CAD課程設計51單片機最小系統(tǒng)報告

1、 第一章、功能要求第二章、原理圖設計2.1元器件的繪制2.2繪制原理圖第三章、板的繪制第四章、設計心得與體會第一章功能要求此次設計是一個51單片機的最小系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包括電源電路、AD轉(zhuǎn)換電路、51單片機主控芯片、溫度采集電路、串口部分、復位電路等，其中P1口設計了一個X的矩陣鍵盤，口和口作為段選和片選的地址線，以驅(qū)動數(shù)碼管的靜動態(tài)顯示，口就是一個控制口了，有接串口、復位和時鐘電路。此電路的設計是想利用這一芯片實現(xiàn)溫度的采集，并進行轉(zhuǎn)換輸出。 第二章原理圖的設計原理圖的設計，會影響到后來的PCB板的規(guī)劃，所以最初的設計就必須最優(yōu)的設計方案，設計方案的選擇、元器件的選擇等，是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。所有

2、的項目的設計，都需要在最初建立一個項目，文件菜單欄中的創(chuàng)建PCB項目，以下所有的工作都在此項目中完成。日胸PCB_RujEci1.PijPCB*日ISourceDocumentsVSheetl.SchDoc(1)filCorePruiectl.PriCcr*日1SourceDocuments忙丫戈2PCBI.PcbDoc(2)日_JLibraries日_lSuh已maticLibrasDocumentSchlibl.SchUb(1)圖2建立項目2.1元器件的繪制原理圖的繪制之前都需要裝載元器件庫，選擇“元器件“，在如下窗口中找到自己需要的元器件安裝。f可用元陣庫安裝元件庫路徑類型 #:靛Mis

3、cellaneousDevices.lntLibCAPragramRIesWiumZDMXUbraryXMiscellaneousDevicIntegrated:靛MiscellaneousConnectorantLilC:PnogrBmRlesVMtiumZDMXLibraryXMiscellaneousConntIntegratedFPGAEvalBaardPort-Plugin.IntC:PROGRAMFILESALTIUM2ID4Ubra叭FPGAFPGAIntegrated:FPGAGeneric.IntUbCAPROGRAMFlLESALTIUM2OD4UbraryFPGAFPGA

4、Integrated:FFPGAInstruments.IntUbC:PR0GRAMFlLESALTIUM2OD4Ubra叭FPGAFPGAIntegratedFPGAMemories.IntUb匚:卩ROGRAMFILESXALTIUM2ID4Ubra叭FPGAFPGAIntegrated:FPGANanoBoardPortPlugin.IrCAPROGRAMFlLESALTIUM2DD4UbraryFPGAXFPGAIntegrated:FFPGAPeripherals.IntUbC:PR0GRAMFlLESALTIUM2OD4Ubra叭FPGAFPGAIntegratedFPGAProc

5、essora.IntUb匚:卩ROGRAMFILESXALTIUM2ID4Ubra叭FPGAFPGAIntegrated:!iPBBConverterAnalogtoDigital.ICAPROGRAMFlLESXALTIUMZfHMXLibraryXBurr-BrownXEIntegrated:靛NSCConverterAnalogtoDigitaC:PROGRAMFlLESXALTIUMZOMXLibra叭NationalSen-IntegratedAMPCardEdgeDMSeriesPCIC：:PROGRAMFlLESXALTIUMaD4UbraryAmpPCiIntegrated:靛

6、MotorolaAmplifierOperationalPCAPROGRAMFlLESXALTIUM2(H4UbraryMatoralaM(iIntegrated向上移動向下圖21元件庫安裝 #由于元器件庫里大部分的元器件都沒有，所以大部分都需要繪制，建立自己 打開回，”CtrlPCB交件曰(W)space1.Project揃入，“關(guān)閉Ctrl+F4VHDLft(V)Vgirilog文檔(GJCB言頭文件凹懂看Ctrl+S磁件回.SouVSCore.JSouMSnLibn3_lSi:FreeJ-EciII另存育AK保存?zhèn)淝椋╕）.全部保存阻另存項目為，“&5CA胡文件（MJ輸!d作業(yè)文件（U

7、J數(shù)揭?guī)炱阪杉盍泶嬖O計工作區(qū)為加圖2転創(chuàng)建器牛庫庫/Q原理圖庫cuQSchlibl.SchLib會這里還要介紹一下元件的封裝。也是在文件菜單欄中創(chuàng)建pCb庫，在工具Doc.一欄中選擇新元件，在元般裝向?qū)У闹敢禄煸p酗真m規(guī)定封裝的形式和引爭HDL庫H的組件庫。繪制元器件的過程如下：打開DXP軟件，在文件菜單欄里面創(chuàng)建原理圖元件庫，就會產(chǎn)生一個以Schlib為后綴的文件，在編輯區(qū)的中心有一個十字坐標軸將元件編輯區(qū)分成4個象限，但是我們一般在第四象限繪制。根據(jù)原理圖上面器件的形狀，在放置一欄中放置元件的外形，再依次放置引腳，引腳的標注根據(jù)需要而修改，并且設置管腳屬性，最后設置元件的屬性，其中包

8、括元件的封裝和仿真參數(shù)。1-PCBl.PcbDoc-Core_Projectl.PijCor.LicensedtoCHINA文件舊躺輯迥童看凹項目管理創(chuàng)建回PCBl.PcbDoc?Vii括封裝的類型和各引腳之間的距離，引腳的大小等等，最后保存。I同時要在之前畫的元件的圖中找到此封裝，將兩者關(guān)聯(lián)起來。這才算完成一個元器件的繪制。這里列舉幾個元器件圖：1、AD轉(zhuǎn)換部分：TLC5649和5620都是AD轉(zhuǎn)換部分使用到的芯片，這里是自己繪制的，包括封裝。141516 圖2.REF+AINREF-GNDDADTLC5649圖2.42主控電路：這部分主要是包括51片機及阻，4個并口所接的芯片都是自己繪制的

