protel課程設(shè)計(jì)--基于c51單片機(jī)的實(shí)用電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　題 目： 基于C51單片機(jī)的實(shí)用電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)</p><p>&

2、lt;b>　　初始條件</b></p><p>　　1. 一臺(tái)裝有PROTEL軟件或以上版本的電腦及使用PROTEL軟件繪制電路原理圖和印刷電路板的基本技能；</p><p>　　2. 模擬、數(shù)字、高頻、單片機(jī)、或者一個(gè)具有完備功能的電子電路系統(tǒng)。</p><p>　　要求完成的主要任務(wù)：</p><p>　　1. 繪制具有

3、一定規(guī)模、一定復(fù)雜程度的電路原理圖*.sch（自選）。可以涉及模擬、數(shù)字、高頻、單片機(jī)、或者一個(gè)具有完備功能的電子電路系統(tǒng)。</p><p>　　2. 繪制相應(yīng)電路原理圖的雙面印刷版圖*.pcb，對(duì)電路原理圖進(jìn)行仿真，給出仿真結(jié)果（如波形*.sdf、數(shù)據(jù)）并說(shuō)明是否達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。</p><p><b>　　參考書(shū)目:</b></p><p>

4、　　1. 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試(第三版).武漢：華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　2. 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分.高等教育出版社，2005</p><p><b>　　時(shí)間安排</b></p><p>　　查閱資料2天</p><p>　　Protel

5、設(shè)計(jì)2天</p><p>　　電路仿真 2天</p><p>　　報(bào)告撰寫(xiě) 1天</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 2013年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名：

6、 2013年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　Altium Designer 是業(yè)界第一款一體化電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)解決方案，它將設(shè)計(jì)流程、集成化PCB設(shè)計(jì)、可編程器件（如FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品，是一種能同時(shí)進(jìn)行原理圖、PCB和FPGA設(shè)計(jì)及嵌入式設(shè)計(jì)的解決方案，具有將設(shè)計(jì)方

7、案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K產(chǎn)品所需的全部功能。</p><p>　　作為電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，掌握EDA軟件是十分重要的，熟練使用各種EDA軟件對(duì)以后的學(xué)習(xí)研究、工作都很有幫助。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)基于C51單片機(jī)的實(shí)用電子時(shí)鐘。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，掌握Altium Designer的基本使用方法，學(xué)會(huì)畫(huà)原理圖，進(jìn)行PCB制作，并給予必要的仿真。</p><p&

8、gt;　　關(guān)鍵詞：Altium Designer；原理圖；PCB制作；電子時(shí)鐘</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Altium Designer is the industry's first unified electronics design solutions that will design flow, inte

9、grated PCB design, programmable devices (eg FPGA) design and processor-based embedded software development capabilities integrated products, is the one kind can simultaneously schematic, PCB and FPGA design and embedded

10、design solutions with the design from concept to final product all the necessary functions.</p><p>　　As electronics majors, master EDA software is very important, skilled use of a variety of EDA software for

11、 future study and research work are very helpful.</p><p>　　The course design is to design a practical C51 microcontroller based electronic clock. Through curriculum design, master the basics of using Altium

12、Designer, learn drawing schematics for PCB production and give the necessary simulation.</p><p>　　Keywords: Altium Designer; schematic; PCB design; Electronic clock.</p><p><b>　　目錄</b&g

13、t;</p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　1 Altium Designer簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.1 Altium Designer特性1</p><p>　　1.2 Altium Designer的組成

14、1</p><p>　　1.3 Altium Designer改進(jìn)方面2</p><p>　　2 電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 MCU控制器簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)4</p><p>　　2.3 獨(dú)立鍵盤(pán)4</p><p>　　2.4 LCD

