电子线路cad课程设计报告 - 图文
更新时间:2023-10-05 16:32:01 阅读量: 综合文库 文档下载
电子线路CAD课程设计
一.实训目的:
1.熟悉原理图编辑器的功能与使用方法;掌握原理图元件及元件库的使用,元件的放置与编辑、电路原理图的设计以及报表、原理图输出等技巧与方法。
2.熟悉印制电路板的设计流程,掌握元件封装库的使用和元件封装的放置方法。 3.掌握PCB绘图工具的操作使用方法和PCB设计规则。 4.掌握布局和布线等印制电路板的设计知识。 5.掌握PCB报表的生成和PCB图打印输出方法。 6.掌握印刷电路板的设计流程。
二.实训内容
本次设计选择单片机控制系统,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。
三.设计原理和思路 1.最小系统的结构
单片机即单片微控制器,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: 串口电路 (MAX232) Max232 AD&DA转换 4*4矩阵键盘 (SW_BP16) 单 片 机 F80C51 待扩展数码管电路 蜂鸣器 (Bell)
图1 总体设计框图
2 各电路的原理分析
(1)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。串行端口的基本特点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,九孔串针用D connector代替处理。电路设计如图1所示。
图1 串口电路设计
(2)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所示。
图2 Bell设计电路
(3).AD&DA转换器设计
AD转换器也就是模数(Analog to Digital)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AD-TLC5649 ,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(Digital to Analog)转换器,即将数字信号转换成模拟信号,选用TLC5620,自己制作元件库。 AD&DA转换电路如图3所示。
图3 AD&DA转换电路
(4).待扩展四位8段数码管的设计
数码管电路设计如图4所示。
图4 数码管的电路设计
(5).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5所示。
图5 矩阵键盘
3.总电路设计
原理图如图6
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