電子信息工程畢業(yè)實(shí)習(xí)

SHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙1實(shí)習(xí)目的： 22實(shí)習(xí)時(shí)間：2013.3.4—2013.3.29 23實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 24實(shí)習(xí)內(nèi)容： 24.1單片機(jī)： 24.1.1基本結(jié)構(gòu) 24.2PROTEL簡(jiǎn)介： 44.2.1PROTEL-功能 44.2.2PROTEL-特色 65實(shí)習(xí)總結(jié)與體會(huì)： 71實(shí)習(xí)目的：實(shí)習(xí)是大學(xué)教育最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實(shí)習(xí)，培養(yǎng)和鍛煉我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)，去獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力，把理論和實(shí)踐結(jié)合起來，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，為我們畢業(yè)后走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)；同時(shí)可以檢驗(yàn)教學(xué)效果，為進(jìn)一步提高教育教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合格人才積累經(jīng)驗(yàn)，并為自己能順利與社會(huì)環(huán)境接軌做準(zhǔn)備。本次畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間為一個(gè)月，我選擇在校內(nèi)自主學(xué)習(xí)，初步掌握與專業(yè)方向及畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)與技能，為以后工作做準(zhǔn)備。2實(shí)習(xí)時(shí)間：2013.3.4—2013.3.293實(shí)習(xí)地點(diǎn)：河南理工大學(xué)4實(shí)習(xí)內(nèi)容：4.1單片機(jī)：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)），和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。4.1.1基本結(jié)構(gòu)運(yùn)算器由運(yùn)算部件——算術(shù)邏輯單元（Arithmetic&LogicalUnit，簡(jiǎn)稱ALU）、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算，輸入來源為兩個(gè)8位數(shù)據(jù)，分別來自累加器和數(shù)據(jù)寄存器。ALU能完成對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、與、或、比較大小等操作，最后將結(jié)果存入累加器。例如，兩個(gè)數(shù)6和7相加，在相加之前，操作數(shù)6放在累加器中，7放在數(shù)據(jù)寄存器中，當(dāng)執(zhí)行加法指令時(shí)，ALU即把兩個(gè)數(shù)相加并把結(jié)果13存入累加器，取代累加器原來的內(nèi)容6。運(yùn)算器有兩個(gè)功能：(1)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算。(2)執(zhí)行各種邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測(cè)試，如零值測(cè)試或兩個(gè)值的比較。運(yùn)算器所執(zhí)行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號(hào)來指揮的，并且，一個(gè)算術(shù)操作產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)算結(jié)果，一個(gè)邏輯操作產(chǎn)生一個(gè)判決。控制器由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等組成，是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的操作。其主要功能有：(1)從內(nèi)存中取出一條指令，并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。(2)對(duì)指令進(jìn)行譯碼和測(cè)試，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，以便于執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作。(3)指揮并控制CPU、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。微處理器內(nèi)通過內(nèi)部總線把ALU、計(jì)數(shù)器、寄存器和控制部分互聯(lián)，并通過外部總線與外部的存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路聯(lián)接。外部總線又稱為系統(tǒng)總線，分為數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB和控制總線CB。通過輸入輸出接口電路，實(shí)現(xiàn)與各種外圍設(shè)備連接。主要寄存器（1）累加器A累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術(shù)和邏輯運(yùn)算時(shí)它有雙功能：運(yùn)算前，用于保存一個(gè)操作數(shù)；運(yùn)算后，用于保存所得的和、差或邏輯運(yùn)算結(jié)果。（2）數(shù)據(jù)寄存器DR數(shù)據(jù)寄存器通過數(shù)據(jù)總線向存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備送（寫）或?。ㄗx）數(shù)據(jù)的暫存單元。它可以保存一條正在譯碼的指令，也可以保存正在送往存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)等等。（3）指令寄存器IR和指令譯碼器ID指令包括操作碼和操作數(shù)。指令寄存器是用來保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。