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电子线路CAD

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电子线路CAD课程设计报告

秒表设计

专业：电子信息科学与技术

班级：2012级2班

姓名：聂文真

学号：201201050513

指导老师：宋戈

电子通信与物理学院

日期：2015年1月8号

一、 设计内容 3

1、 设计任务 ......................................... 3

2、 方案设计与论证 .................................... 3

3单元电路设计与参数计算 ............................... 4

（1） 时钟电路 ..................................... 4

（2） 按钮电路 ..................................... 5

（3） 显示电路 ..................................... 5

(4)单片机 .......................................... 6

二、 原理图设计 ......................................... 6

1、 总的原理图 ....................................... 7

2 元器件清单 ......................................... 7

（1）AT89C51的引脚图和数码管5101BS的引脚图 ........ 7

（2）元器件总清单 .................................. 8

三、 仿真与调试 ......................................... 8

1、 Proteus仿真图 .................................... 8

2、 安装与调试 ....................................... 9

3性能测试与分析....................................... 9

四、 PCB版图设计 ...................................... 10

五、总结 ................................................ 11

参考文献 ................................................ 12

源程序 .................................................. 12

一、 设计内容

1、 设计任务

用AT89C51设计一个3位的LED数码作为“秒表”。显示时间为0.0-99.9秒，每0.1秒自动加1，另外设计一个“开始”键、一个“复位”键和一个“停止”键。秒表可单独分别计时，且最多可计5次。

2、 方案设计与论证

本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和脉冲两种方式，比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路，其他几个按钮则是通过单片机判断高低电平的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，不管使用何种数码管，P0口作为I/O使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外，因为单片机的4个并行I/O口的输出电流一般是1mA,短路电流为4mA左右，而数码管的最少驱动电流也需要10mA，因而不管在使用共阴数码管时，单片机输出口也必须使用上拉电阻提高输出电流，才能驱动数码管。为了使电路简单化，本设计选用共阳数码管。 但根据显示方式的不同选择，我们可以有几种方案： 方案一：使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的断码输出將维持不变，直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的显示位数使用了三个8位并行I/0口。如果另外想扩展单片机功能，则能使用的输出管脚很是有限。

方案二：使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而各位的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。

图1 模块电路图

3单元电路设计与参数计算

（1） 时钟电路

时钟电路如图2所示，时钟电路的晶振频率越高，系统的时钟频率越高，单片机的运行速度也就越快。晶振频率根据设计需要设为12MHz，又根据谐振性质，电路中的电容C1、C2选择为30pF左右。该电容的的大少会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。

图2 晶振电路 单片机

AT89C51 显示电路

按钮电路 时钟电路 （2） 按钮电路

根据计算容抗的公式1Xjwc以及并联电阻变小的性质，可以知道，当S13断开时，C3的容抗大，管脚9处的电位U9为电阻R3上的压降，因而U9为低电平，复位键无效。当S13按下时，R2与C3的并联阻抗变小，R3上的压降增大，U9为高电平，复位键有效，实现复位功能。本设计中C3取值22uF，电阻R2取值100欧姆，R3取值1K欧姆。具体电路如图3-a所示。开始，停止、翻页按钮，具体电路如图3-b所示。

图3-a复位按钮电路图3-b 开始、反转、翻页按钮电路

图3 按钮电路

（3） 显示电路

P1口控制显示的是十位，p0口控制显示的是个位，P2口控制显示的是十分位。不同的数码管显示方式，对应的最适合的共阴或者共阳级的数码管也不同。静态显示的适宜选共阳的数码管，动态显示的适宜选共阴的数码管。如果动态显示方式下选择共阳的数码管，位选端直接用单片机驱动则数码管的亮度不够，因而应该在位选端使用上拉电阻以提高数码管的驱动电流，但因为显示那个的数据段选的数目不同，故而需要用电阻对各段进行限流，以保证显示的每个数据亮度相同。相同情况下，静态显示的数码管的亮度要比动态的亮。 (4)单片机

