AltiumDesigner红外遥控电子钟课程设计 精品.docx

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AltiumDesigner红外遥控电子钟课程设计精品

AltiumDesigener课程设计

实习项目：

红外遥控电子钟

AltiumDesigner课程设计任务书

课程设计目的：

1.熟悉AltiumDesigner软件的界面；

2.掌握并能熟练运用AltiumDesigner软件制作元件库；

3.掌握并熟练运用AltiumDesigner软件设计电路原理图及PCB板布线；

主要内容：

设计一个电子钟有以下功能：

1.设计一个电子钟采用红外遥控的方法调节电子钟的年、月、日、时、分、秒；

2.显示年月日时分秒；

3.对时间进行设定；

4.闹铃功能；

5.整点报时功能；

6.显示温度；

基本要求：

1.拟定设计方案；

2.绘制红外遥控电子钟电路原理图并设计PCB板；

红外遥控电子钟的设计

1任务与要求

（1）了解原理图设计基础、学习AltiumDesigner软件的功能及使用方法。

（2）掌握绘制原理图的各种工具、利用软件绘制原理图。

（3）掌握编辑元器件的方法构造原理图元件库。

（4）熟练掌握手工绘制电路版的方法。

（5）掌握绘制编辑元件封装图的方法，自己构造印制板元件库。

（6）了解电路板设计的一般规则、利用软件绘制原理图并生成印制板图。

（7）并按要求撰写实验报告。

2红外电子钟的基本功能分析

2.1红外遥控电子钟的控制模块

TC89C54是一种带有4K字节的闪烁可编程并且可擦除的只读式存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，STC89C54是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

引脚如图1所示：

图1at89x51引脚

2.2显示年月日时分秒

图2显示电路

DS1302的在实时显示时间中的应用，如图3所示。

它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。

图3DS1320

2.3闹铃整点报时功能

本设计采用扬声器报警，当定时时间到时，蜂鸣器发出声响。

蜂鸣器接线如图4所示。

图4报时电路

2.4能用红外线对电子钟进行遥控

红外接收需要连接输出OUT一个借口即可，如图5所示

图5红外遥控电路

2.5温度采集DS18B20模块

由于DS18B20具有超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强等特点，所以使得DS18B20受到更多的使用，DS18B20的主要特征 ：

全数字温度转换及输出； 先进的单总线数据通信； 最高12位分辨率，精度可达±0.5摄氏度； 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒；可选择寄生工作方式； 检测温度范围为-55°C~+125°C（-67°F~+257°F）; 内置EEPROM，限温报警功能。

图6温度采集电路

2.6复位电路的设计 

简单复位电路的好处在于不受工作电压范围的限制，而专用复位集成电路，必须注意复位电压和工作电压是否匹配。

这类专用的复位集成芯片除集成复位电路外，还有些集成看门狗、EEPROM存储器等其他功能模块。

复位电路可采用简单的电阻、电容及按键开关构成上电自动复位和手动复位，也可选择专用的复位集成芯片。

复位电路连接

示意图如图7所示：

图7复位电路

3创建新的元器件原理图及PCB封装

首先打开AltiumDesigner，然后启动File>NewProject>IntegratedLibrary命令，创建一个新的集成元件库，再新建一个原理图库，并保存到指定文件夹，按照自己的需求命名。

以89x51为例：

创建工程文件：

图8新建工程

创建元件的原理图及封装：

点击菜单栏上tool>newconponment,输入新元件的名字。

图9创建新元件

图10新建PCB板

在空白处点击右键，点击place>rectangle,可以画出元件的大致大小。

图11画元件原理图

再点pin，可以给元件添加针脚。

双击针脚，在相应位置可以对引脚的名字按要求进行修改，取非的引脚选择DOT选项：

图12引脚设置

画好的89x1原理图如图所示：

图13at89x51原理图

再新建元件库的封装，点击File>New>Library>PCBLibrary,设置合适的网格和单位。

点击tool>onpentwizard,再设置元件正确的焊点尺寸和焊点间距离，封装针脚的个数，保存。

图14封装向导

选择元件的引脚封装类型，选择芯片类型的，如图15所示：

图15选择引脚类型

设置焊盘的大小，选择内径为40mil，外径为80mil。

图16设置焊盘大小

设置竖排两个引脚的距离为100mil，横排两个引脚的距离为60mil。

如图17所示：

图17设置引脚间距离

芯片89x51的引脚个数为40个，选择引脚个数为40，完成。

如图18所示：

图18设置引脚个数

图1940个引脚的封装

命名封装为89x51,，保存，添加到库。

为画好的元件添加封装，点击tools>modelmanager,点击addfootprint,选择刚才画好的封装即可。

图20给89x51添加封装

至此元件89x51基本绘制完成，保存并添加到库，绘制电路原理图的时候拖出即可使用。

红外遥控电子钟的芯片7805,DS18B20,DS1302,LCD等元件都是用类似的方法制作完成，其他元件，例如电阻，电容，滑动变阻器，LED等在软件自带的元件库里面都可以找的到。