15、1602模塊5</p><p>　　2.5 DS12C887時(shí)鐘芯片7</p><p>　　2.6 電源模塊8</p><p><b>　　3 原理圖繪制9</b></p><p>　　3.1 創(chuàng)建新的PCB工程文件9</p><p>　　3.2 添加新的原理圖空文件9</p&g

16、t;<p>　　3.3 安裝元件庫(kù)10</p><p>　　3.4 放置電路元器件并繪制連線10</p><p>　　3.5 完善原理圖11</p><p>　　3.6 檢查電路原理圖11</p><p>　　3.7 輸出元件清單12</p><p>　　4 PCB版圖設(shè)計(jì)13</p&g

17、t;<p>　　4.1 導(dǎo)入原理圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)13</p><p>　　4.2 PCB板型設(shè)計(jì)及元件布局13</p><p>　　4.3 PCB網(wǎng)絡(luò)布線13</p><p>　　4.4 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查14</p><p>　　4.5 覆銅編輯及補(bǔ)淚滴處理15</p><p>　　4.6 PCB的

18、3D顯示16</p><p><b>　　5 仿真分析17</b></p><p><b>　　6 小結(jié)體會(huì)19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p>　　附錄 部分程序21</p><p>　　1 Alti

19、um Designer簡(jiǎn)介</p><p>　　1.1 Altium Designer特性</p><p>　　Altium Designer是美國(guó)Altium公司開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)電路板軟件Protel的升級(jí)版本，其沿襲了Protel以前版本方便易學(xué)的特點(diǎn)，內(nèi)部界面與Protel DXP大體相同，為了適應(yīng)目前高密度和信號(hào)高速度的要求新增加了一些功能模塊。在元件庫(kù)中，整合了以前Protel DXP

20、版本和Protel99版本等各個(gè)版本的庫(kù)文件，使得用戶(hù)尤其是初學(xué)者使用起來(lái)更加方便和容易。</p><p>　　Altium Designer 6.0是業(yè)界首例將設(shè)計(jì)流程、集成化PCB設(shè)計(jì)、可編程邏輯器件（如FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品，一種同時(shí)進(jìn)行PCB和FPGA設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)的解決方案，具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K產(chǎn)品所需的全部功能。</p><

21、p>　　Altium Designer 6.0除了全面繼承包括Protel 2004在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多高端功能。Altium Designer 6.0拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限，全面繼承了FPGA設(shè)計(jì)功能和SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。</p><p>　　Altium Designer 6.0以強(qiáng)大的設(shè)計(jì)輸入

22、功能為特點(diǎn)，在FPGA的板級(jí)設(shè)計(jì)中，同時(shí)支持原理圖輸入和VHDL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；Altium Designer 6.0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(wú)網(wǎng)絡(luò)的SitusTM拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線功能；同時(shí)，將完整的CAM輸出功能編輯結(jié)合在一起。</p><p>　　1.2 Altium Designer的組成</p

23、><p>　　Altium Designer 6.0提供了一套完全集成的設(shè)計(jì)，這些工具讓開(kāi)發(fā)者很容易地將設(shè)計(jì)從概念形成最終的板設(shè)計(jì)。</p><p>　　Altium Designer 6.0主要是由以下四大部分組成。</p><p>　　1)原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（schematics）：它主要用于電路原理圖的設(shè)計(jì)，為印制電路板的制作進(jìn)行前期的準(zhǔn)備工作，主要表現(xiàn)了電路的原理鏈

24、接，相對(duì)比較直觀。</p><p>　　2)印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（PCB）：這部分系統(tǒng)則主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)，印制電路板的生產(chǎn)車(chē)間就是根據(jù)由它生成的PCB文件進(jìn)行PCB板的生產(chǎn)的。</p><p>　　3)FPGA系統(tǒng)：用戶(hù)可以用它進(jìn)行可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)完成后生成的熔絲文件燒錄到邏輯器件中，就可以制作具備特定功能的元器件了。</p><p>　　4)VH

