性 控制 Name I/O Type Style 控制模块 AD0~AD7 Input Top INT0 Input Top Input Top Output Top ALE Output Top 放大模块 INT0 Output Bottom 时钟模块 AD0~AD7 Output Bottom Output Bottom Input Bottom ALE Input Bottom Step3连线。根据方块电路的电气连接关系，用导线将方块电路端口连接起来，如图6-34所示。 图6-34完成后的母图 任务四：新建子图原理图文件（6分） 通过母图生成子图文件：控制模块.SCHDOC，放大模块.SCHDOC，时钟模块.SCHDOC。 任务五：绘制子图原理图（14分） Step1加载元件库。“Miscellaneous Devices.IntLib”、“Miscellaneous Connectors.IntLib”、“Dallas Peripheral Real Time Clock.IntLib”、“ST Operational Amplifier.IntLib”、“Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib”和“Capacitor Polar Radical Cylinder.Pcblib”。 Step2绘制放大模块电路。放大电路如图6-30（a)所示，元件属性见表6-7。 表6-7放大模块电路元件属性 Library Ref (元件库名称) Library (库) Designator (元件标识) Footprint (封装) Comment (注释) Value (值) LM324AN ST Operational Amplifier.IntLib U3 DIP14 LM324AN Res2 Miscellaneous Devices.IntLib R3 AXIAL-0.3 10OK Res2 R4-R5 AXIAL-0.3 5.6K Res2 R6 AXIAL-0.3 1M Res2 R7 AXIAL-0.3 3.9K Res2 R8 AXIAL-0.3 1M Res2 R9 AXIAL-0.3 33K Res2 R10 AXIAL-0.3 2.2K Cap C8 RAD-0.1 330nF XTAL U4 CAPR5-4X5 压电陶瓷片 Step3绘制时钟模块电路。时钟模块电路如图6-30（b）所示，元件属见表6-8。 表6-8 时钟模块电路元件属性 Library Ref (元件库名称) Library (库) Designator (元件标识) Footprint (封装) Comment (注释) Value (值) DS12887 Dallas Peripheral Real Time Clock.IntLib U5 ENDIP24A DS12887 Step4绘制控制模块电路。控制模块电路如图6-30（c）所示，元件属性参考表6-9。 表6-9控制模块元件属性 Library Ref (元件库名称) Library (库) Designator (元件标识) Footprint (封装) Comment (注释) Value (值) P80C52SBPN Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib U2 SOT129-1 AT89S52 Volt Reg Miscellaneous Devices.IntLib U1 TO-220-AB LM7805 Cap C2，C4 RAD-0.1 104 Cap Pol1 C1，C3 CAPPR1.5-4x5 47uF Cap C5，C6 RAD-0.1 22pF Cap Pol1 C7 CAPPR1.5-4x5 10uF XTAL Y1 RAD-0.2 12M SW-PB S1-S3 DPST-4 Res2 R1 AXIAL-0.3 10K Res2 R11-R18 AXIAL-0.3 330 LED0 DS1-DS8 CAPPR1.5-4x5 Header 2 Miscellaneous Connectors.IntLib P1 HDR1X2 Header 2 子项目二：摇摆钟电路PCB制作（60分） 任务一：新建PCB文件（16分） 利用向导新建一个PCB文件“摇摆钟电路.PcbDoc”。要求： （1）单位选择“Metric”。 （2）设置电路板形状为方形，电路板尺寸71mm×76mm，放置尺寸的层为机械层4，尺寸标准线宽和禁止布线边界线宽为0.3mm，禁止布线与板子边界的距离为2mm，并且只显示尺寸标注。 （3）选择电路板层。信号层为2层，内部电源层为0。 （4）选择过孔风格。只显示通孔。 （5）选择元件和布线逻辑。选择通孔元件。 任务二：加载网络表并手工布局（16分） 任务三：设置布线规则（10分） （1）线宽规则。①独立电源部分线宽为1.2mm，独立区域布线；②设定VCC网络的线宽为0.8mm，GND网络的线宽为1.2mm；③其余信号线线宽为0.3mm；④并设定GND的优先级最高，VCC,C1-1依次降低，其余信号线优先级最低。 （2）布线层规则。选中Bottom Layer和Top Layer，双面布线。 （3）布线拐角模式：Rounded圆角；其它规则选择默认。 任务四：自动布线（8分） Step1采用局部布线法布独立电源区域。 Step2采用网络布线法布电源和地线。 Step3采用全局布线自动布线。 任务五：泪滴化焊盘（4分） 给电路图中所有焊盘补泪滴。 任务六：覆铜（6分） 给电路板顶层和底层都覆铜，并且与地线相连。