单片机的程序可用汇编语言也可用C语言，为了提高使用汇编语言的能力，本设计特用了汇编语言了编写程序主程序流程图如图4所示，。主程序流程图：

图4 程序流程图

二、 原理图设计

程序开始

程序初始化

P1.7=？0 开各中断

P3.3=？0

计五次？ 翻页

调用显示子程序 关定时器

复位 1、 总的原理图

图5 总原理图

2 元器件清单

（1）AT89C51的引脚图和数码管5101BS的引脚图

图6 89C51引脚图图7 数码管引脚图 （2）元器件总清单

表1 元件清单

元件名称 数量 备注 元件名称 数量 备注

5101B 3块 AT89C51 1块

按钮 4个 排阻 1个 8个引脚

拨动开关 1个 电容 2个 33pF

发光二极管 1个 红色 电容 1个 100uF

电阻 2个 1K 晶振 1个 12MHz

电阻 1个 100殴

三、 仿真与调试

1、 Proteus仿真图

图8 原理图 2、 安装与调试

制板的顺序依次是：画原理图、做封装、在原理图中添加元器件对应的封装、布PCB板、改焊盘大少、打印PCB图、用快速制板机将PCB图烤制到铜板上、腐蚀铜板、钻孔、放置元器件、烙铁焊好器件。一块电路板就安装完毕了。

将外部电源接至电路板上，检验电路板是否完全实现设计要求。本设计中，发现按钮功能完全符合设计要求，但是数码管的显示中有些段码不亮，从而显示的数据乱码，用万用表检测对应的管脚是否有电压，发现焊盘有虚焊，引脚与引脚之间有短路，排查后电路板实现设计要求。

3性能测试与分析

所制电路板虽然能实现设计中要求的功能，但是在实际使用中还是存在着许多缺陷。这块电路板不能随意查看记录的数据，而是必须在计完五次数据后才能依次的翻页查看，复位后所计数据便会丢失，不能翻看历史，所计数据组数不能满足现实需要。 四、 PCB版图设计

图9 版图设计 五、 总结

本设计的数字电子秒表是由AT89C51单片机、共阳数码显示管、控制按键、三极管等器件构成的，设有五位计时显示，开始、暂停、复位、查看按键以及一个系统整机复位按钮。计时精度能到达1ms，能调看上一次计时时间，设计精简，使用简单易懂。系统设计合理，线路简单、功能先进，性能稳定，程序精简。并给出了详细的电路设计方法。本系统是以单片机为核心，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。所以采用汇编语言来进行软件设计，利用汇编语言面向机器并能较好的发挥机器的特性，得到较高的程序，同时汇编语言目标代码简短，占用内存少，执行速度快，能提高秒表的精度。

通过设计，复习巩固我们以前所学习的数字、模拟电子技术、单片机原理及接口等课程知识，加深对各门课程及相互关系的理解，并成功使用了Keil、Protel和Proteus ISIS三款电子软件，使理论知识系统化、实用化，系统地掌握微机应用系统的一般设计方法，培养较强的编程能力、开发能力。

同时，在课程设计的过程中，我也发现了本系统的许多不足和可以改进的地方。但因时间紧迫等原因没能改进。本设计的数字电子秒表缺少对多次计时时间进行记录的功能。应给在单片机的内部存储区多设置一些存储空间，用来存储多次计时时间。并在程序中编入对多次计时时间的调用显示。虽然存在不足，但本设计开发的数字电子秒表仍具有它的实用性。

参考文献

（1）单片机原理及接口技术 张毅刚 彭喜元著 人民邮电出版社

（2）单片机课程设计实例指导 李光飞等编著 北京航空航天大学出版社

（3）51系列单片机原理、开发与应用实例 孙进平等编著

（4）单片机程序设计实例 先锋工作室编著 清华大学出版社

源程序

D EQU 60H

E EQU 61H

F EQU 62H

G EQU 63H

H EQU 64H

I EQU 65H

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 000BH ;定时器T0的入口地址

LJMP DINGSHI

ORG 0013H ;外部中断1的入口地址

LJMP STOP1

ORG 0030H ;主程序入口地址

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电子线路cad教学大纲

电子线路cad教学大纲

电子线路cad教学大纲

电子线路CAD教学大纲

导言：

电子线路CAD（Computer-Aided Design）是一种利用计算机辅助设计软件进行电子线路设计的技术。随着科技的发展，电子线路CAD在电子工程领域的应用越来越广泛。本文将介绍电子线路CAD教学的大纲，以帮助学习者系统地学习和掌握这一重要技能。