25、DL系統(tǒng)：主要用來(lái)進(jìn)行硬件的編程工作。</p><p>　　1.3 Altium Designer改進(jìn)方面</p><p>　　Altium Designer 6.0解決了大量歷史遺留的工具問(wèn)題。新版本中更關(guān)注于改進(jìn)測(cè)試點(diǎn)的分配和管理、精簡(jiǎn)嵌入式開(kāi)發(fā)、軟設(shè)計(jì)中智能化調(diào)試和流暢的License管理功能。增強(qiáng)了圖形化ERC違規(guī)顯示。改進(jìn)了DirectX圖形重建速度。PCB板機(jī)械層設(shè)定增加到32

26、層。可以為FPGA儀器編寫(xiě)腳本等等。</p><p>　　2 電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)一個(gè)電子時(shí)鐘，利用廉價(jià)的STC89C52作為主控芯片，以Dallas生產(chǎn)的DS12C887作為時(shí)鐘芯片，其最大的特點(diǎn)是不需要外接晶振。設(shè)計(jì)3個(gè)獨(dú)立按鍵用于設(shè)置時(shí)間。使用LCD1602作為顯示器顯示時(shí)間。電源部分采用LM7805作為穩(wěn)壓源輸出5V電壓，另設(shè)一個(gè)插座可以從U

27、SB接口供電，實(shí)現(xiàn)了兩路供電，加一個(gè)開(kāi)關(guān)用于選擇。</p><p>　　以下是系統(tǒng)的原理框圖。</p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　2.1 MCU控制器簡(jiǎn)介</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片

28、上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，2個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU

29、停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。</p><p>　　2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)包括振蕩器電路，復(fù)位電路，單片機(jī)EA端接高電平（Vcc），P0口需要接上拉電阻（10K）。振蕩器電路選用12MH

30、z晶振，兩個(gè)30pf電容，振蕩器電路接單片機(jī)XTAL1和XTAL2引腳。</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖如下。</p><p>　　圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p><b>　　2.3 獨(dú)立鍵盤(pán)</b></p><p>　　獨(dú)立鍵盤(pán)的原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的I/O口既可以作為輸出也可以作為輸入使用，當(dāng)檢測(cè)按鍵時(shí)用的

31、是它的輸入功能，我們把按鍵的一端接地，另一端與單片機(jī)的某個(gè)I/O口相連，開(kāi)始時(shí)先給該I/O口賦一高電平，然后讓單片機(jī)不斷的檢測(cè)該I/O口是否為低電平，當(dāng)按鍵閉合時(shí)，即相當(dāng)于該I/O口通過(guò)按鍵與地相連，變成低電平，程序一旦檢測(cè)到I/O口變?yōu)榈蛣t說(shuō)明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的指令。本次設(shè)計(jì)采用3個(gè)獨(dú)立按鍵，分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)置調(diào)節(jié)位數(shù)，時(shí)間加和時(shí)間減三種功能。</p><p><b>　　圖3 獨(dú)立按鍵<

32、;/b></p><p>　　2.4 LCD1602模塊</p><p>　　1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。</p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)

33、用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： </p><p><b>　　顯示質(zhì)量高</b></p><p>　　由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 </p><p><b>　　數(shù)字式接口</b>&

34、lt;/p><p>　　液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。 </p><p><b>　　體積小</b></p><p><b>　　重量輕</b></p><p>　　液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要

35、輕得多。 </p><p><b>　　功耗低</b></p><p>　　相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。</p><p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表1所示：</p><p><b>　　表1 控制命令表</b&

36、gt;</p><p>　　圖4 LCD1602</p><p>　　2.5 DS12C887時(shí)鐘芯片</p><p>　　DS12C887時(shí)鐘芯片能夠自動(dòng)產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息，其內(nèi)部有世紀(jì)寄存器，從而利用硬件電路解決“千年”問(wèn)題。DS12C887中自帶鋰電池，外部掉電時(shí)，其內(nèi)部時(shí)間信息還能夠堅(jiān)持10年之久。對(duì)于一天內(nèi)的時(shí)間記錄，有12小時(shí)制和

