单片机最小系统的PCB设计报告完整规范样本

摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

本次课程设计包括STC89C51单片机最小系统（包括复位和时钟电路）还有蜂鸣器电路、LED电路和RS232串口电路以及用于扩展功能的四排与I/O端口相连的插孔。

利用Protel电路设计软件进行原理图设计，PCB布线，借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会工程软件protel的使用。

关键词：最小系统，I/O端口，STC89C51, PCBAbstractRecent years, with the penetration of computers in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, while driving traditional control detects the rapidly growing updated. In the real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only the microcontroller knowledge is not enough, should be based on the specific hardware architecture, as well as application-specific software features object combine to make perfect .The curriculum includes the SCM STC89C51 minimum system (including reset and clock circuit) and the buzzer circuit, eight digital tube display circuit, RS232 serial port circuitry, and used to extend the functionality of the four rows with the I / O ports are connected jack. Protel circuit design software for the use of schematic design, PCB layout, thereby consolidating microcontroller applications, analog circuits, digital circuits courses and learn to use engineering software Protel.Keyword：minimum system,I/O Port, STC89C51, PCB1．单片机系统的结构1.1 单片机的内部结构 一个基本的MCS-51单片机通常包括：中央处理器、ROM 、RAM 、定时/计数器和I/O 口等各功能部件，各个功能由内部的总线连接起来，从而实现数据通信。

湖南工程学院
课程设计
课程名称PCB设计
课题名称单片机最小系统
专业电子科学与技术
班级1102班
学号
姓名
指导教师李延平
1 月1日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称: PCB课程设计
题目: 单片机最小系统PCB设计
专业班级: 电科1102 班
学生姓名: 学号:
指导老师: 李延平
审批:
任务书下达日期12 月23日
设计完成日期年1月1 日
目录
一、设计总体思路 0
1.1 PCB制板设计流程 0
1.2 基本过程简述 0
二、原理图绘制 (2)
三、原件封装 (2)
四、ERC电气检查与网络表生成 (5)
4.1 ERC电气检查 (5)
4.2 生成网络表 (6)
五、PCB界面操作 (7)
5.1 PCB制板的工艺设计要求 (8)
5.2布线 (9)
5.3铺铜 (10)
5.4 DRC检查 (10)
六、报表的生成 (11)
6.1电路板信息报表 (12)
6.2元件清单 (13)
七、设计总结 (15)
八、参考文献 (17)
一、设计总体思路
1.1 PCB制板设计流程
1.2 基本过程简述
这次PCB课程设计的主要任务是利用protel99SE软件完成单片机最小系统的PCB设计。

按照要求, 有如下的总体思路。

福州大学物理与信息工程学院印制电路板设计实践报告专业：电子科学与技术班级：2班姓名：学号：指导老师：林培杰2017年 6 月目录一、设计分析 (1)二、本设计对应的毕业要求细化指标 (2)三、设计过程 (3)3.1 元器件库建立 (3)3.2规则设定 (6)3.3布局和布线分析 (8)四、心得体会 (14)一、设计分析图1 单片机系统原理图这是51单片机最小系统原理图，该系统采用RS232串口通信，图中还包含了LCD模块、LED模块、矩阵键盘模块、蜂鸣器模块、红外以及数码管模块，也引出了SPI的通信接口，此外又用排针将单片机大部分引脚独立引出，可以进行系统拓展，能更方便的进行各种实验。

二、本设计对应的毕业要求细化指标三、设计过程3.1 元器件库建立1. 建立原理图库：文件→NEW→Library→原理图库图2 新建原理图库2.建立PCB库:文件→NEW→Library→PCB元件库图3 新建PCB图库3．将原理图与PCB按手册资料绘制好之后，应将二者结合起来，以后才可以使用。

步骤：在原理图库处找到鼠标单击，然后找到刚才画好的PCB 对应元件，单击即可添加，至此，一个元件的封装绘制已全部完成。

图4原理图元件外形图5 PCB元件外形为原理图添加封装图6 添加封装用同样的方法可绘制出各种所需元器件封装，而这些封装放在一个工程里，就形成了自制的封装库。

3.2规则设定电源线50mil 其他15mil 间距20mil。

设置间距20mil:间距设定通过点击设计→规则→Clearance图7设置间距设置线宽：点击设计→规则→Width图8设置线宽3.3布局和布线分析3.31布局如下图:图9布局图（2）首先，在能使功能全部完成的前提下应使布局尽量使布线能更简洁，使引线尽量短。

