电子线路CAD课程设计报告剖析.docx
- 文档编号:5919603
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:1.10MB
电子线路CAD课程设计报告剖析.docx
《电子线路CAD课程设计报告剖析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子线路CAD课程设计报告剖析.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电子线路CAD课程设计报告剖析
目录
第1章绪论………………………………………………………………………2
1.1设计目的及要求…………………………………………………………2
1.2设计流程………………………………………………………………...2
第二章原理分析…………………………………………………………………3
2.1最小系统的结构……………………………………………………….3
2.2各电路的原理分析…………………………………………………….3
第三章原理图绘制……………………………………………………………8
3.1原理图设计的一般步骤………………………………………………8
3.2元件库的设计…………………………………………………………..8
第四章PCB图的绘制……………………………………………………………12
4.1创建该项目下的PCB文件……………………………………….…..12
4.2绘制PCB………………………………………………………………12
总结……………………………………………………………………………15
参考文献…………………………………………………………………………16
附录………………………………………………………………………………17
第一章绪论
1.1设计目的及要求
电子线路CAD是以电为主的机电一体化工科专业的专业基础课,作为通信工程专业,要通过学习一种典型电子线路CAD软件altiumdesigner,掌握计算机绘制包括电路(原理)图、印刷电路板图在内的电气图制图技能和相应的计算机仿真技能。
通过本次设计,达到了解DXP软件的运用,认识51单片机的最小系统的构成以及学会改正制图过程中遇到的问题。
根据课程设计的题目,独立设计、绘制和仿真电路,实现51单片机的最最小系统。
要求如下:
(1)设计出原理图自己绘制51单片机最小系统的电路图,分析电路图中各小电路的工作原理;
(2)用DXP软件画出原理图;
(3)用DXP软件仿真出PCB板,熟悉电路板的加工工艺;
1.2设计流程
本次设计主要是熟练运用DXP作出最小单片机系统的电路图,以下通过介绍最小系统的各部分电路的电路图及原理,通过在DXP上绘制原理图,检查并修改错误,最后生成完整PCB板。
第二章原理分析
2.1最小系统的结构
单片机单片微控制器,是在一块芯片中集成了CPU(中央处理器)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器)、定时器/计数器和多种功能的I/O(输入和输出)接口等一台计算机所需要的基本功能部件,从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。
单片机最小系统电路主要集合了串口电路、USB接口电路、蜂鸣器与继电器电路、AD&DA转换电路、数码管电路、复位电路、晶振电路和4*4矩阵键盘等电路。
如下介绍几种简单的电路设计。
下图是本次设计的的几个有关电路图总体框图:
2.
图2-1总体设计框图
2.2各电路的原理分析
2.2.1晶振电路+按键复位电路设计
图2-2
2.2.2串口电路设计
51系列单片机片内有一个串行I/O端口,通过引脚RXD(P3.0)和TXD(P3.1)可与外设电路进行全双工的串行异步通信。
8051单片机的串行端口有4种基本工作方式,通过编程设置,可以使其工作在任一方式,以满足不同应用场合的需要。
其中,方式0主要用于外接移位寄存器,以扩展单片机的I/O电路;方式1多用于双机之间或与外设电路的通信;方式2,3除有方式l的功能外,还可用作多机通信,以构成分布式多微机系统。
串行端口有两个控制寄存器,用来设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送的波特率(每秒传送的位数)以及作为中断标志等。
在一定条件下,向阳UF写入数据就启动了发送过程;读SBUf就启动了接收过程。
串行通信的波特率可以程控设定。
在不同工作方式中,由时钟振荡频率的分频值或由定时器Tl的定时溢出时间确定,使用十分方便灵活。
串口电路设计主要是采用RS232与上位机PC相连,驱动串口电路则使用MAX232芯片进行设计,电路设计如图2-3所示。
图2-3串口电路设计
2.2.3.蜂鸣器设计
蜂鸣器一般作为报警功能使用,结构比较简单,使用起来很方便。
蜂鸣器设计电路如图2-2-2所示。
图2-4Bell设计电路
2.2.4.AD&DA转换器设计
AD转换器也就是模数(AnalogtoDigital)转换器,即将模拟量(如电压、电流等)转换成数字量显示。
设计采用了TI公司的AD芯片TLC549,这是一种低价位、高性能的8位AD转换器,是以8位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换。