37、24小時(shí)制兩種模式。在12小時(shí)制模式中，用AM和PM區(qū)分上午和下午；芯片內(nèi)部時(shí)間的存儲(chǔ)方式也有兩種，一種用二進(jìn)制數(shù)表示，另一種是BCD碼表示。DC12C887時(shí)鐘芯片中帶有128B RAM，其中11B RAM用來(lái)存儲(chǔ)時(shí)間信息；4B RAM用來(lái)存儲(chǔ)DS12C887的控制信息，稱(chēng)為控制寄存器；113B通用RAM供用戶(hù)使用。此外，用戶(hù)還可以對(duì)DS12C887進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)多種方波輸出，并可對(duì)其內(nèi)部的三路中斷通過(guò)軟件進(jìn)行屏蔽。該芯片內(nèi)部有一個(gè)精

38、密的溫度補(bǔ)償電路用來(lái)監(jiān)視VCC的狀態(tài)，如果檢測(cè)到主電源故障，該器件可以自動(dòng)切換到備用電源供電。Vbackup引腳用于支持可充電電池或超級(jí)電容，內(nèi)部包括一個(gè)始終有效的涓流充電器。DS12C887可以通過(guò)一個(gè)多路復(fù)用的單字節(jié)接口訪問(wèn)，該接口支持Intel模式和Motorola模式。DS12C887將它自己與石英晶體和電</p><p>　　圖5 DS12C887芯片</p><p><b

39、>　　2.6 電源模塊</b></p><p><b>　　圖6 電源電路</b></p><p>　　該電路采用變壓器與三端穩(wěn)壓器7805相結(jié)合。使220V電壓經(jīng)220V~12V變壓器變壓，降為12V。經(jīng)過(guò)橋式整流并利用兩個(gè)容量較大的電容濾波，從而得到較為穩(wěn)定的直流電壓。通過(guò)7805型號(hào)的三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓之后，輸出一個(gè)電壓為5V的直流穩(wěn)壓電源。<

40、;/p><p><b>　　3 原理圖繪制</b></p><p>　　Altium Designer電路原理圖的設(shè)計(jì)流程如圖7所示：</p><p><b>　　圖7 設(shè)計(jì)流程</b></p><p>　　3.1 創(chuàng)建新的PCB工程文件</p><p>　　啟動(dòng)Altium D

41、esigner，依次執(zhí)行菜單命令【File】、【New】、【Project】、【PCB Project】，新建一個(gè)PCB工程文件，單擊保存，命名為“SHIZHONG”，設(shè)置合適的保存路徑。</p><p>　　3.2 添加新的原理圖空文件</p><p>　　依次執(zhí)行菜單命令【File】、【New】、【Schematic】，在項(xiàng)目“SHIZHONG.PrjPCB”中創(chuàng)建一個(gè)原理圖空文件。執(zhí)

42、行菜單命令【File】、【Save】，在彈出的保存文件對(duì)話框中輸入文件名“shizhong”，點(diǎn)擊保存按鈕。此時(shí)工程面板中的“SHIZHONG.PrjPCB”工程下面將出現(xiàn)名稱(chēng)為“shizhong.SchDoc”的文件。</p><p>　　按照類(lèi)似的方式建立一個(gè)PCB文件，文件名為“shizhong.PcbDoc.”。</p><p>　　如圖8為Altium Designer項(xiàng)目面板。

43、</p><p><b>　　圖8 項(xiàng)目面板</b></p><p><b>　　3.3 安裝元件庫(kù)</b></p><p>　　在原理圖圖紙上放置元件前，必須先打開(kāi)其所在的元器件庫(kù)（也稱(chēng)為加載元器件庫(kù)）。</p><p>　　執(zhí)行菜單命令【Design】、【Add Remove Library…】