声光控灯子项目一：制作声光控灯原理图元件库（20分） 任务一：新建项目文件（2分） 新建一个项目文件“声光控灯.PrjPCB”。 任务二：新建原理图库文件（2分） 新建原理图库文件“声光控灯.SchLib”。 任务四：绘制原理图库元件（16分） （1）制作集成元件CD4011，命名为“CD4011”，默认元件编号为“U？”，元件注释为“CD4011”。（8分） （2）定时器NE555元件，命名为“NE555”，默认元件编号为“U？”，元件注释为“NE555”。（4分） （3）制作光敏电阻，命名为“光敏电阻”，默认元件编号为“RG？”。（4分） (a) Part A (b) Part B (c) Part C (d) Part D 图7-57 CD4011 图7-58 NE555 图7-59 光敏电阻 子项目二：绘制声光控灯原理图元件库（30分） 任务一：新建声光控灯原理图（4分） 新建原理图文件“声光控灯.SchDoc”。 任务二：加载集成库（6分） 加载库“Miscellaneous Connectors .Intlib”和“Miscellaneous Devices .Intlib”，“声光控灯.SchLib”。 任务三：绘制原理图（20分） 绘制原理图如图7-60所示，元件属性见表7-6。 图7-60声光控灯原理图 表7-6 元件属性 Library Ref （元件库名称） Library （库） Designator （元件标识） Footprint （封装） Comment （注释） Value （值） Cap Pol1 Miscellaneous Devices.IntLib C1 CAPPR2-5x6.8 10uF Cap Pol1 C2 CAPPR5-5x5 470uF Cap Pol1 C3 CAPPR2-5x6.8 10uF Cap Pol1 C4 CAPPR5-5x5 220uF Cap C5 RAD-0.1 103 LED1 D1~D11 LED-1 Relay-SPDT K1~K2 MODULE5B Relay-SPDT Header 2 P1 HDR1X2 2N3904 Q1 TO-226-AA 9013 2N3906 Q2 TO-226-AA 9012 Res2 R1~R5 AXIAL-0.3 2K Res Adj2 RP1~RP2 VR5 50K 光敏电阻 声光控灯.Schlib RG1 AXIAL-0.5 CD4011 U1 DIP-14 CD4011 NE555 U2 DIP-8 NE555 子项目三：制作声光控灯PCB图（50分） 任务一：新建PCB文件（10分） 利用向导或手工新建一个PCB文件“声光控灯.PcbDoc”（2分）。要求： （1）单位选择“Imperial”。（2分） （2）电路板为双面板。（2分） （3）电路板形状为方形，电路板尺寸3100mil×2530mil，禁止电气边界尺寸为3050mil×2480mil，并且标注尺寸。（4分） 任务二：加载网络表并手工布局（16分） 任务三：设置布线规则（10分） （1）线宽规则。设定VCC网络的线宽为20mil，GND网络的线宽为40mil，其余信号线线宽15mil。设定GND的优先级最高，VCC依次降低，其余信号线优先级最低。（6分） （2）布线层规则。选中Bottom Layer和Top Layer，双面布线；（2分） （3）布线拐角模式：Rounded圆角。（2分） 任务五：自动布线（10分） 先采用局部布线法布地线和电源线，然后进行全局布线。 任务六：后续处理（4分） 给电路图中所有焊盘补泪滴（2分）和覆铜（2分）。