一、基础知识

1. 电子线路基础概念：介绍电子线路的定义、组成部分以及基本原理，包括电阻、电容、电感等基本元件的特性和作用。

2. 电子元件符号和命名：介绍电子元件在电子线路图中的符号表示方法和命名规则，使学习者能够准确理解和绘制电子线路图。

二、CAD软件基本操作

1. CAD软件介绍：介绍常用的电子线路CAD软件，如Altium Designer、Eagle等，包括软件界面、工具栏、菜单等基本组成部分。

2. 绘制线路图：教授学习者使用CAD软件进行线路图的绘制，包括元件的选择、放置和连接等操作，以及线路图的编辑和修改。

3. 元件库管理：介绍如何创建和管理元件库，以便学习者能够方便地使用和共享元件库。

4. 元件属性设置：教授学习者如何设置元件的属性，包括元件的数值、引脚标识等，以便进行后续的仿真和布局设计。

三、电子线路仿真 1. 仿真概述：介绍电子线路仿真的概念和作用，包括仿真的优势和应用领域。

2. 仿真工具使用：教授学习者使用CAD软件进行电子线路仿真，包括输入电路参数、仿真设置和仿真结果分析等操作。

3. 仿真结果分析：指导学习者如何分析仿真结果，包括电压、电流、功率等参数的波形图、频谱图等分析方法。

四、电子线路布局设计

1. 布局设计概述：介绍电子线路布局设计的目的和原则，包括信号完整性、电磁兼容性等方面的考虑。

2. 元件布局：教授学习者如何合理地放置元件，包括元件的位置、方向和间距等，以确保线路的正常工作和可靠性。

3. 线路走线：指导学习者如何进行线路的走线，包括信号线、电源线和地线的布局和走向，以减少干扰和噪声。

电子线路CAD课程---基于单片机的温度报警器设计与实现

电子线路CAD课程---基于单片机的温度报警器设计与实现

电子线路CAD课程---基于单片机的温度报警器设计与实现

一、课程设计目的

（1）．进一步熟悉Altium Designer 6.8软件

（2）．掌握所给电路原理图和PCB图的绘制。

（3）．学会上网查找元件尺寸、封装。

二、课程设计内容

（1）．用Altium Designer 6.8软件画出原理图。

（2）．用Altium Designer 6.8软件画出PCB图。

（3）. 撰写课程设计报告。

(4).本次课程设计采用STC89C52RC单片机制作温度报警器，系统总体原理图如图1所示，由STC89C52RC单片机、时钟电路、复位电路、显示电路、电源电路、按键电路、报警电路和温度检测电路等组成。

图1 系统硬件电路

三、课程设计步步骤

（1）独立完成系统的原理设计 （2）画出线路图

四、数据及结果分析

独立自主完成设计绘图，对原理图进行封装，得到完整PCB工程。

五、总结及心得体会

通过这学期的学习，使我对CAD这门课程有了进一步的了解，一开始觉得它不是一个轻易学好的课程，觉得用处不是很大。但经过这学期的学习下来，使我对这个课程的看法彻底改变了，不但用处很大，我们可以用它作出工程、建筑等方面的图画来，而且易学，就是把那些基本的套路把握熟悉了以后就很简单了，现在的速度比以前那是快很多了，不管是在设置还是在标注上，都有了很大的提高。

从这门课程中可以学到很多很多的的东西，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。如果要我用三个字来表达我对CAD的感觉，就是快、准、美！