44、,彈出“Available Library”對(duì)話框，點(diǎn)擊“Install”按鈕，添加要添加的庫(kù)文件。</p><p><b>　　圖9 添加庫(kù)文件</b></p><p>　　3.4 放置電路元器件并繪制連線</p><p>　　點(diǎn)擊右側(cè)的“Library”，彈出一個(gè)面板，利用庫(kù)文件面板放置元器件。搜索需要的元件，選中，拖動(dòng)到左邊原理圖編輯區(qū)合

45、適的位置，單擊放置。</p><p>　　導(dǎo)線是指元器件電氣連接點(diǎn)之間的連線（Wire）。Wire具有電器特性，而繪圖工具中的Line不具有電氣特性，這一點(diǎn)特別重要，不能混淆。下圖為繪制好的電源模塊。</p><p><b>　　圖10 繪制原理圖</b></p><p><b>　　3.5 完善原理圖</b></p

46、><p>　　依次執(zhí)行菜單命令【Tools】、【Annotate Schematics…】、【Schematic】，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊“Update Changes List”按鈕，彈出“Information”對(duì)話框，單擊“OK”確認(rèn)后，再單擊“Accept Changes （Creat ECO）”創(chuàng)建ECO文件，關(guān)閉對(duì)話框，所有元件標(biāo)號(hào)完成。</p><p>　　3.6 檢查電路原理圖&

47、lt;/p><p>　　帶電路原理圖繪制完成后，需要對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行電器檢查。電器規(guī)則檢查ERC，指利用軟件對(duì)用戶(hù)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行電器檢查。執(zhí)行菜單命令【Project】、【Compile PCB Project】來(lái)進(jìn)行ERC檢測(cè)。當(dāng)完成編譯參數(shù)設(shè)置后，就可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯了。編譯后系統(tǒng)都會(huì)通過(guò)信息面板給出一些錯(cuò)誤信息或警告。沒(méi)有錯(cuò)誤信息或者是放置了“NO ERC”標(biāo)志，信息面板是空的。如果出現(xiàn)了錯(cuò)誤信息，可以通過(guò)單擊錯(cuò)

48、誤信息指針，彈出編譯錯(cuò)誤面板，雙擊面板上的錯(cuò)誤選項(xiàng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)定位錯(cuò)誤元件。</p><p>　　3.7 輸出元件清單</p><p>　　最后可點(diǎn)擊執(zhí)行菜單命令【Reports】、【Bills of Materials】出現(xiàn)“Bills of Materials”對(duì)話框，點(diǎn)擊“Export”可以將材料清單輸出成*.xls文件。</p><p><b>　

49、　圖11 元件清單</b></p><p>　　圖12 完整的電子時(shí)鐘原理圖</p><p><b>　　4 PCB版圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 導(dǎo)入原理圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)好原理圖后，打開(kāi)之前建立好的PCB文件。點(diǎn)擊【Design】、【Import Changes From

50、 shizhong.PrjPcb】。選擇“Validate Changes”，系統(tǒng)會(huì)對(duì)所有的元件信息和網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行檢查。</p><p>　　點(diǎn)擊“Execute Changes”，如果沒(méi)有錯(cuò)誤，所有的元件和連線會(huì)自動(dòng)加入到PCB文件中的元件空間中。若有錯(cuò)誤，則需要進(jìn)行相應(yīng)的改正。</p><p>　　4.2 PCB板型設(shè)計(jì)及元件布局</p><p>　　點(diǎn)擊“Ke

