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:
|
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) |