A、对原理图进行编译，即电气规则检查，确保原理图的电气连接和对应的元件封装的正确性。

B、确保元件和封装所在的库都已加载

C、确定原理图文件和PCB文件在同一项目文件中，且原理图文件和PCB文件都已经保存，否则不能执行更新命令。

D、确定布局正确

数字钟电路子项目一：数字钟电路原理图绘制（40分） 数字钟电路的电路原理图如图5-73所示。 图5-73 数字钟电路原理图 任务一：新建项目文件（2分） 新建一个项目文件“数字钟电路.PrjPCB”。 任务二：新建原理图（2分） 新建原理图文件“数字钟电路.SchDoc”。 任务三：设置工作环境（8分） 图纸设置。方向为水平放置；大小为标准风格A4；工作区颜色为70号色；边框颜色为6号色。 栅格设置。捕捉网格为10mil；可视网格为10mil；电气网格：为8mil；字体设置：系统字体宋体，字号为10，字形为粗体。 标题栏设置。标题栏设置：图纸标题栏采用“ANSI”形式，字体为楷体，字号为小二。 任务四：加载集成库（6分） 加载库“Miscellaneous Connectors .Intlib”和“Miscellaneous Devices .Intlib”，“Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib”。 任务五：查找并放置元件（12分） 放置数字钟电路原理图中所需的接口、单片机、电阻、电容、电解电容和数码管等元件，元件所在库见表5-4，同时修改元件属性。 表5-4 数字钟电路元件 Library Ref （元件库名称） Library （库） Designator （元件标识） Footprint （封装） Comment （注释） Value （值） P80C52SBPN Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib U1 SOT129-1 AT89S52 Res2 Miscellaneous Devices.IntLib R1-R5 AXIAL-0.3 10K Cap C1-C2 RAD-0.1 30pF Cap C5 RAD-0.1 104 Cap Pol1 C3 CAPR5-4X5 10uF Cap Pol1 C4 CAPR5-4X5 100uF XTAL Y1 RAD-0.2 12M SW-PB S1-S5 DPST-4 Dpy Blue-CC DS1-DS4 H Dpy Blue-CC Header 2 Miscellaneous Connectors.IntLib P1 HDR1X2 Header 2 Header 9 P2 HDR1X9 8*10K 任务六：绘制导线（6分） 连接元件。 任务七：编译原理图（2分） 编译原理图，直至Messages信息框中无“Error”信息。 任务八：生产网络表（2分） 生成“数字钟电路.NET”网络表文件。 子项目二：数字钟电路PCB制作（60分） 任务一：新建PCB文件（10分） 利用向导新建一个PCB文件“数字钟电路.PcbDoc”，要求： （1）单位选择“Imperical”。 （2）设置电路板形状为方形，电路板尺寸3600mil×2300mil，放置尺寸的层为机械层4，导线宽度20mil，与板边缘保持的距离为100mil，并且只显示尺寸标注，如图5-81所示。 （3）选择电路板层。信号层为2层，内部电源层为0。 （4）选择过孔风格。只显示通孔。 （5）选择元件和布线逻辑。选择通孔元件。 任务二：设置环境参数（4分） 测量单位：“Imperial”；网格：50mil 任务三：加载网络表并手工布局（16分） 手工布局PCB板。 任务四：设置布线规则（10分） 设置布线规则：要求电源线宽30mil，地线线宽40mil，一般导线20mil如图5-84所示；布线层：顶层和底层；布线拐角模式：“Rounded”模式。 任务五：自动布线（8分） 局部布置地线；然后再全局布线。 任务六：放置泪滴（4分） 给电路图中所有焊盘补泪滴。 任务七：覆铜（8分） 给电路板顶层和底层都覆铜，并且与地线相连。

八路抢答器项目一：制作声光控灯PCB元件库（20分） 任务一：新建项目文件（4分） 新建一个项目文件“八路抢答器.PrjPCB”。 任务二：新建PCB库文件（4分） 新建PCB库文件“八路抢答器.PcbLib”。 任务三：制作PCB库元件封装（12分） （1）制作数码管封装。（6分） 命名为“SEG”,焊盘大小PAD为100mil×60mil，通孔30mil；焊盘1和2垂直间距为100mil，1和10的水平间距为800mil，如图8-38所示。 图8-38 SEG封装 （2）制作按键封装。（6分） 命名为“Button”,焊盘大小PAD为80mil×80mi，通孔50mil；焊盘1和2水平间距为200mil，1和3的垂直间距为300mil；轮廓宽为300mil，高为400mil，如图8-39所示。 图8-39 Button封装 项目二：绘制声光控灯原理图（30分） 任务一：新建声光控灯原理图（2分） 新建原理图文件“八路抢答器.SchDoc”。 任务二：加载集成库（10分） 加载库“Miscellaneous Connectors .Intlib”（2分）和“Miscellaneous Devices .Intlib”（2分），“ NSC Analog Timer Circuit.IntLib”（2分），“TI Interface Display Driver.IntLib”（2分），“八路抢答器.PcbLib”（2分）。 任务三：绘制原理图（18分） 绘制原理图如图8-40所示，元件属性见表8-2。 图8-40 八路抢答器 表8-2 八路抢答器元件属性 Library Ref （元件库名称） Library Name （库) Designator (元件标识) Footprint (封装) Comment (注释) Value (值) Header 2 Miscellaneous Connectors.IntLib P1 HDR1X2 Header 2 Res2 Miscellaneous Devices.IntLib R1—R6 AXIAL-0.3 1OK Res2 R7 AXIAL-0.3 2K Res2 R8 AXIAL-0.3 100K Res2 R9-R15 AXIAL-0.3 360 Cap Pol1 C3，C5 CAPPR2-5x6.8 100uF Cap C1，C4 RAD-0.1 104 Cap C2 RAD-0.1 103 Diode 1N4148 D1-D15 DIODE-0.4 1N4148 SW-PB S1-S9 Button（自制） 2N3904 Q1 TO-92A 9013 Speaker LS1 PIN2 Dpy Blue-CC DS1 SEG（自制） LM555J NSC Analog Timer Circuit.IntLib U1 J08A LM555J SN54LS48J TI Interface Display Driver.IntLib U2 J016 CD4511 项目三：制作八路抢答器PCB图（50分） 任务一：新建PCB文件（10分） 利用向导或手工新建一个PCB文件“八路抢答器.PcbDoc”（2分）。 要求： （1）单位选择“Imperial”。（2分） （2）电路板为双面板。（2分） （3）电路板形状为方形，电路板尺寸3100mil×4100mil，禁止电气边界尺寸为3000mil×4000mil，并且标注尺寸。（4分） 任务二：加载网络表并手工布局（16分） 任务三：设置布线规则（10分） （1)线宽规则。（6分） ①设定VCC网络的线宽为30mil，GND网络的线宽为40mil，其余信号线线宽15mil。 ②设定GND的优先级最高，VCC依次降低，其余信号线优先级最低。 （2）布线层规则。选中Bottom Layer和Top Layer，双面布线。（2分） （3）布线拐角模式：Rounded。（2分） 任务四：自动布线（10分） 先进行电源线和地线的预处理布线，然后进行全局布线。 任务五：后续处理（4分） 给电路图中所有焊盘补泪滴（2分）和覆铜（2分）。