51、ep out layer ”然后用line工具畫(huà)一個(gè)框，即為電路板的大小。當(dāng)布線超出這框時(shí)，元器件即變?yōu)榫G色，表面違法規(guī)則。</p><p>　　把網(wǎng)表和元器件封裝更新到PCB文件上后，所有元器件便全部更新到PCB上了，但是此時(shí)元器件分布過(guò)密，甚至出現(xiàn)重疊現(xiàn)象。</p><p>　　合理的元器件布局是PCB布線的關(guān)鍵。元器件布局是將元器件封裝按一定的規(guī)則排列、擺放在電路板中。布局的方式有兩

52、種，一種是交互式布局，另一種是自動(dòng)布局。一般采用在自動(dòng)布局的基礎(chǔ)上用交互式布局進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　4.3 PCB網(wǎng)絡(luò)布線</p><p>　　在PCB板上走線的首要任務(wù)就是要在PCB板上走通所有的導(dǎo)線，建立起所有需要的電氣連接，這在高密度的PCB設(shè)計(jì)中很具有挑戰(zhàn)性。在能夠完成所有走線的前提下，布線的要求有：走線長(zhǎng)度盡量短和直，在這樣的走線上電信號(hào)完整性較好；走線中盡量少地使用過(guò)

53、孔；走線的寬度要盡量寬；輸入輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，平行則容易產(chǎn)生耦合。</p><p>　　自動(dòng)布線是一個(gè)優(yōu)秀的電路設(shè)計(jì)輔助軟件所必需的功能之一。對(duì)于散熱、電磁干擾及高頻等要求較低的大型電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，采用自動(dòng)布線操作可以大大地降低布線的工作量，同時(shí)，還能減少布線時(shí)的漏洞。如果自動(dòng)布線不能夠滿足實(shí)際工程設(shè)計(jì)的要求，可以通過(guò)手動(dòng)布線進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　完成元件布局后，點(diǎn)擊【A

54、uto Route】，選擇自動(dòng)布線的策略。對(duì)于雙層電路板，單擊“All”進(jìn)入自動(dòng)布線狀態(tài)，可以看到PCB上自動(dòng)布線的全過(guò)程，同時(shí)顯示相應(yīng)的信息框。制作出的PCB板如下圖。</p><p>　　圖13 設(shè)計(jì)好的PCB</p><p>　　4.4 設(shè)計(jì)規(guī)則DRC檢查</p><p>　　點(diǎn)擊【Tools】、【Design Rules Check…】，單擊對(duì)話框中的“El

55、ectrical”選項(xiàng)，彈出在線檢查一并檢查對(duì)話框。勾選相應(yīng)的選項(xiàng)，單擊運(yùn)行，即可進(jìn)行DRC檢查，其結(jié)果或反映在信息面板中。如果選中了生成報(bào)告文件，設(shè)計(jì)檢查結(jié)束后，會(huì)生成一個(gè)有關(guān)短路檢測(cè)、斷路檢測(cè)、安全間距檢測(cè)、一般線寬檢測(cè)、過(guò)孔內(nèi)徑檢測(cè)等項(xiàng)目情況報(bào)表。生成報(bào)表如下：</p><p>　　圖14 設(shè)計(jì)規(guī)則驗(yàn)證報(bào)告</p><p>　　4.5 覆銅編輯及補(bǔ)淚滴處理</p>&l

56、t;p>　　為了增強(qiáng)PCB的抗干擾能力，要對(duì)各布線層中的底線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆銅。在焊盤(pán)或過(guò)孔與布線的連接處補(bǔ)淚滴，可以有效加大布線和焊盤(pán)之間的連接強(qiáng)度。</p><p>　　以下是經(jīng)過(guò)覆銅和補(bǔ)淚滴處理的PCB板。</p><p>　　圖15 進(jìn)一步處理后的PCB板</p><p>　　4.6 PCB的3D顯示</p><p>　　首先按下鍵盤(pán)

57、數(shù)字鍵“3”，顯示無(wú)元件的PCB板。</p><p>　　圖16 PCB板3D顯示</p><p>　　點(diǎn)擊【View】、【Legacy 3D View】，系統(tǒng)產(chǎn)生一幅帶有元件3D模型的PCB板圖。</p><p>　　圖17 完整的3DPCB模型</p><p><b>　　5 仿真分析</b></p>