9、。611415181920T2ZP1.0T2EX/P1.1Pl.2Pl.3Pl.4Pl.5Pl.6Pl.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/T3.2INTLT3.3T0ZP3.4T1/P3.5WR/P3.6RDZP3.7VCCPO.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EAALE/PROGPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11圖25二STC89C52P2.2A10XTAL1P2.1/A9GNDP2.0/A840GNDREFAREFBtlcREFc其

10、周圍一些接口電路和排DATACLK37_361357圖2.6HEADER161113LDDDTLC562LCM1012 2.2繪制原理圖在DXP的軟件中，在文件菜單欄中創(chuàng)建原理圖，會產(chǎn)生一個以SCHDOC為后綴的文件，按照圖紙，以此繪制原理圖，移進相應的元器件，其中會用到電源線、地線、總線、導線等進行連接，并且一些簡單的電阻和電容還是可以在元件庫中找到。放置元器件、導線，繪制的過程中注意各器件的安排，要適合整張圖紙，使全體美觀且便于檢查，并學會快捷鍵的使用子圖部分：這次的最小系統(tǒng)的設計涉及到了子圖，采用自上而下的方法，從母圖開始逐步細化，是DXP設計下的層次結(jié)構(gòu)體現(xiàn)的淋漓盡致，給讀書更直觀、更

11、清晰的理解。在“文件”菜單欄中創(chuàng)建原理圖，但是繪制的時候是采用工具欄中的一些a3回圖標，例如放置方塊電路和方塊端口，對其設置屬性和相應的電路參數(shù)。再繪制子圖，“設計”欄中選擇“根據(jù)符號創(chuàng)建圖紙”即可。繪制過程中注意母圖和子圖的關(guān)聯(lián)性和對應。圖示即為母圖和子圖：1、串口部分：串口部分是為了給單片機下載需要的程序，用到的MAX232和串口。 # 2、XC44r104|C56|II104OUT7IN8的矩陣鍵盤Cl-VccVs+SGNDClgTlQUTC2+gR1INC2tlQUTVsT1INT2OUTT2INR2INR2OUT16OOUT21IN3o8o斗9 矩陣鍵盤母圖圖2.9矩陣鍵盤的子圖3、

12、蜂鳴器：4、數(shù)碼管顯示：8SEGSSEG.SchDocPOOP01P02P03P04P05P06P07P27圖2.11數(shù)碼管的母圖和子圖P26 # 最后所有的部分完成及可見完整的原理圖如下:1匸j2mooVOC-D4T-DcZxDL1t：iacLi7：L.ttVDC12ECPL.LM.QAINPL2H.LaDLPL3M.2AIKPL4-MJa3FL5sH.4-AIMPLi5MIJADiPL.7JLaTt:MFAIFIZCDW.i耳TZCDW.LALEFtOGDMW.2PSEKTL7*3.JH.?*AL5TOW.4-K.-S.AL4TLP3.jH.J/AL3mTLM.WK.4-AL2M73.7P

13、2.J；ALL:CTAL2H.2ALQ:CTaLLF2.LASSKD曲IAS # 圖2.1251單片機最小系統(tǒng)原理圖菜單欄繪制完整后，在“項目管理”菜單欄中檢查是否有錯誤，在“設計”中選中“設計項目的網(wǎng)絡表”其中是選擇Protel選項。此步是為了PCB板子的繪制做準備的，所以不可缺少.第三章PCB圖的繪制原理圖的“項目管理”菜單欄中選擇“追加新文件到項目中”的“PCB文件”，就打開了PCB文件，首先要保存。最初要設置PCB板子的規(guī)則，包括導線的寬度、板子的層數(shù)、孔的大小等。然后，在機械層畫出板子的大小，并且以能放進所有元件切板子小而優(yōu)，導入網(wǎng)絡表和元器件封裝，這就要檢查其中是否有錯誤，我們發(fā)現(xiàn)

14、有幾處的封裝做的不是很完整，所以進行了修改（如果看不見原理圖，可縮小再看），將其移近所畫范圍中，我們可以看見其中的飛線，那是說明這其中的連接。然后手動布局，將所有器件移到最適合的位置，根據(jù)最初的設計規(guī)則，在一層或者兩層連線（注意連線的過程中在轉(zhuǎn)折處不要形成直角，否則會尖端放電，并且連線之前要考慮全局，不要給自己造成無路可走的局面），也可自動布線。當所有的連線完成，調(diào)整布線的布局使其更加美觀。S17-nr-1-T-1-nr-(MOKID5D4C67PCR8U911P52Cl4nuJP2C13IWU6+CCl5QO線沒有連到位，所以是斷線狀態(tài)，通過將放大后修改完成。女噢有需C16nuAQ*GO-R9RIOP3oL存。第四章設計心得與體會通過此次的課程設計，掌握了更多DXP程序工作的基本過程和任務。本次設計由于是本身就有的圖紙，所以繪制原理圖的過程中沒有很大的問題，但是元器件的繪制比較麻煩，期間有查閱相關(guān)書籍，詢問了同學；并且PCB板的繪制，遭遇到布局不優(yōu)良的問題，給設計造成了一些阻礙。但是因為本次設計比平時上課