单元作业：声光控延时电路 完成声光控延时电路的制作。子项目一：声光控延时电路原理图绘制（40分） 声光控延时电路原理图如图4-76所示。 图4-76声光控延时电路原理图 任务一：新建项目文件（2分） 新建一个项目文件“声光控延时电路.PrjPCB”。 任务二：新建原理图（2分） 新建原理图文件“声光控延时电路.SchDoc”。 任务三：设置工作环境（12分） 图纸设置。方向水平放置；大小为标准风格A；工作区颜色为34号；边框颜色为9号。 栅格设置。捕捉网格为10mil；可视网格为10mil；电气网格：为8mil；字体设置：系统字体宋体，字号为10，字形为粗体。 标题栏设置。图纸标题栏采用“Standard”标准形式；用特殊字符串设置标题为“声光控延时电路”，字号为三号；图纸为16张中的第3张，字号为9；设计者位为姓名，字号为9。 任务四：加载集成库（2分） 加载库“Miscellaneous Connectors .Intlib”和“Miscellaneous Devices .Intlib”。 任务五：查找并放置元件（10分） 放置声光控延时电路原理图中所需的接口、发光二极管、电阻、三极管、电解电容、光敏电阻、驻极体话筒、灯泡等，元件所在库见表4-4，同时修改元件是属性。 表4-4 声光控延时电路元件 Library Ref （元件库名称） Library （库） Designator （元件标识） Footprint （封装） Comment （注释） Value （值） Header 2 Miscellaneous Connectors.IntLib P1 HDR1X2 Header 2 Diode 1N4007 Miscellaneous Devices.IntLib D1~D4 DIODE-0.4 Diode 1N4007 Res2 R1 AXIAL-0.4 15K Res2 R2 AXIAL-0.4 3.9K Res2 R3 AXIAL-0.4 1M Res2 R4 AXIAL-0.4 10K Res2 R5 AXIAL-0.4 1K Res Adj2 RG AXIAL-0.6 1K Cap Pol1 C1 RB7.6-15 220uF Cap Pol1 C2 RB7.6-15 470uF LED0 D5 LED-1 Mic2 MK1 PIN2 Mic2 2N3904 Q1 TO-92A 9014 SCR Q2 TO-220-AB MCR100-6 Lamp L1 PIN2 Lamp 任务六：绘制导线（8分） 在原理图中绘制导线。 任务七：编译原理图（2分） 编译原理图，直到没有错误信息。 任务八：生成网络表（2分） 生成网络表文件。子项目二：声光控延时电路PCB制作（60分） 制作声光控延时电路PCB。 任务一：新建PCB文件（2分） 新建一个PCB文件“声光控延时电路.PcbDoc”。 任务二：设置环境参数（2分） 测量单位：Imperial。 网格设置：100mil。 任务三：定义电路板电气边界，标注尺寸（8分） 定义电路板的电气边界为2300mil×1300mil。 任务四：加载网络表并手工布局（30分） 任务五：设置布线规则（8分） 设置线宽都为30mil；设置布线层的布线规则。 任务六：自动布线（10分）