DA转换器就是数模(DigitaltoAnalog)转换器,即将数字信号转换成模拟信号。
AD&DA转换电路如图2-5所示。
图2-5AD&DA转换电路
2.2.5.四位8段数码管的设计
数码管电路设计如图2-6所示。
图2-6数码管的电路设计
2.2.6.4*4矩阵键盘的设计
在按键数量较多的场合,矩阵键盘与独立按键键盘相比,要节省很多的I/O口。
矩阵键盘的按键设置在行、列线的交点上,行、列线分别连接到按键开关的两端。
列线通过上拉电阻接到+5V。
平时无按键动作时,列线处于高电平状态,而当由按键按下时,列线电平状态将由与此列线相连的行线电平决定。
行线电平如果为低,则列线电平为低;行线电平如果为高,则列线电平亦为高。
这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。
该电路中还有一个与门,这个与门用来产生中断信号,当键盘中没有键按下时,所有行线的输出都应为低电平,以区别于列线状态,当矩阵键盘中任何一只键按下时,与门输出由高电平变为低电平,向CPU申请中断,由于矩阵键盘中行、列线为多键共用,各按键均影响该键所在行和列的电平。
因此各按键彼此将相互发生影响,所以必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理,才能确定闭合键的位置。
矩阵键盘的电路设计如图2-7所示。
图2-7矩阵键盘
第三章原理图绘制
3.1原理图设计的一般步骤
(1)打开altiumdesigner,建立一个项目,并保存为“cad课设”。
(2)下面所有元件设计及PCB的制作都要求在这个项目中进行。
(3)打开文件中创建原理图,点击。
进入原理图界面,此时根据原理图图纸大小及版图选择符合自己的板式。
(4)放置元件。
从元件库中选取所需元件。
(5)原理图布线。
(6)检查原理图是否正确,显示详情。
图3-1检查电路图
3.2元件库的设计
(1)根据所给的原理图,在altiumdesigner上画出图形。
对于元件库里面没有的器件,需要自己查阅芯片数据手册手动画出元件库,然后放在“mydevice”元件库中。
(2)如下图所示。
先点击文件选项中创建,选中库,继续点击原理图库。
根据要求画出元件的引脚图。
手动绘制元件如下
图3-2STC89C52、74574、引脚图
(3)对元件进行封装。
点击文件菜单中的PCB,画出内部封装形式,需要加入焊盘等。
图3-3STC8C52的封装
图3-474ls574封装
(4)封装完成后,对元件进行追加,保存,进而完成元件库中一个芯片的设计。
然后将自己绘制的元件图库和封装图库放置在新建一个集成库“mydevice”中,编译集成库,即可将绘制的元件导入到library中。
(5)画好原理图之后,所有的元器件的标号都没标号,因此需要统一注释,点击工具→注释,会出现如下图形3-5所示。
图3-5原理图注释
(6)然后点击更新变化表,会提示有多少个变化,点击OK即可。
如下图3-6是总原理图:
图3-6总原理图
(7)对生成的原理图进行编译,project中选择的compiledocument...,
如下图3-7
图3-7
出现如上界面,根据消息messages中的错误和警告对原理图进行修改,直到错误和警告全部改好。
四、PCB图的绘制
4.1创建该项目下的PCB文件
点击files,选择PCBBoardWizard,如下图4-1所示。
图4-1创建PCB文件
4.2绘制PCB
在PCB界面,点击design中的ImportChangesfromPCB_Project1.PRJPCB,出现如图4-2所示界面。
图4-2导入PCB工程变化订单
依次点击是变化生效、执行变化,如果没有错误显示,就可以关闭了。
若有错误出现,根据错误提示改正,然后重复操作导入步骤,直到没错误为止,最后关闭该窗口。
先自动布局,然后手工调整,尽可能按照原理图的元件安排对元件进行布局。
因为有很多芯片为表贴元件,其焊盘较小,为避免与导线宽度规则相矛盾,修改安全距离Clearance为3mm。
当手动布局完成之后,开始PCB自动布线。
点击自动布线→全部对象。
如果觉得布线不是很理想,可以自己手动布线。
上述步骤无误后,最后得出的PCB图如图4-3所示。
图4-3单片机最小系统PCB图
总结
通过做这次电气制图与电子线路CAD的课程设计,发现自己对altiumdesigner软件还不是很熟悉,导致制图的时候不是那么得心应手。
尤其是刚开始学这个软件的时候,有时候有些原件需要找较长的时间,制图出了问题也不知道该怎么解决。
不过通过这段时间的学习,我对这个软件的兴趣越来越浓厚,我希望在之后的学习中能多学和多用这个软件,以此来填补自己在制图方面的缺陷,并为以后的学习和工作打下坚实的基础。
参考文献
[1]邵群涛主编.电气制图与电子线路CAD.机械工业出版社
[2]郭天祥主编.51单片机C语言教程.电子工业出版社
[3]秦实宏徐春辉主编.MCS-51单片机原理及应用.华中科技大学出版社
附录
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子线路 CAD 课程设计 报告 剖析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)