拖到原理图中后，设置正确的参数即可。

4电路原理图的绘制过程及PCB板的制作过程

在菜单file>new下分别新建工程文件，原理图文件及pcb板文件，都采用相同的命名“红外遥控电子钟”保存到想要保存的位置。

图21新建工程

图22新建原理图

在软件右下角点击system>libraries,再点击install添加自己制作的元件库。

图23添加元件库

拖出来放到原理图界面就可以使用，按电路图选择安放元件的位置。

图24布置原理图

点击菜单栏

按钮进行连线。

对每个元件按原理图正确命名，不能重复。

元件安放的位置应根据电路图合理安排。

选择合适的电容，电阻，变阻器，LED。

点击菜单栏上

这两个按钮，分别添加接地极，电源极，再点击

添加网络标号，双击可以修改网络标号名称，接线完成后保存，如图下图14所示：

图25红外遥控电子钟原理图

原理图完成后绘制PCB板，再点击菜单栏Design>Updatepcbdocument...按钮，将原理图更新到pcb板文件。

点击前两个按钮,可以纠错和改正原理图中的错误，不能改正的要去原理图中寻找问题所在，一般是元件没有命名或者引脚的封装有误等。

图26更新到PCB板

图27布置PCB板

PCB板文件界面网格设置成20mil比较合适。

按照原理图将元件按照不同模块排放位置，适当改变位置，按住鼠标左键，点击空格键可以对元件进行旋转，让线路尽量少交叉，删除棕红色底层后就可以开始连线。

对于个别线路不可避免的产生交叉的，可以使用两个涂层进行跳线。

图28不同涂层

右击pcb板文件空白处选择Design>rules对线宽,GND,VCC粗细进行定义。

设置普通的线宽为20mil,VCC,GND线宽为50mil。

元件布置合理后，点击菜单栏

按钮进行接线，注意原理图中交叉的线路应该绘制在不同的涂层，通过不段的调整尽量少跳线。

如图所示：

图29设置电路线路参数

图30GND线路参数

图31VCC线路参数

图32在PCB板上布线

完成后重命名保存，结果如下图所示：

图33红外遥控电子钟PCB板

5课程设计总结

首先在熟悉AltiumDesigner操作环境的基础上，大概的了解AltiumDesigner中建立一个原理图时需要依照的工作流程：

1.原理图的绘制；2.PCB封装；3.布局；4.走线，至于后面的那些步骤，自己在实践中琢磨。

下面这些内容是我在学习时总结的一点小技巧：

1.平移

向上滑动鼠标滑轮则向上平移，向下滑动则向下平移。

按住SHIFT键同时向下滚动鼠标滑轮会向右平移，反之向左平移。

2.放大

按住CTRL键同时向上滚动鼠标滑轮会放大。

按键盘上的pgUp键放大，按pgDn键缩小。

按住鼠标滑轮不动，然后再向上滑动会放大，向下会缩小。

3.空格键为旋转。

4.ctrl+*为在pcb板上添加焊点。

另外在设计的过程中主要出下了两个错误，经过研究学习找到了解决方案：

1.从原理图导入PCB时出现can'tlocatedocument错误：

画图时先建一工程文件--保存--再再工程里添加新的或现有文件的原理图和PCB（新的原理图和PCB进行保存），然后再设计，那么导入时就不会出现这问题。

2.hasnodriver错误：

原理图不在当时的工程下，拉进去即可。

参考文献

[1] 张惠峥,张鹏. 基于Altium Designer的电子产品一体化设计 [J]. 无线电通信技术, 20XX

[2] 华文龙. Altium Designer中的机电一体化设计 [J]. CAD/CAM与制造业信息化, 20XX

[3] 刘畅. Altium Designer多图纸原理图设计方法探讨 [J]. 科技资讯, 20XX

[4]郭天祥.新概念51单片机C语言教程.，20XX

[5]...AltiumDesigner原理图与PCB设计及仿真.，20XX

[6]谷树忠.AltiumDesigner教程：

原理图、PCB设计与仿真.北京：

，20XX

[7]谢自美.电子线路设计-实验-测试.武汉华中科技大学出版社，2000

[8]阎石.数字电子技术基础-5版.北京：

高等教育出版社，20XX

电子技术设计性实训成绩评价表

课程名称

AltiumDesigner课程设计

题目名称

红外遥控电子钟

学生姓名

学号

指导教

师姓名

秦洁琼

职称

讲师

序号

评价项目

指标

满分

评分

1

工作量、工作态度和出勤率

按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。

20

2

课程设计质量

课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。

45

3

创新

工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。

5

4

答辩

能正确回答指导教师所提出的问题。

30

总分

评语：

指导教师：

年月日