58、<p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051。在編譯方面，它支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。</p>&

59、lt;p><b>　　圖18 仿真原理圖</b></p><p>　　啟動(dòng)仿真后，液晶顯示屏出現(xiàn)日期及時(shí)間顯示。</p><p><b>　　圖19 仿真結(jié)果1</b></p><p>　　按下第一個(gè)按鍵，光標(biāo)依次在年、月、日、時(shí)、分、秒下移動(dòng)。</p><p><b>　　圖20

60、仿真結(jié)果2</b></p><p>　　按下第二個(gè)鍵，光標(biāo)對(duì)應(yīng)位置的數(shù)字增加。</p><p><b>　　圖21 仿真結(jié)果3</b></p><p>　　按下第三個(gè)鍵，光標(biāo)對(duì)應(yīng)位置的數(shù)字減小。</p><p><b>　　圖22 仿真結(jié)果4</b></p><p&g

61、t;　　仿真分析：由仿真結(jié)果得出，系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確地實(shí)現(xiàn)了設(shè)定的全部功能。設(shè)計(jì)是有效的。</p><p><b>　　6 小結(jié)體會(huì)</b></p><p>　　作為電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，掌握EDA軟件是十分重要的，熟練使用各種EDA軟件對(duì)以后的學(xué)習(xí)研究、工作都很有幫助。本次課程設(shè)計(jì)我們重點(diǎn)掌握了Altium Designer的使用方法。之前用Protel時(shí)候，感覺(jué)可操作性不是那

62、么強(qiáng)悍，換句話說(shuō)就是有點(diǎn)老，Altium Designer這個(gè)軟件應(yīng)該說(shuō)是繼承了Protel的許多優(yōu)點(diǎn)，并且擁有更好的人機(jī)交互界面。最吸引我的是多種PCB3D顯示，它可以讓我更直觀的看到自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。</p><p>　　通過(guò)一個(gè)星期的學(xué)習(xí)，我基本掌握了原理圖的畫(huà)法，掌握了畫(huà)元件封裝圖的方法。學(xué)會(huì)了畫(huà)PCB的基本方法以及一些高級(jí)技巧。在制作PCB的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)布線學(xué)習(xí)使我認(rèn)識(shí)到PCB雖然可以采用自動(dòng)布線，但是

63、自動(dòng)布線有許多缺點(diǎn)，看起來(lái)不是太美觀。采用手動(dòng)布線，不僅使電路美觀了許多，而且也鍛煉了自己的動(dòng)手能力。由于自己經(jīng)驗(yàn)的不足，采用自動(dòng)布線與手動(dòng)布線結(jié)合的方式。在擺放器件時(shí)，使一些插件放在板子邊緣，一些芯片放在板子中間，相應(yīng)的原件盡量靠近，這樣減少了許多線路，也適用于實(shí)際。</p><p>　　對(duì)我而言，此次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中我遇到了許多挫折,如軟件使用中的很多問(wèn)題,但我認(rèn)為挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)

64、必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶。 </p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)也使我懂得了把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，以及其中很多功能應(yīng)用還未有深刻理解，要通過(guò)不斷的實(shí)用和查找資料來(lái)完善自己此方面的能力。&l

65、t;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試(第三版).華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　[2] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分.高等教育出版社，2005</p><p>　　[3] 三恒星科技. Altium Designer6.0易

66、學(xué)通.人民郵電出版社，2006</p><p>　　[4] 穆秀春等.輕松實(shí)現(xiàn)從Protel到Altium Designer.電子工業(yè)出版社，2011</p><p>　　[5] 郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程.電子工業(yè)出版社,2009</p><p>　　[6] 李群芳.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)（第4版）.電子工業(yè)出版社</p><p>