當(dāng)執(zhí)行一條指令時(shí)，先把它從內(nèi)存中取到數(shù)據(jù)寄存器中，然后再傳送到指令寄存器。當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令時(shí)，必須對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，以確定所要求的操作，指令譯碼器就是負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的。其中，指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。（4）程序計(jì)數(shù)器PCPC用于確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去，因此通常又被稱為指令地址計(jì)數(shù)器。在程序開始執(zhí)行前必須將程序的第一條指令的內(nèi)存單元地址（即程序的首地址）送入PC，使它總是指向下一條要執(zhí)行指令的地址。（5）地址寄存器AR地址寄存器用于保存當(dāng)前CPU所要訪問的內(nèi)存單元或I/O設(shè)備的地址。由于內(nèi)存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內(nèi)存讀/寫操作完成為止。顯然，當(dāng)CPU向存儲(chǔ)器存數(shù)據(jù)、CPU從內(nèi)存取數(shù)據(jù)和CPU從內(nèi)存讀出指令時(shí)，都要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。同樣，如果把外圍設(shè)備的地址作為內(nèi)存地址單元來看的話，那么當(dāng)CPU和外圍設(shè)備交換信息時(shí)，也需要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。4.2PROTEL簡(jiǎn)介：PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當(dāng)之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，它較早就在國(guó)內(nèi)開始使用，在國(guó)內(nèi)的普及率也最高，有些高校的電子專業(yè)還專門開設(shè)了課程來學(xué)習(xí)它，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用PROTEL。PROTEL，早期的PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用，運(yùn)行在\o"DOS"DOS環(huán)境，對(duì)硬件的要求很低，在無硬盤286機(jī)的1M內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的PROTEL已發(fā)展到PROTEL99（網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板），是個(gè)龐大的\o"EDA軟件"EDA軟件，完全安裝有200多M，它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客戶/\o"服務(wù)器"服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100％布通率。在國(guó)內(nèi)PROTEL軟件較易買到，有關(guān)PROTEL軟件和使用說明的書也有很多，這為它的普及提供了基礎(chǔ)。4.2.1PROTEL-功能首先：在PCB部分，除了Protel2004中的多通道復(fù)制；實(shí)時(shí)的、阻抗控制布線功能；SitusTM自動(dòng)布線器等新功能以外，AltiumDesigner6.0還著重在：差分對(duì)布線，F(xiàn)PGA器件差分對(duì)管腳的動(dòng)態(tài)分配，PCB和FPGA之間的全面集成，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)引腳優(yōu)化和非凡的布線效果。還有PCB文件切片，PCB多個(gè)器件集體操作，在PCB文件中支持多國(guó)語(yǔ)言（中文、英文、德文、法文、日文）,任意字體和大小的漢字字符輸入，光標(biāo)跟隨在線信息顯示功能，光標(biāo)點(diǎn)可選器件列表，復(fù)雜BGA器件的多層自動(dòng)扇出，提供了對(duì)高密度封裝（如BGA）的交互布線功能,總線布線功能，器件精確移動(dòng)，快速鋪銅等功能。交互式編輯、出錯(cuò)查詢、布線和可視化功能，從而能更快地實(shí)現(xiàn)電路板布局,支持高速電路設(shè)計(jì)，具有成熟的布線后信號(hào)完整性分析工具.AltiumDesigner6.0對(duì)差分信號(hào)提供系統(tǒng)范圍內(nèi)的支持，可對(duì)高速內(nèi)連的差分信號(hào)對(duì)進(jìn)行充分定義、管理和交互式布線。支持包括對(duì)在FPGA項(xiàng)目?jī)?nèi)部定義的LVDS信號(hào)的物理設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)映射。LVDS是差分信號(hào)最通用的標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于可編程器件。AltiumDesigner可充分利用當(dāng)今FPGA器件上的擴(kuò)展I/O管腳。

其次，在原理圖部分，新增加“靈巧粘帖”可以將一些不同的對(duì)象拷貝到原理圖當(dāng)中，比如一些\o"網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)"網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，一頁(yè)圖紙的BOM表，都可以拷貝粘帖到原理圖當(dāng)中。原理圖文件切片，多個(gè)器件集體操作，文本筐的直接編輯，箭頭的添加，器件精確移動(dòng)，總線走線，自動(dòng)網(wǎng)標(biāo)選擇等！強(qiáng)大的前端將多層次、多通道的原理圖輸入、VHDL開發(fā)和功能仿真、布線前后的信號(hào)完整性分析功能。在信號(hào)仿真部分，提供完善的混合信號(hào)仿真,在對(duì)XSPICE標(biāo)準(zhǔn)的支持之外，還支持對(duì)Pspice模型和電路的仿真。對(duì)FPGA設(shè)計(jì)提供了豐富的IP內(nèi)核，包括各種處理器、存儲(chǔ)器、外設(shè)、接口、以及虛擬儀器。