元器件摆放要尽量整齐，方便布线。

然后各个模块的相关的元件摆在一处，可以节省很多空间和引线。

例如数码管应和75HC245和几个三极管放在一处。

单片机最小系统的PCB板设计、学院信息与控制学院专业自动化班级 2013级1班姓名顾金华学号 20131336029日期：2015年6月20日单片机最小系统的PCB板设计一．摘要：1.设计目的（1）要求熟悉Protel 99 SE的基本操作（2）要求掌握用Protel 99 SE绘制原理图的基本方法（3）要求掌握用Protel 99 SE制作PCB板的方法（4）要求设计一个小型的单片机系统2.设计内容（1）设计一个单片机最小系统（2）具有两位数码管显示、8位按键输入（3）具有一个蜂鸣器、一个发光二极管3.实验环境（1）在Windows 7 系统下运行（2）在Protel 99 SE软件下编辑二．电路原理图及元器件库设计1.原理图的绘制（1）启动Protel 99 SE软件；（2）在File →New中新建一个数据库文件，保存在合适位置，经过后续操作，新建一个Sheet.Sch的原理图文件（3）添加合适元件，编辑需要的元件再导入元件库（由于WIN7系统不兼容的缘故，在导入元件库的时候需要先关闭Protel99se软件，然后修改C:\Windons下的AdvSch99SE.ini文件，在里面添加库地址）。

（4）连接线路，构成原理图2.元器件库设计（1）按键电路图1. 按键电路（2）AT89C51单片机的绘制在Documents文件夹中选择File →New菜单，弹出New Document对话框，双击其中的Schematic Library Document图标新建一个名为Schlib1 Lib的元件库文件，打开该文件，在其中编辑绘制AT89C51单片机芯片，使用DrawingTools芯片图：图2. A T899C51单片机芯片图（3）复位电路图复位电路由一个按键，一个电容，一个电阻组成，可以实现上电复位和自动复位。

图3. 复位电路图（4）晶振电路图晶振电路由一个晶振和两个小电容组成图4. 晶振电路图（5）蜂鸣器电路图图5. 蜂鸣器电路图3.总原理图图6. 总原理图三.PCB板图及封装库设计1.PCB版的绘制（1）对原理图中的元器件按封装号进行封装，对没有标准封装的元器件自行画其封装图； 1）新建一个PCB.lib的PCB元件文件；2）画出元件的封装图；3）将画的封装图导入封装图库（由于WIN7系统不兼容的缘故，在导入元件库的时候需要先关闭Protel99se软件，然后修改C:\Windons下的AdvPCB99SE.ini文件，在里面添加库地址）；（2）将原理图生成报表：选择Design—Create Netlist,检查是否有错误；（3）在Documents文件夹中New-Wizards-Printed Circuit Board Wizard,创建PCB文件；（4）在PCB1.PCB文件中选择Design-Load Nets，选择自己刚刚生成的原理图报表，检查是否有错，如没错，点击Execute将原理图生成PCB版；（5）按原理图排布好元器件的位置，选择Auto Route-All,即自动布线，再检查是否有漏掉的线路，即完成PCB板的制作。

《实用电子系统的设计与制作》设计报告目录1.原理分析 (1)2.方案选择 (3)2.1复位开关的选择 (3)3.电路原理图绘制 (4)3.1元件型号 (4)3.2电路原理图 (5)4.PCB图（protel）绘制 (5)4.1 PCB设计步骤 (6)4.2 设计原则 (6)4.3 PCB图 (8)5.综合调试 (8)5.1软件调试 (8)5.2硬件调试 (10)6.总结 (11)《实用电子系统的设计与制作》设计报告１.原理分析单片机最小系统主要由ＡＴＭＥGA16A芯片、电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。

ATMＥGA16A芯片:ＡＴmeｇa16是基于增强的AVR ＲＩＳC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。

由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间,ATmega1６的数据吞吐率高达1 ＭIＰＳ/MＨｚ，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