67、;<b>　　附錄 部分程序</b></p><p>　　DS12C887讀寫(xiě)子程序</p><p>　　uchar DS_read(uchar addr)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar ds_data;</p><p>　　DS_D

68、S = 1;</p><p>　　DS_RW = 1;</p><p>　　DS_AS = 1;</p><p>　　DS_CS = 0;</p><p>　　P0 = addr;</p><p>　　DS_AS = 0;</p><p>　　P0 = 0xff;</p><

69、p>　　DS_DS = 0;</p><p>　　ds_data = P0;</p><p>　　DS_DS = 1;</p><p>　　DS_AS = 1;</p><p>　　DS_CS = 1;</p><p>　　return ds_data;</p><p><b>

70、　　}</b></p><p>　　void DS_write(uchar addr, uchar Wdata)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DS_DS = 1;</p><p>　　DS_RW = 1;</p><p>　　DS_AS = 1;<

71、;/p><p>　　DS_CS = 0;</p><p>　　P0 = addr;</p><p>　　DS_AS = 0;</p><p>　　P0 = Wdata;</p><p>　　DS_RW = 0;</p><p>　　DS_RW = 1;</p><p>　　D

72、S_AS = 1;</p><p>　　DS_CS = 1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　LCD顯示程序</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include "

73、lcd_display.h"</p><p>　　#include "char_lcd.h"</p><p>　　uchar code dis4[] = {"0123456789"};</p><p>　　uchar code initdisp[] = {"Date:2000-00-00 Time:00:0

74、0:00"};</p><p>　　//uchar code DT_place[] = {7,10,13,21,24,27};</p><p>　　uchar code DT_lcdplace[] = {0x07,0x0a,0x0d,0x45,0x48,0x4b};</p><p>　　uchar code DTdata_addr[] = {9,8,7,4

75、,2,0};</p><p>　　uchar DTdata_tab[] = {0,0,0,0,0,0};</p><p>　　uchar code chars[8][6] = {{"set "},{" "},</p><p>　　{" year "},{" month"}

76、,{" day "},</p><p>　　{" hour "},{"minute"},{"second"}</p><p><b>　　};</b></p><p>　　uchar data_h,data_l;</p><p>　　voi

77、d data_wr()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=5; i>=0; i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*(d

78、s_addr+(DTdata_addr[i]))=DTdata_tab[i];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void data_pro()</p><p><b>　　{</b></p>&l

79、t;p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=0; i<6; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DTdata_tab[i]=*(ds_addr+DTdata_addr[i]);</p><p><b>　　}&

80、lt;/b></p><p>　　data_hl();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void data_hl()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></

81、p><p>　　for(i=0; i<6; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(i==3)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if((DTdata_tab[i]&

82、0x80)!=0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DTdata_tab[i]=(DTdata_tab[i]&0x7f)&0x7f;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

83、<p>　　data_h=DTdata_tab[i]/16;</p><p>　　data_l=DTdata_tab[i]%16;</p><p>　　lcd_pos(DT_lcdplace[i]);</p><p>　　lcd_wdat(data_h+48);//'0'=48</p><p>　　lcd_wd

84、at(data_l+48);//'0'=48</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void date_init(void)//diaplay date:</p><p><b>　　{</b>

85、</p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　lcd_pos(0x00);</p><p>　　for(i=0; i<15; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_wdat(initdisp[i])

86、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　lcd_pos(0x40);</p><p>　　for(i=16; i<29; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_wdat(initdisp[i]);&l

87、t;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　主函數(shù)</b></p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{ </b></p&

88、gt;<p>　　*(ds_addr+10)=0x20;</p><p>　　*(ds_addr+11)=0x22;</p><p>　　lcd_init();</p><p>　　date_init();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><

89、;b>　　{</b></p><p>　　data_pro();//datapro();</p><p>　　data_hl();</p><p><b>　　key();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><