Thiết kế mạch điện tử (1).pdf

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ----o0o---- 2022-09-07 1 BÀI GIẢNG MÔN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ

2. Yêu cầu về môn học - Sinh viên vắng không quá 20% số tiết học - Chuẩn bị bài trước lúc đến lớp - Các buổi học sinh viên mang máy tính để học - Hinh thức học: Lý thuyết+ Thảo luận - Hình thức kiểm tra đánh giá: Chuyên cần chiểm 30%, cuối kỳ 70%. - Hình thức thi: Vấn đáp giảng đường - Điểm danh một lần không điểm danh lần 2 ai đi muộn sau khi điểm danh không được điểm danh

3. Giới thiệu chung môn học  Cung cấp đề cương chi tiết môn học  Tài liệu học tập [1]. Glenn Mercier (2015), Altium Designer Guide, Research Engineer, TBE-B311 University of Las Vegas, Nevada. [2]. Hồ Mậu Việt (2020), Bài giảng Thiết kế mạch điện tử, Tài liệu lưu hành nội bộ. [3]. Vũ Việt Hùng, Trần Thị Hoàng Anh (2008), Vẽ Và Thiết Kế Mạch In Với OrCAD 10, NXB Giao thông vận tải.

4. Nội dung môn học Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử (Tổng số tiết: 3; Số tiết lý thuyết: 3 tiết) Chương 2: Thiết kế mạch nguyên lý với Altium designer (Tổng số tiết: 18 T; Lý thuyết: 10T; TH 6T; Kiểm tra LT: 2T) Chương 3: Thiết kế mạch nguyên lý với Altium designer (Tổng số tiết: 18T ; Lý thuyết: 11T; TH: 6T, Kiểm tra : 1T ) Chương 4: Tạo thư viện linh kiện mới trong Altium Designer (Tổng số tiết: 9T ; Lý thuyết: 3T; TH: 6T)

5. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.1. Mạch in - Bảng mạch in hay bo mạch in (tiếng Anh: printed circuit board - PCB), đôi khi gọi tắt là mạch in, là bảng mạch điện dùng phương pháp in để tạo hình các đường mạch dẫn điện và điểm nối linh kiện trên tấm nền cách điện. - Chế tạo bảng mạch in là công đoạn quan trọng trong quá trình chế tạo bảng mạch điện tử. Trước đây việc làm bảng mạch in tách rời với công đoạn lập sơ đồ mạch điện. Ngày nay hệ thống thiết kế và sản xuất hỗ trợ bằng máy tính đảm bảo tự động liên hoàn từ thiết kế sơ đồ mạch điện đến lắp ráp, giảm nhẹ sự can thiệp của con người và cho ra sản phẩm giá thành hạ.

6. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.1. Mạch in  Hiện nay có 2 công nghệ tạo mạch in  Công nghệ phổ biến nhất và thướng gắn với tên PCB, là chế tạo bảng có các đường mạch dẫn điện bằng đồng trên tấm nền cứng cách điện bằng bakelit, hoặc nền chất lượng cao FR-4 (Flame Retardant 4) thường gọi thông tục là "gỗ fip". Tấm mạch ban đầu là tấm nền cách điện có phủ lớp đồng. Hình ảnh đường mạch được vẽ trước, và được đưa lên mặt lớp đồng bằng công đoạn in, theo kiểu in ảnh hoặc in lưới, tạo ra lớp phủ cách nước. Sau đó cho ăn mòn hoặc bóc phá phần lớp đồng không dùng đến, và phần còn lại là các đường mạch.

7. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.1. Mạch in  Hiện nay có 2 công nghệ tạo mạch in Công nghệ mới là điện tử in (Printed electronics) dùng in phun và/hoặc in laser, in khắc với đầu in và vật liệu thích hợp, để tạo các lớp, các đường mạch dẫn điện, điện trở, tụ điện, tranzito,... trên nền cứng hoặc tấm film. Quá trình in phun có thể gồm cả công đoạn phun chất cách điện để ngăn cách các đường dẫn điện ở vị trí chúng vắt qua nhau. Đây là công nghệ in thật sự hơn nhưng lại không coi là tiêu biểu cho mạch in. Công nghệ này được sử dụng trong chế tạo nhiều dạng bàn phím, và đôi khi nó cũng được thực hiện trên bảng mạch bán thành phẩm kiểu PCB để tạo ra đường nối mạch hoặc linh kiện. Công nghệ này được tự động hóa cao và cho ra sản phẩm có giá thành hạ.

8. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.2. Lịch sử phát triển của mạch PCB - Trước thập niên 1950 các thiết bị điện tử dùng đèn điện tử chân không. Đèn và các linh kiện trong mạch tiêu thụ công suất lớn, có kích thước to và tỏa nhiều nhiệt. Để lắp ráp chúng người ta đặt các chốt được gá cách điện lên khung kim loại, làm nơi hàn chân linh kiện. Những radio và ti vi như vậy tồn tại đến thập niên 1970, và tại Việt Nam thì đến đầu thập niên 1990. - Khi tranzito ra đời năm 1947, dẫn đến sự thu nhỏ thiết bị điện tử và công suất tiêu tán giảm rất mạnh. Hầu hết các linh kiện hoạt động hầu như không tỏa nhiệt. Điều này tạo khả năng thu nhỏ kích cỡ linh kiện và sắp đặt chúng sát nhau trong khối mạch.

9. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.2. Lịch sử phát triển của mạch PCB - Khoảng năm 1950 bắt đầu đưa các linh kiện lên bảng cách điện có khoan lỗ để cắm chân linh kiện, và thúc đấy tìm kiếm cách nối mạch. Các tấm nguyên liệu cách điện phủ lớp đồng ra đời. Để chế ra bảng mạch, người ta vẽ tay ra ảnh của các đường dẫn điện, khoan các lỗ chân linh kiện lên bảng, và dùng in lưới đưa ảnh lên mặt lớp đồng rồi cho ăn mòn đồng Từ những năm 1970 các bảng mạch được phủ sơn chống ẩm và ăn mòn, có màu xanh lục sẫm, gọi là "phủ lăc". Lúc đầu các đường mạch được vẽ bằng tay, sau chuyển sang in ảnh hoặc in lưới lên mặt lớp đồng. Những bảng mạch in thời đầu được thiết kế ở dạng bản vẽ kỹ thuật với tỷ lệ lớn hơn cỡ thật, sau đó được thu về kích cỡ thật, đưa bản các lỗ lên máy khoan bảng mạch theo tọa độ, rồi in và gia công mạch

10. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.3. Phân loại mạch in Lúc ra đời thì in mạch là công nghệ vượt trội, dẫn đến tên gọi "bảng mạch in" hay PCB. Sự phát triển của công nghệ mạch in dẫn đến, tùy theo nhu cầu làm mạch mà hiện nay bảng mạch in được đặc trưng với số lớp khác nhau:  Mạch in hai lớp có một mặt đồng, dùng phổ biến ở chuột máy tính, một phần các ti vi, các thiết bị âm thanh dân dụng, các điều khiển quạt, lò vi sóng,...  Mạch in ba lớp có hai mặt đồng, dùng trong các thiết bị điện tử phức tạp như hệ thống đo lường,...  Mạch in năm lớp, tương đương với ép hai loại kể trên, có ba lớp đồng và hai lớp cách điện, dùng trong các hệ phức tạp cao như máy tính cá nhân,...  Mạch in nhiều lớp hơn, dùng trong thiết bị có kết nối phức tạp và cần tiết kiệm không gian.

11. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử Ngày nay mạch in hiện đã được thiết kế ở trên máy tính bằng các phần mềm vô cùng chuyên dụng cho việc thiết kế mạch điện tử ví dụ như: Orcad, Altium, Proteus, PADS hay Sprint layout, Eagle, Upvector … Do đó, các phần mềm này sẽ hỗ trợ thiết kế từ việc lập sơ đồ mạch nguyên lý cho đến Layout.

12. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử 1.4.1. Phần mềm ORCAD

13. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử 1.4.2. Phần mềm Altium Designer

14. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử 1.4.3. Phần mềm proteus

15. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử 1.4.5. Phần mềm PADS

16. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử 1.4.6. Phần mềm EAGLE

17. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử 1.4.7. Phần mềm Sprint Layout

18. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Một số phần mềm thiết kế mạch điện tử 1.4.8. Phần mềm Upvector

19. Chương 1: Tổng quan về công nghệ thiết kế mạch điện tử 1.4. Các phần mềm mạch điện tử được đánh giá cao hiện nay

20. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên nguyên lý 2.1. Giới thiệu Trong thiết kế mạch in mạch nguyên lý đóng vai trò rất quan trọng quyết định đến thành công cũng như chất lượng mạch in. Mạch nguyên lý thể hiện đầy đủ và chi tiết tất cả các linh kiện có trong mạch và kiểm tra lỗi của mach khi thiết kế. Altium Designer là phần mêm vẽ mạch nguyên lý rất đơn giản, giao diện thân thiện với người dùng các thao tác vẽ mạch đơn giản. Sơ đồ thiết kế bằng phần mềm Altium Designer rất trực quan rõ ràng dễ hiểu,

21. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên lý 2.2. Thiết kế mạch nguồn 5V Đầu tiên chung ta khởi động phần mềm Altium Designer lên bằng thao tác Start All program Altium Designer Release 18 chương trình sau khi khởi động

22. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên nguyên lý 2.2. Thiết kế mạch nguồn 5V

23. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên nguyên lý 2.2. Thiết kế mạch nguồn 5V

24. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên nguyên lý 2.3. Thiết kế mạch bộ đếm 00-99 dùng IC 74LS90

27. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên nguyên lý 2.4. Thiết kế mạch giao tiếp AT89C51 với LCD 16x2

36. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên nguyên lý 2.5. Thiết kế mạch giao tiếp PIC16F877A với LCD và cảm biến chuyển động

43. Chương 3: Thiết kế mạch in 3.1. Giới thiệu Thiết kế mạch in là nội dung trọng tâm của môn học này, Mạch in là sản phẩm cuối cùng của công việc thiết kế mạch. Phần mềm Altium Designer là phần mềm thiết kế mạch in rất mạch giao diện thân thiện dễ sử dụng. Hiên nay Altium đang có một bộ thư viện mạch in rất lớn do cộng đồng người sử dụng phần mềm Altium Designer tạo ra. Sau đây chúng ta sẻ đi vào thiết kế mạch in của một số mạch cơ bản, và thiết kế các mạch phức tạp phục vụ cho các dự án lớn.

44. Chương 3: Thiết kế mạch in 3.2. Thiết kế mạch nguồn 5V

51. Chương 3: Thiết kế mạch in 3.3. Thiết kế mạch in bộ đếm 00-99 dùng IC 74LS90

57. Chương 3: Thiết kế mạch in 3.4. Thiết kế mạch giao tiếp AT89C51 với LCD 16x2

63. Chương 2: Thiết kế mạch nguyên nguyên lý 3.5. Thiết kế mạch in PIC 16F877A giao tiếp LCD đoạn và cảm biến chuyển động

69. Chương 4: Thiết kế thư viên linh kiện 4.1. Giới thiệu Thư viện linh kiện là hình ảnh cấu trúc chân của IC để chúng ta thực hiện việc nối dây trong quá trình thiết kế mạch nguyên lý và mạch in. Thư viện linh kiện ở đây chúng ta có hai loại cơ bản là thư viện nguyê lý và thư viện mạch in. Tất cả các phần mềm thiết kế mạch in không có phần mềm nào là đầy đủ tất cả các thư viện, có một số thư viện chúng ta cần nhưng không có sẳn trong phần mềm vì vậy chúng ta cần phải tạo thư viện mới cho linh kiện

70. Chương 4: Thiết kế thư viên linh kiện 4.2. Tạo thư viện mới cho PIC16F877A

83. Chương 4: Thiết kế thư viên linh kiện 4.3. Tạo thư viện mới cho ATMEGA 16

97. Chương 4: Thiết kế thư viên linh kiện 4.4. Tạo thư viện cho MSP430

Thiết kế mạch điện tử (1).pdf

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à Thiết kế mạch điện tử (1).pdf

Similaire à Thiết kế mạch điện tử (1).pdf (20)

Thiết kế mạch điện tử (1).pdf