ＡTｍｅga16 有如下特点:16Ｋ字节的系统内可编程Ｆlaｓh（具有同时读写的能力,即RＷW),512 字节EEPROM，1K 字节ＳＲAＭ，32 个通用I/O 口线，3２个通用工作寄存器，用于边界扫描的ＪTAG 接口，支持片内调试与编程,三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(Ｔ／Ｃ),片内/外中断，可编程串行UＳＡRＴ，有起始条件检测器的通用串行接口，８路１0位具有可选差分输入级可编程增益(TQＦP 封装) 的ADＣ ,具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。

图1.１ＡTMEGA16引脚定义电源模块：此最小系统中的电源供电模块的电源通过计算机的USB口供给。

通过开关来控制和通电与否。

电源电路中接入了电源指示ＬED,图中R１1为ＬED的限流电阻。

S1 为电源开关。

图1．2 电源模块原理图复位电路：单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RＳT上外接电阻和电容，实现上电复位。

当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。

《电子线路CAD》设计报告学生：vvvvvvvvvv学生学号：*******xxx专业班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxx二○一一年十二月二十七日目录1.课程设计的目的 (2)2.课程设计报告容 (2)3.设计过程中的一些问题 (3)4.设计结果 (7)5.设计感想 (8)6.附录 (9)1．课程设计目的（1）通过熟悉Altium Designer软件的界面，进行单片机最小系统板及扩展的原理图设计、创建原理图元件、电路板的设计规划和网络表的载入、PCB的编辑、创建元件封装、报表生成与电路板输出。

（2）了解Altium Designer软件的功能及其使用说明，对软件基本操作能够熟练掌握，熟悉原理图的设计步骤，掌握绘制原理图的方法，并学会网络表及元件清单的生成，双面印制电路板（PCB）的布线流程，创建原理图元件库及其PCB元件库。

（3）培养从事科学实验的技能、技巧，提高分析和解决问题的能力，以及创新能力。

2．课程设计报告容2.1绘制与编辑原理图库与原理图（1）新建PCB工程并保存在已建好文件夹中（2）打开上面的PCB project，在工程下新建原理图（3）设置图纸大小，设置环境，并添加已有元件库（4）新建原理图库绘制变压器（5）放置元件，注意添加已有的封装，原理图布线（6）编译原理图，检查并修改原理图（7）材料清单与网络表生成，为PCB做准备2.2绘制PCB图（1）新建PCB并保存在原来的工程文件夹下（2）新建PCB元件库绘制变压器的封装，并把该封装添加到原理图的变压器中（3）初步设置板的大小，并导入PCB文件（4）设置规则，线宽粗细，间距大小等等（5）对元件进行手动布局，尽量节省材料，去多余板（6）进行简单的预布线，然后自动布线，最后再手动调整，避免多次绕折2.3规则的设定(1)间距宽度的设置(2)线宽的设置3.设计过程中的一些问题和解决方法（1）原理图编译时出现错误，且元件都被划红线。

基于AT89C51单片机的最小系统设计报告摘要：单片机最小系统基本电路由电源、复位及振荡电路组成。

此系统采用单片机AT89C51作为控制器，兼容RS232标准的芯片MAX232单电源电平转换芯片、D9插口实现串行输入；复位电路采用手动复位方式，简单方便；振荡电路采用单片机引脚XTAL1、XTAL2跨接石英晶体振荡器和30pf的微调电容，12MH晶振构成一个稳定的自激振荡器，使得单片机能够以此作为时钟控制信号。

同时，通过对I/O端口进行扩展，实现简单的蜂鸣器的驱动，跑马灯的驱动与显示、4×4矩阵式键盘功能。

AT89C51作为整个系统的控制部分，功能扩展电路的程序设计采用C语言在Keil的编辑器上编程实现。

经过反复调试和测试，系统基本达到设计目标，各项拓展功能均已实现。

关键词：单片机最小系统、系统功能扩展、ATC51、MAX2321.系统设计：1.1设计方案：在比较的基础上，选用ATC51单片机作为最小系统的控制器，设计电源电路、时钟电路、复位电路完成其基本功能。

串行通讯则采用为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片和D9端口,实现系统数据下载；设计LED电路和蜂鸣器电路，实现简单扩展功能；为了进一步丰富其扩展功能，对最小系统进行P2、P0、P1口的I/O口的扩展。

