Разработка печатной платы в среде Ultiboard

Плата 3. Разработка платы для тестирования АЦП

Необходимое программное обеспечение - Ultiboard (National Instruments) - LabView (National Instruments)
Необходимое аппаратное обеспечение - NI HSDIO (NI HSDIO 6552) - NI DAQ (NI DAQ 6289)
Необходимые микроэлектронные компоненты - ADC0802 (Аналого-Цифровой преобразователь компании National Semiconductor) - Конденсатор 150пФ – 1 шт. - Резистор 10кОм – 1 шт.

Целью данной работы является разработка учебной платы для тестирования 8 разрядного АЦП. В качестве аналого-цифрового преобразователя используется микросхема АЦП ADC0802 (Рис. 48) в корпусе DIP20. Разрабатываемая плата будет использоваться в составе системы Mixed Signal Demo Box, и соответственно, на ней должен быть ламельный разъем в форм-факторе PCI. Процесс формирования платы необходимой формы и размеров подробно описан в лабораторной работе 1 (Рис. 11 и Рис. 12). Развертка контактной части устройства Mixed Signal Demo Box представлена в Приложении 1.

Рис. 48

Поскольку тестируемая микросхема производится в корпусе DIP20, необходимо предусмотреть на плате посадочное место соответствующего стандарта. Откройте «Place -> From Database …» и выберите необходимый тип корпуса (Рис. 49). Дайте компоненту название «АЦП» (Рис. 50), нажмите «ОK»

Рис. 49

Рис. 50

Разместите компонент на плате (Рис. 52), и нажмите «Cancel» чтобы закрыть открывшееся окно (Рис. 51).

Рис. 51

При размещении компонента убедитесь в правильной его ориентации (см. Рис. 52). При необходимости поворота корпуса платы нажмите Ctrl+R.

Рис. 52

Произведите следующие действия, в соответствии с Таблица 5:

Откройте Tools -> Netlist editor

Выберите Net - > New

Для каждой линии связи из таблицы задайте имя (например, A14 TO SWITCH2) и соответствующие соединения (P1, Pin14).

Таблица 5

A14 TO SWITCH2 P1, Pin A14
A 12 TO SWITCH1 P1, Pin A12
AGND DGND A6 TO A11 P1, Pin A6 P1, Pin A11 ADC, Pin 1 ADC, Pin 2 ADC, Pin 10 ADC, Pin 8 ADC, Pin 7
C2 ON POWER P1, Pin B52 C2, Pin 1
C3 ON THE INPUT SIGNAL P1, Pin B56 С3, Pin 1
CAPACITANCE PIN 2 TO GND P1, Pin B61 C1, Pin 2
CLK R TO CLK IN R PIN1 ADC, Pin 19 R1, Pin 1
CLK R TO CLK IN R PIN2 C1, Pin 1 ADC, Pin 4 R1, Pin 2
INPUT ANALOG SIGNAL (A 60 - AO0) TO PIN6 ADC, Pin 6 P1, Pin A60 C3, Pin 2 P1, Pin A48
INTR TO STROBE(B40) AND DIO 8 (A40) ADC, Pin 5 P1, Pin A40 P1, Pin B40
PIN 11 TO A36 ADC, Pin 11 P1, Pin A36
PIN 12 OF ADC TO A34 ADC, Pin 12 1, Pin A34
PIN 13 OF ADC TO A28 ADC, Pin 13 P1, Pin A28
PIN 14 OF ADC TO A26 ADC, Pin 14 P1, Pin A26
PIN 15 OF ADC TO A24 ADC, Pin 15 P1, Pin A24
PIN 16 OF ADC TO A16 ADC, Pin 16 P1, Pin A16
PIN 17 OF ADC TO A14 ADC, Pin 17
PIN 18 OF ADC TO A12 ADC, Pin 16
POWER FOR ADC ADC, Pin 20 C2, Pin 2
POWER TO SWITCH ADC, Pin 18
WR (PIN 3) TO DIO 9 (A42) ADC, Pin 3 P1, Pin A42

 

Нажмите PINs, затем «Add a pin by clicking on it», и выберите соответствующие соединения.

Повторите эти шаги для каждого из 8 цифровых входов микросхемы.

После завершения этой процедуры рабочее пространство должно принять вид, изображенный на Рис. 53:

Рис. 53

Размеры переходов для переключателей необходимо изменить согласно выбранным моделям. Используя инструменты «Line», «Follow me», «Place a VIA» из панели инструментов «Main», необходимо привести схему платы к окончательному виду (Рис. 54 – верхний слой и Рис. 55 -нижний слой).

Рис. 54

Рис. 55

Рис. 56

Напомним, что красным цветом представляются линии слоя «copper bottom», а зеленым – «Copper Top». Рекомендуется применять ширину линий 0.5 – 0.6 мм, с учетом того, что плата носит учебно–экспериментальный характер, и общее число линий на ней невелико. Левая часть рисунка приведена для того, чтобы проиллюстрировать, какие слои на нем задействованы.

Для нанесения шелкографических надписей на плату следует активировать соответствующий слой на панели и внести в него необходимые надписи.

На Рис. 57 изображены реальные платы и позиции, на которые должны быть смонтированы соответствующие компоненты:

150 пФ

Рис. 57


 

Таблица 6 показывает соответствие контактов ламельного разъема на плате сигналам, идущим к соответствующим устройствам в системе.

Таблица 6

B 40 – HSDIO strobe B52 – GND B56 – GND B60 – DAQ AO 1 (+5В питание) B61 – GND A6 – GND A11 – GND A12 – HSDIO 0 A14 – HSDIO 1 A16 – HSDIO 2 A24 – HSDIO 3 A26 – HSDIO 4 A28 – HSDIO 5 A34 – HSDIO 6 A 36 – HSDIO 7 A 40 – HSDIO 8 A 42 – HSDIO 9 A 48 – DAQ AI0 A 60 – DAQ AO 0 (входной сигнал)