结合我自身的情况，我将继续练习使用CAD，做到能够把它运用得得心应手、挥洒自如，使它成为我今后学习和工作的助手。同时，也要培养良好的绘图习惯，保持严谨的态度，运用科学的学习方法，不断地提高自己，完善自己！

电子线路cad课程设计报告

电子线路cad课程设计报告

电子线路cad课程设计报告

摘要：本次电子线路CAD课程的设计是以Arduino为基础，采用多个模块组成的简单电子线路，并使用CAD进行设计。通过本次课程的实践，学生们掌握了基础的电子线路知识和CAD设计技能，并且对于Arduino的使用更加得心应手。

一、设计目的

本课程旨在让学生了解基本的电子线路知识和CAD设计技能，并掌握Arduino的使用方法。通过实践操作，学生们能够设计简单的电路并使用CAD进行设计，从而提高了自己的动手实践能力和综合应用能力。

二、实验设备

1. Arduino Uno开发板

2. 二极管、三极管、电容、电感等电子器件

3. LED灯、蜂鸣器等模块

4. 电线、面包板等材料

5. CAD设计软件

三、设计过程

本课程根据实验难度分为初级、中级、高级三个阶段。以初级为例，设计过程如下：

1. 确定实验关键词：LED灯、蜂鸣器、按钮等

2. 搭建电路：将LED灯、蜂鸣器、按钮等模块按照电路原理图搭建在面包板上，并与Arduino Uno开发板连接。

3. 编写程序：编写控制LED灯、蜂鸣器、按钮等的程序，并上传至Arduino Uno开发板。

4. 使用CAD进行设计：将搭建出的电路用CAD进行设计，并根据设计结果进行修改。

五、实验结果

通过实践操作，学生们成功掌握了基本的电子线路知识和CAD设计技能，能够应用于设计简单的电路并使用CAD进行设计。通过学生们的反馈和成果检查，本次课程设计达到预期目标，实验结果良好。

六、实验心得

通过本次课程的实践，我深刻认识到了电子线路的重要性和基础的设计能力对于未来的发展有着关键作用。同时，CAD设计技能也是不可或缺的一项技能，会对今后的学习和工作有很大的帮助。希望未来能有更多的实践机会来练习和提高自己的实际操作能力。

电子线路cad实训总结(8篇)

电子线路cad实训总结(8篇)

电子线路cad实训总结（8篇）

电子线路cad实训总结篇1

随着计算机技术的发展，电路设计中的很多工作都可以交给计算机来完成，这就大大减轻了设计人员的手工劳动，并且保证了设计的规范性。因此，电子设计自动化(EDA)已经成为不可逆转的时代潮流。而这一潮流来自于计算机辅助设计(Computer Adied Design，CAD)。

(1)电子线路CAD是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括电路原理的编辑、电路功能仿真、工作环境模拟、印制板设计(包括自动布局、自动布线)与检测(包括布线、布局规则的检测和信号完整性分析)等。

Protel 99SE中共有十个小项目。完成Protel 99SE安装，了解了系统的基本功能后，用户可以对Protel 99SE的系统环境进行设置，以适应自己的操作习惯。

在计算机上，利用电子线路Protel 99SE软件进行电路设计的过程大致如下：

(2)电子线路原理图的设计。原理图编辑是电路CAD设计的前提，因此原理图编辑(Schematic Edit)是电路CAD软件必备的功能。

(3)原理图元件库文件的设计。它包括创建原理图元件库文件和创建复合元件库。

(4)电子线路PCB电路板的设计。PCB(Printed Circle Board ，印制电路板)设计是电子产品由原理设计转换为产品的一个重要过程，为实现电路原理图所描述的电路，设计者需要设计满足原理图要求的PCB。

(5)PCB元件封装库设计。为了方便用户处理设计中的PCB元件封装，Protel 99SE提供了PCB元件封装编辑器，用户可以在该编辑器中对PCB元件封装库进行编辑操作，包括复制PCB元件封装，删除PCB元件封装、新建自定义的PCB元件封装以及修改PCB元件封装等。

Protel 99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，仍然是大中专院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。