1.2结构框架图：2.单元硬件电路设计2.1时钟电路AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。

这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，如电路原理图所示在引脚XTAL1和XTAL2跨接晶振Y1和微调电容C1和C6。

电容一般选择30pf ，电容的大小会影响振荡器频率的高低，稳定性和速度。

晶振的频率选择12MHz 。

时钟电路2.2复位电路复位电路一般有两种方式，最简单的为上电自动复位。

由于只要给复位引脚RST加上大于2个机器周期的的高电平就能使单片机复位，因此在RST 端加上一个电容和电阻用来充放电就可实现，如图所示。

一、设计过程当拿到课程设计任务书后，握手先看了看了一下设计目的、内容、要求以及时间安排，然后再到图书馆和电子阅览室查了一些先关资料，为以后的设计任务做好准备。

因为在设计内容中需要在的单片机的P0口接8个上拉电阻，所以我查了一下P0口与其他的I/O有什么不同，经过查阅我知道了P0口不能输出高电平。

同时还要求我们在P2口加一个驱动芯片74LS245，所以我又查了一下74LS245的功能以及使用方法，通过查阅我知道了此芯片具有以下功能74LS245是在电路设计中经常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备,他是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。

74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。

当单片机的I\O口总线负载达到或超过I\O最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。

当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由B 向 A 传输；（接收）DIR=“1”，信号由A 向B 传输；（发送）当/CE为高电平时，A、B均为高阻态。

通过这些功能和使用方法我知道了此芯片在电路中应该怎么接。

但是单片机在使用之前必须结晶振电路和复位电路，因为这些电路在平时上课经常练，所以就没什么疑问了。

通过以上了解的知识，就应该在大脑中有了一定的思路了，接下来的任务就是设计电路了。

1原理图的绘制（1）首先启动PROTEL 99 SE软件；（2）在File>New中新建一个名为课设的项目文件，并在项目文件中建立一个名为课设的原理图文件，然后再打开此文件，设置好图纸大小以及栅格尺寸；（3）在此界面下添加设计所需要的元器件，并且修改这些元器件的封装、大小以及类型。

（应为此软件中没有AT89C51单片机的元器件，所以需要自己制作）（4）然后把这些添加的元器件按照要求用导线连接起来，就完成了原理图的设计（如图所示）；（5）最后进行ERC电器规则检查，生成元器件清单、网络表等。

2、制作元器件的封装（1）首先在项目文件中建立一个元器件封装的库；（2）经过测量所使用的元器件以及所使用的试验设备制作合适的元器件封装，并保存在库中；3.、PCB图的绘制（1）首先在项目文件中建立一个名为课设的PCB图，并打开；（2）在禁止布线层圈出一个大小为65X65mm的框，并装在网络表，然后执行自动布局命令，将封装放在次框中；（3）运用自己所学的知识调整各元器件位置和距离，保证其走线和布局的最优；（4）位置调整完后设置布线规则，将其设置为单面板，普通线宽为20mil, 电源线宽30mil,地线宽40mil.,将线间距设置为20mil，并且设置了一些更为细节的东西。

学校名称《电子线路印刷版（PCB）设计CAD》实践报告题目：单片机最小系统PCB设计姓名：学号：系别：专业：年级：年月日单片机最小系统PCB设计1 实验目的1.1 熟悉PROTEL的基本操作1.2 掌握用PROTEL绘制原理图的基本方法1.3 掌握用PROTEL制作PCB板的方法1.4 设计一个小型的单片机系统2 实验环境2.1 WINDOWSXP环境2.2 PROTEL 99 SE软件3 实验内容与步骤3.1 原理图的绘制.3.1.1首先启动Protel软件；3.1.2 在File>New中新建一个名为a38.ddb的数据库文件，并将其设置合适的保存位置；3.1.3双击Documents文件夹，再次选择File>New菜单，打开New Document对话框。

