电路设计软件Word格式文档下载.docx
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液晶、键盘、下载接口、扩展接口等非芯片接口不计入芯片数量。
本设计给出一些可以选择的原理图（PDF格式），也可以自己来设计满足要求的原理图。
3）根据自己设计的系统，设计芯片的原理图封装，按照设计绘制正确的原理图。
4）根据设计的原理图设计PCB图（可选）
三系统硬件功能描述
本次课程实验，设计了89C51单片机最小系统和一些简单外围设备。
其中单片机最小系统由STC89C51芯片、电源部分电路、复位电路部分和晶振电路部分组成。
外围设备包括四位数码管、串口（MAX232、38译码器、DS1302实时时钟模块和555模块。
可以实现译码器（74LS138、控制数码管动态显示、锁存器（74HC573）控制数码管动态显示、实时时钟DS1302NE555脉冲发生器和MAX232串口通信实验模块。
1.单片机最小系统
单片机最小系统或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可
以工作的系统.对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：
单片机、晶振电路、
复位电路。
1）复位电路：
由电容串联电阻构成，当系统一上电，RST脚将会出现高电平拼且，这个高电
平持续的时间由电路的RC值来决定。
典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机
器周期以上就将复位，所以，适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。
当单片机系统在
运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执
行。
崑位电路
SI
kST
C'
7
1（
VCC
2）晶振电路
51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越
快。
51单片机最小系统起振电容C2C3一般采用15~33pF,并且电容离晶振越近越好，晶
振离单片机越近越好。
P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。
3）单片机
单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系
统集成到一个芯片上。
概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。
2.NE555
555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容，便可产生数位电
路所需的各种不同频率之脉波讯号。
NE555内部电路及引脚图
Pin1（接地）-地线（或共同接地），通常被连接到电路共同接地。
Pin2（触发点）-这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。
触发信号上缘电压须大于2/3VCC，下缘须低于1/3VCC。
Pin3（输出）-当时间周期开始555的输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。
周期的结束输出回到0伏左右的低电位。
于高电位时的最大输出电流大约200mA。
Pin4（重置）-一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。
它通常被接到正电源或忽略不用。
Pin5（控制）-这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。
当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下，这输入能用来改变或调整输出频率。
Pin6（重置锁定）-Pin6重置锁定并使输出呈低态。
当这个接脚的电压从1/3VCC电压以下移至2/3VCC以上时启动这个动作。
Pin7（放电）-这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为
LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。
Pin8（V+）-这是555个计时器IC的正电源电压端。
供应电压的范围是+4.5伏特（最小值）至+16伏特（最大值）。
STB（/E2）、STC（/E3）:
选通端（低电平有效）
Y0~Y7:
输出端（低电平有效）
VCC:
电源正
GND:
地
A0~A2对应Y0――Y7;
A0,A1,A2以二进制形式输入，然后转换成十进制，对应相应Y的
序号输出低电平，其他均为高电平。
4.DS1302
DS1302是具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片，它可以对年、月、日周、
时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。
工作电压为2.5V〜5.5V。
DS1302内
部有一个31X8的用于临时性存放数据的RAM寄存器，采用三线接口与CPU进行同步通
信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
采用串行数据传输，可
为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。
VCC2
匸
1
Vcci
X1
2
7|
SCLK
X2
3
6|
I/O
GND
4
5
IRST
DS1302引脚图
DS1302的引脚，其中Vcc2为主电源，VCC1为后备电源。
在主电源关闭的情况下，也能
保持时钟的连续运行。
DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电，当Vcc2大于
VCC1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。
当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。
X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。
RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传输。
当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302
进行操作。
如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高
阻态。
I/O为串行数据输入输出端（双向）。
SCLK为时钟输入端。
5.MAX232
MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯
片，使用+5v单电源供电。
器件特别适合电池供电系统，这是由于其低功耗关断模式可以将功耗减小到5uW以内。
MAX232弓|脚图
第一部分是电荷泵电路。
由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。
功能是产生+12v
和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道。
由7、89、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。
其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。
8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。
TTL/CMOS数据从11引脚（T1IN）、10引脚（T2IN）输入转换成RS-232数据从14脚（T1OUT）、7脚（T2OUT）送到电脑DB9插头；
DB9插头的RS-232数据从13引脚（R1IN）、8引脚（R2IN）输入转换成TTL/CMOS数据后从12引脚（R1OUT）、9引脚（R2OUT）输出。
第三部分是供电。
15脚GND、16脚VCC（+5v）。
6.74HC573
74HC573包含八进制3态非反转透明锁存器，这八个锁存器都是透明的D型锁存器,
当使能（G）为高时，Q输出将随数据（D）输入而变。
当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。
输出控制不影响锁存器的内部工作，即原始数据可以保持，甚至当输出被
关闭时。
D0~D7为数据输入端，Q0~Q7为数据输出端，LE为锁存控制端;
OE为使能端。
7数码管
LED数码管（LEDSegmentDisplays）由多个发光二极管封装在一起组成"
8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极电。
数码管实际上是由
七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。
这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。
LED数码管常用段数一般为7段另加一个小数点，根据LED的接法不同分为共阴和共
阳两类，下图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电
源极性不同而已。
透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受
控显示，这就是动态驱动。
每位元数码管的点亮时间为1〜2ms，由于人的视觉暂留现象及
发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，
能够节省大量的I/O口，而且功耗更低。
数码管引脚
4.原理图中典型元件原理图库设计方法
新建NE555JG
1.执行【文件】/【新建】/【库】/【原理图库】命令，启动原理图库文件编辑器，
新建一个原理图库文件，命名为R.SchLib”。
在新建原理图库的同时，系统
已自动为该库添加了一个默认名为“Component_1'
的库元件，打开【SCH
Library】面板即可以看到，如图所示。
2.执行【工具】/【文档选项】命令，在【库编辑器工作台】对话框中进行工作区
参数设置。
3.单击原理图符号绘制工具栏中的放置矩形图标，则光标变为十字型，并附有一个
矩形符号。
以原点为基准，两次单击鼠标，在编辑窗口的第四象限内放置一个实
心矩形
4.