第三在嵌入式設(shè)計(jì)部分，增強(qiáng)了JTAG器件的實(shí)時(shí)顯示功能，增強(qiáng)型基于FPGA的邏輯分析儀，可以支持32位或64位的信號(hào)輸入。除了現(xiàn)有的多種處理器內(nèi)核外，還增強(qiáng)了對(duì)更多的32位微處理器的支持，可以使嵌入式軟件設(shè)計(jì)在軟處理器，F(xiàn)PGA內(nèi)部嵌入的硬處理器，分立處理器之間無縫的遷移。使用了Wishbone開放總線連接器允許在FPGA上實(shí)現(xiàn)的邏輯模塊可以透明的連接到各種處理器上。AltiumDesigner6.0支持XilinxMicroBlaze，TSK3000等32位軟處理器，PowerPC405硬核，并且支持AMCC405和SharpBlueStreakARM7系列分立的處理器。對(duì)每一種處理器都提供完備的開發(fā)調(diào)試工具。引入了以FPGA為目標(biāo)的\o"虛擬儀器"虛擬儀器，當(dāng)其與LiveDesign-enabled硬件平臺(tái)NanoBoard結(jié)合時(shí)，用戶可以快速、交互地實(shí)現(xiàn)和調(diào)試基于FPGA的設(shè)計(jì)，可以更換各種FPGA子板,支持更多的FPGA器件，例如CycloneII,StratixII,ProASIC3,Virtex-4,MAXII等系列器件，提供了各個(gè)廠家近百種類型的FPGA子板，包括幾十款FPGA+MCU（CPU）+RAM+SDRAM的子板。在器件庫(kù)方面支持基于ODBC和ADO的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使用OrCAD的器件庫(kù)。完全兼容Protel98/Protel99/Protel99se/ProtelDXP，并提供對(duì)Protel99se下創(chuàng)建的DDB和庫(kù)文件導(dǎo)入功能，還增加了P-CAD,OrCADPADSPCB等軟件的設(shè)計(jì)文件和庫(kù)的導(dǎo)入,AutoCAD和其它軟件的文件導(dǎo)入和導(dǎo)出功能。完整的ODB++/GerberCAM-系統(tǒng)使得用戶可以重新設(shè)計(jì)原有有的設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)和制造之間的差異.AltiumDesigner6.0以強(qiáng)大的設(shè)計(jì)輸入功能為特點(diǎn)，在FPGA和板級(jí)設(shè)計(jì)中，同時(shí)支持原理圖輸入和HDL硬件描述輸入模式；同時(shí)支持基于VHDL的設(shè)計(jì)仿真，混合信號(hào)電路仿真、布局前/后信號(hào)完整性分析.AltiumDesigner6.0的布局布線采用完全規(guī)則驅(qū)動(dòng)模式，并且在PCB布線中采用了無網(wǎng)格的SitusTM拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線功能；同時(shí)，將完整的CAM輸出功能的編輯結(jié)合在一起。AltiumDesigner6.0是兩年之內(nèi)的第六次更新，極大地增強(qiáng)了對(duì)高密板設(shè)計(jì)的支持，可用于高速數(shù)字信號(hào)設(shè)計(jì)，提供大量新功能和改進(jìn)，改善了對(duì)復(fù)雜多層板卡的管理和\o"導(dǎo)航"導(dǎo)航，可將器件放置在PCB板的正反兩面，處理高密度封裝技術(shù)，如高密度引腳數(shù)量的球型網(wǎng)格陣列(BGAs)。AltiumDesigner6.0中的BoardInsight?系統(tǒng)把設(shè)計(jì)師的鼠標(biāo)變成了交互式的數(shù)據(jù)挖掘工具。BoardInsight集成了“警示”顯示功能，可毫不費(fèi)力地瀏覽和編輯設(shè)計(jì)中疊放的對(duì)象。工程師可以專注于其目前的編輯任務(wù)，也可以完全進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的任何其他對(duì)象，這增加了在密集、多層設(shè)計(jì)環(huán)境中的編輯速度。AltiumDesigner6.0引入了強(qiáng)大的‘逃逸布線’引擎，嘗試將每個(gè)定義的焊盤通過布線剛好引到BGA邊界，這令對(duì)密集BGA類型封裝的布線變的非常簡(jiǎn)單。顯著的節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，設(shè)計(jì)師無需手動(dòng)就可以完成在一大堆焊盤間將線連接這些器件的內(nèi)部管腳。AltiumDesigner6.0極大減少了帶有大量管腳的器件封裝在高密度板卡上設(shè)計(jì)的時(shí)間，簡(jiǎn)化了復(fù)雜板卡的設(shè)計(jì)導(dǎo)航功能，設(shè)計(jì)師可以有效處理高速差分信號(hào)，尤其對(duì)大規(guī)?？删幊唐骷系拇罅縇VDS資源。AltiumDesigner6.0充分利用可得到的板卡空間和現(xiàn)代封裝技術(shù)，以更有效的設(shè)計(jì)流程和更低的制造成本縮短上市時(shí)間。4.2.2PROTEL-特色Protel99SE共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、\o"PCB設(shè)計(jì)"PCB設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、PLD設(shè)計(jì)。以下介紹一些Protel99SE的部分最新功能：可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表；強(qiáng)大的全局編輯功能；在原理圖中選擇一級(jí)器件，PCB中同樣的器件也將被選中；同時(shí)運(yùn)行原理圖和PCB，在打開的原理圖和PCB圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò)既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號(hào)（由原理圖到PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由PCB到原理圖），以保持電氣原理圖和PCB在設(shè)計(jì)上的一致性；滿足國(guó)際化設(shè)計(jì)要求（包括國(guó)標(biāo)標(biāo)題欄輸出，GB4728\o"國(guó)標(biāo)庫(kù)"國(guó)標(biāo)庫(kù)）；*方便易用的數(shù)?；旌戏抡妫嫒軸PICE3f5）；支持用CUPL語(yǔ)言和原理圖設(shè)計(jì)PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的JED下載文件；*PCB可設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層；強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查；智