双击其中的Schematic Document 图标，新建一个分别为Sheet1.Sch的原理图文件。

3.1.4 双击原理图子文档，启动原理图编辑器。

选择Design>Options菜单，打开Document Options对话框。

选择图纸的规格，然后单击OK；3.1.5 然后就可以按照原理图绘制了；3.1.5.1 电源模块，输出5V 电压，led 发光指示。

3.1.5.2 单片机最小系统：复位电路、晶振时钟电路、P1 口led 电路。

复位电路由一个按键，一个电容，两个电阻构成。

时钟电路由一个晶振和两个小电容构成，时钟电路必须离单片机时钟引脚很近，切忌用长导线连接，否则不易起振，可以直接将晶振的两个引脚直接弯折到单片机引脚上，不要用长导线和跳线。

3.1.5.3 串口电平转换模块，实现串口ISP 程序下载。

单片机输出P3.1（Txd）接7414 的输入，对应输出接串口DR9 输入，串口DR9 输出接7414 输入，对应输出接单片机串行输入P3.0（Rxd）。

3.1.5.4 按键模块：选择这4 个引脚作为输入，是有讲究的，P3.2，P3.3 是单片机两个外部中断输入引脚，P3.4，P3.5 是两个计数器外部时钟输入引脚。

《电子线路CAD》设计报告学生姓名：vvvvvvvvvv学生学号：0109007xxx专业班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxx二○一一年十二月二十七日目录1.课程设计的目的 (2)2.课程设计报告内容 (2)3.设计过程中的一些问题 (3)4.设计结果 (7)5.设计感想 (8)6.附录 (9)1．课程设计目的（1）通过熟悉Altium Designer软件的界面，进行单片机最小系统板及扩展的原理图设计、创建原理图元件、电路板的设计规划和网络表的载入、PCB的编辑、创建元件封装、报表生成与电路板输出。

（2）了解Altium Designer软件的功能及其使用说明，对软件基本操作能够熟练掌握，熟悉原理图的设计步骤，掌握绘制原理图的方法，并学会网络表及元件清单的生成，双面印制电路板（PCB）的布线流程，创建原理图元件库及其PCB元件库。

（3）培养从事科学实验的技能、技巧，提高分析和解决问题的能力，以及创新能力。

2．课程设计报告内容2.1绘制与编辑原理图库与原理图（1）新建PCB工程并保存在已建好文件夹中（2）打开上面的PCB project，在工程下新建原理图（3）设置图纸大小，设置环境，并添加已有元件库（4）新建原理图库绘制变压器（5）放置元件，注意添加已有的封装，原理图布线（6）编译原理图，检查并修改原理图（7）材料清单与网络表生成，为PCB做准备2.2绘制PCB图（1）新建PCB并保存在原来的工程文件夹下（2）新建PCB元件库绘制变压器的封装，并把该封装添加到原理图的变压器中（3）初步设置板的大小，并导入PCB文件（4）设置规则，线宽粗细，间距大小等等（5）对元件进行手动布局，尽量节省材料，去多余板（6）进行简单的预布线，然后自动布线，最后再手动调整，避免多次绕折2.3规则的设定(1)间距宽度的设置(2)线宽的设置3.设计过程中的一些问题和解决方法（1）原理图编译时出现错误，且元件都被划红线。

福州大学物理及信息工程学院印制电路板设计实践报告专业：电子科学及技术班级：2班姓名：学号：指导老师：林培杰2017年6月目录一、设计分析111二、本设计对应的毕业要求细化指标111三、设计过程3333.1 元器件库建立3333.2规则设定6663.3布局和布线分析777四、心得体会141414一、设计分析图1 单片机系统原理图这是51单片机最小系统原理图，该系统采用RS232串口通信，图中还包含了LCD模块、LED模块、矩阵键盘模块、蜂鸣器模块、红外以及数码管模块，也引出了SPI的通信接口，此外又用排针将单片机大部分引脚独立引出，可以进行系统拓展，能更方便的进行各种实验。

二、本设计对应的毕业要求细化指标三、设计过程3.1 元器件库建立1.建立原理图库：文件NEW Library原理图库图2 新建原理图库2.建立PCB库:文件NEW Library PCB元件库图3 新建PCB图库3．将原理图及PCB按手册资料绘制好之后，应将二者结合起来，以后才可以使用。

步骤：在原理图库处找到鼠标单击，然后找到刚才画好的PCB对应元件，单击即可添加，至此，一个元件的封装绘制已全部完成。

图4原理图元件外形图5 PCB元件外形为原理图添加封装图6 添加封装用同样的方法可绘制出各种所需元器件封装，而这些封装放在一个工程里，就形成了自制的封装库。

3.2规则设定电源线50mil 其他15mil 间距20mil。

设置间距20mil:间距设定通过点击设计规则Clearance图7设置间距设置线宽：点击设计规则Width图8设置线宽3.3布局和布线分析3.31布局如下图:图9布局图（2）首先，在能使功能全部完成的前提下应使布局尽量使布线能更简洁，使引线尽量短。

元器件摆放要尽量整齐，方便布线。

然后各个模块的相关的元件摆在一处，可以节省很多空间和引线。

例如数码管应和75HC245和几个三极管放在一处。

（3）LCD及数码管最好放在边缘处，不能再旁边放置太高的器件。

暑期51单片机学习及电路板制作报告8B106 陈培鑫2011年7月10日起，我将电脑搬入实验室，开始学习51单片机。

这是我第一次接触单片机，之前对单片机完全是不了解的。

我们班上有不少人已经在我之前学习了单片机，经他们的介绍，我购买了郭天祥老师出的《51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略》一书，并购买了单片机实验板。

一边看书，一边看视频教程，跟着写程序并在实验板上实践。

如此的学习方法让我对单片机的理解有很大的成效。

单片机的学习效率比较高。

在学习单片机之前，我制定了粗略的学习计划：7月10日——7月23日将视频教程的内容学完并尽可能多看郭天祥的书，加深理解；7月24日——8月2日制作电路板，完成电路板后再进行单片机的其他应用及提高。

学习按着计划进行。

7月10日：我通过看书了解了单片机的一些基础知识。

知道了单片机原来只是一个芯片，而并非整块的电路板，电路板是外接了各种电路来实现单片机的各种功能；知道了单片机上的英文字母和数字的意义；大概了解了引脚的分类及大概用途，由于引脚很多，无法一下子记住，所以放弃去背诵他们的用途，想通过后面的实验来掌握他们的使用；学会了使用编译软件Keil创建新程序，了解了软件一些基本功能键的用途。

7月11日：在之前的基础上我开始学习使用Keil进行编程，非常简单，我很快便点亮了我的实验板上的第一个二极管，随后经过反复练习我很快掌握如何随心所欲地去操控二极管的亮灭；之后有学习了锁存器的一些知识，这一知识点比前面要难一些，花费的时间就比较多。

7月12日：在学习了锁存器的只是后，我开始学习如何控制数码管显示数字，从静态显示到动态扫描，我反复进行编程并实验，很快地，数码管操作也学会了。

想要显示什么数字都能够轻松的编出来。

7月13日：我开始学习中断及定时器使用，在这里，难度又有所提升了，我耐心地看书，看视频教程，把中断概念吃透，并学习如何去应用定时器中断，应用到实验板上。

经过编程实验，调试程序，我终于学会定时去操作二极管的亮灭以及数码管的定时更新数据，并做了秒表，简单的数字时钟等小程序。

福州大学物理与信息工程学院印制电路板设计实践报告专业：电子科学与技术班级： 2班姓名：学号：指导老师：林培杰2017年 6 月目录一、设计分析 (1)二、本设计对应的毕业要求细化指标 (2)三、设计过程 (3)3.1 元器件库建立 (3)3.2规则设定 (6)3.3布局和布线分析 (8)四、心得体会 (14)一、设计分析图1 单片机系统原理图这是51单片机最小系统原理图，该系统采用RS232串口通信，图中还包含了LCD模块、LED模块、矩阵键盘模块、蜂鸣器模块、红外以及数码管模块，也引出了SPI的通信接口，此外又用排针将单片机大部分引脚独立引出，可以进行系统拓展，能更方便的进行各种实验。

二、本设计对应的毕业要求细化指标三、设计过程3.1 元器件库建立1. 建立原理图库：文件→NEW→Library→原理图库图2 新建原理图库2.建立PCB库:文件→NEW→Library→PCB元件库图3 新建PCB图库3．将原理图与PCB按手册资料绘制好之后，应将二者结合起来，以后才可以使用。

步骤：在原理图库处找到鼠标单击，然后找到刚才画好的PCB 对应元件，单击即可添加，至此，一个元件的封装绘制已全部完成。

图4原理图元件外形图5 PCB元件外形为原理图添加封装图6 添加封装用同样的方法可绘制出各种所需元器件封装，而这些封装放在一个工程里，就形成了自制的封装库。

3.2规则设定电源线50mil 其他15mil 间距20mil。

设置间距20mil:间距设定通过点击设计→规则→Clearance图7设置间距设置线宽：点击设计→规则→Width图8设置线宽3.3布局和布线分析3.31布局如下图:图9布局图（2）首先，在能使功能全部完成的前提下应使布局尽量使布线能更简洁，使引线尽量短。

元器件摆放要尽量整齐，方便布线。

然后各个模块的相关的元件摆在一处，可以节省很多空间和引线。

例如数码管应和75HC245和几个三极管放在一处。

GUIZHOU UNIVERSITY课程设计报告设计项目名称单片机最小系统及PCB板设计专业班级电子信息科学与技术081班学生姓名郎子龙学号 080712110069指导教师马光喜李良荣理学院实验时间：2011年7月12日一、课程设计目的1、加强实践教学环节，掌握单片机开发一个实际应用系统的实现技能。

2、锻炼提高将所学的专业知识应用在一个实际的单片机控制应用系统设计与实现的能力。

3、熟悉单片机最小系统的基本工作原理，能利用单片机进行系统开发，为毕业设计做好铺垫。

4、掌握并完成基本PCB板的设计与制作工艺。

二、课程设计任务1、单片机最小系统的构成设计2、单片机最小系统的开发板的软件使用3、单片机应用程序的编辑与汇编软件（Keil）的使用4、单片机应用系统软硬件设计与调试5、Protel99软件的使用学习与PCB板的设计三、课程设计具体内容1、安装开发板（安装之前请先熟悉电烙铁焊接技术）2、利用开发板完成步进电机的设计，掌握开发板的使用方法。

3、用PROTEL99完成PCB板的设计四、单片机最小系统的基本原理及制作1、MCS-51基本结构P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/V PD P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR P3.7/RD XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/V PPALE/PROG PSEN P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0RST P3.2/INT0GND V CC P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1/AIN1P1.0/AIN0P3.7注：类似的还有Philips公司的 87LPC64，20引脚8XC748/750/（751），24引脚 8X749（752），28引脚 8XC754，28引脚 等等MCS-51单片机是一款非常经典的单片机，极具代表性，而且资料非常丰富。

1.器件清单：
名称
型号
单数量
单片机
STC89C52
1
单片机座
40P
1
电解电容
10uf
6
电阻
470欧
1
晶振
11.0592
2
瓷片电容
30pf
2
自锁开关
1
串口头（公弯）
1
IC
max232
1
底座
16p
1
小按键
1
led红
5mm
1
USB电源线转
1
电源头
1
PCB板带各种接口
1
usb转串口线
HL340
1
2.布局PCB
实验步骤与实验结果：
1.清点器件清单。
2.规划电路板基本布局。
3.搭建和调整电路。
4.编写及编译程序，最后下载到系统中。
5.运行系统，观察效果。
1.器件清单：
名称
型号
单数量
DS18B20
1
2.布局PCB
好的布局pcb掌握以下两条原则：
a)器件布局紧凑
b)以单片机为中心
3.焊接电路
a)插入器件
b)引脚焊接
4.焊接电路
a)插入器件
b)引脚焊接
c)使用导线连接
5.编写程序并下载
流水灯电路原理图:
数码管电路原理图:
流水灯的程序流程图
数码管的程序流程图
关键程序:
实验编号：
实验日期:2011.4.13
实验地点：创新基地
实验名称：矩阵键盘电路设计及使用
实验目的与要求：
了解按键的结构、分类，按键的工作原理。学会使用按键组成独立键盘和矩阵键盘。熟悉独立键盘和矩阵键盘的程序设计和调试

实验5 制作单片机最小系统PCB【目标】1．会利用向导规划电路板。

2．会修改元器件参数，比如引脚位置、封装等。

3．会对PCB板进行DRC操作和排除违规错误【练习】图5.1是单片机最小系统原理图，该系统包含了最简单的电源及保护电路、振荡电路、复位电路、发光二极管指示电路、ISP在线编程电路和一个40脚插针。

其中40脚插针将单片机的各路信号引出，可以扩展不同的应用电路。

本实验要求制作大小为3200mil X 2800mil的双面电路板，电源、地线宽度设置为30mil，其它线宽10mil。

电路中各元器件及其封装如表5.1所示。

图5.1单片机最小系统表5.1 单片机最小系统电路元件及其封装一览表序号库元器件名注释/参数值元器件封装所在库C1 Cap Plo1 10uF CAPPR1.5-4X5 Miscllaneous Devices.IntLibC2 Cap 30pF RAD-0.2 Miscllaneous Devices.IntLibC3 Cap 30pF RAD-0.2 Miscllaneous Devices.IntLibC4 Cap 0.01uF RAD-0.2 Miscllaneous Devices.IntLibC5 Cap Plo1 10uF CAPPR2-5X6.8 Miscllaneous Devices.IntLibR1 Res2 300 AXIAL-0.3 Miscllaneous Devices.IntLibR2 Res2 10K AXIAL-0.3 Miscllaneous Devices.IntLib VD1 LED1 LED LED-1 Miscllaneous Devices.IntLib VD2 Diode 1N4007 1N4007 DIODE-0.4 Miscllaneous Devices.IntLibU1 DS83C520-MCL DS83C520-MCL DIP-40B Dallas Microcontroller 8 - Bit.IntLib S1 SW-PB SW-PB SPST-2 Miscllaneous Devices.IntLibY1 XTAL XTAL BCY-W2/D3.1 Miscllaneous Devices.IntLibJP1 Header 6 Header 6 HDR1X6 Miscllaneous Connectors.IntLib JP2 Header 2 Header 2 HDR1X2 Miscllaneous Connectors.IntLib JP3 Connector 40 Connector 40 HDR2X20 Miscllaneous Connectors.IntLib【步骤】1．新建工程，绘制原理图文件如果不知道原理图中的元器件在哪个库，或者不会使用加载库操作，可以直接使用“查询”功能查找元器件，但要注意必须将查询范围改为“路径中的库”，路径必须定位到自己电脑上DXP2004安装文件夹中的Library。

一．总体设计思路设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤：(1)电路原理图的设计电路原理图的设计是整个电路设计的基础，它决定了后面工作的进程。

一般的，设计一个电路原理的工作包括：设置电路图纸参数，装入所需的元件库，放置元器件，进行原理图布线，调整，检查及修改，最后存盘打印图纸。

（1）启动原理图编辑器（2）设置图纸参数（3）放置元器件（4）进行原理图布线（5）调整布线（6）保存输出（7）存盘打印图纸在原理图设计过程中，首先设置好图纸，网格和光标，以及窗口大小，然后在元器件编辑器界面制作原理图所需器件，创建新元件，产生元件报表，绘制原理图设计进阶，做好元件的自动编号，原理图的电气检查，即ERC。

在这一过程中，要充分利用PROTEL99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。

(2)产生网络表设计原理图的最终目的是要生成印刷电路板，而印刷电路板与原理图的纽带就是网络表，故将设计完成的原理图转换为网络表，是必经之步，也是设计原理图的主要目的。

生成网络表的操作步骤：①打开准备产生网络表的原理图文件并执行菜单命令Design-Create Netlist，系统将弹出Netlist Creation设置对话框，即根据网络表的输出格式和项目层次结构进行设置。

生成网络表对话框包含2个选项卡：Preferences选项卡和Trance Options选项卡。

②设置好后，进行生成网络表的过程，并生成网络表文件。

其文件名与主电路图的文件名相同，扩展名为.NET。

（3）印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB而言的，PCB图的基本元素主要包括以下6种：①元件封装：包括插件式元件封装和STM元件封装；②铜箔连线：铜箔导线也称铜箔连线，简称连线；③焊盘：用于固定元件引脚或引出线、测试线等；④过孔：过孔的作用是为了连接不同层面之间的导线；⑤字符丝印：为了方便电路板的安装与维修，需要在PCB上下表面印制所需要的字符和标志图案等，入元件标号和标称值、元件外形和厂家标志，生产日期等都需要通过丝网印刷的方式来实现；⑥敷铜（多边形填充）：敷铜又叫铺地，在设计完成全部布线后。