【Pin
在放置引脚时按下Tab键，或者双击已放置的引脚，则系统弹出如图所示的
特性】对话框，在该对话框中可以完成引脚的各项属性设置。
VCC—
z7
DISC亠」
OUT
5.设置完毕，单击按钮，关闭对话框。
按照同样的操作，或者使用阵列粘贴功能,
完成其余的7个引脚放置，并设置好相应的属性，如图所示。
—RSI
—-THR
—CVOLT
—STRIG
8
r
「J
—GND
6.单击【SCHLibrary】面板上的编辑”按钮，或者，在绘制好的原理图符号上单击
鼠标右键，执行【工具】/【器件属性】命令，则系统弹出如图3-18所示的【Library
ComponentProperties】对话框
£
11mm訂Esgiazr
注警
的閃IRa隔寿伽hE^^Kj
Ho・1丿1喷商
乔二議丰=示壬环■■一乍半曲工
4-ltli-
7.设置完毕后，单击确定”按钮，关闭该对话框。
此时在【SCHLibrary】面板上显
示了新建库元件NE555JG的有关信息，如图所示
别名
PinsNameTm比JGODSJG008*
3OUTOutput33-
4RSTInput44E
5CWLTPu5ive55[
6THRInputGG
7DI5COpenJ77
5.典型元件原理图及PCB设计
1.AT89C51
PlMIKTIH
PVnWlTi
（AMl-P2.fi
1AIS>
F2.7
nsinj
H.4IT0）
（ADO）PCl.O（ADIW.H（AU2IR0.2（人门卄PO.JiNWP（i』（AMliPliJ也伽廣I百h.AIM嬉UY
（AS>
R.O
（A»
）ni<
AI«
}re.2UIIJRJIA⑵腔卫
2.NE555
3.74LS138
4.DS1302
EAWP
KTALI
XTAU
W€
CiSIl
IRXJ^IQ.OflWH」
ALLJ'
bHK,,
1^T\
U?
■RST
THR
-r
CVOLT
亠
TRJG
丄
■GND
NE555JG
VCC——
DISC—
OUT丄
VDDVCC
~7T
C24-
C2-
T]|NTIOUT
T2INT2OUT
—
KHM11
RUN
¥
R2OUI
R21N
rP
1$
VEE
MAX232ALPL
7.数码管
6.心得体会
在这次为期一周的课程设计训练中，我第一次接触AltiumDesigner这款软件，听说这
个软件很重要，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用AltiumDesigner，我感觉到了这项技能的重要性。
通过这次的AltiumDesigner软件的课程设计，我基本掌握了AltiumDesigner软件的简单使用方法，可以熟练的运用该软件绘制电路原理图，同时可以建立自己的元件库，新建
软件自带的元件库中没有的元件。
AltiumDesigner这个软件包含有原理图设计软件，电路板设计软件等多个模块。
对于初学者的我来说，这些方面的学习使我初步学会了一些制图过程中的技巧。
刚开始接触这一款软件的时候，其英文的操作界面着实我烦恼了一阵，即使我进行了汉
化，但大量的专业英语词汇使我束手无策。
可是后来，也许是熟能生巧吧，我渐渐可以看着
英文就能找到我需要的东西了，但即便如此，我还是认识到学习好英语的重要性。
在学习的过程中，首先接触的是如何绘制基本电路的原理图。
这在整个学习过程中是相
对简单的，因为他是绘制其他图的基础。
要绘制原理图，首先创建绘制原理图的界面，然后
就是加载元件库，当遇到库中没有的元器件时，我们就要自己动手编辑电路元件了。
AltiumDesigner的学习应该要多联系，只有多练习，我们才能更快更好的完成制图。
短时期的学习虽然短暂，学到的东西不多，但这几天中我所获得的却能够使受益匪浅，受益
终身。
我会不断的自我充实来丰富自己的专业知识，我会更有耐心的对待身边的每一件事。
有听说这样一句话：
“每次遇到一个新的领域，你都是一张白纸，有你自己决定来怎么涂
写。
”我会重视过程所带来的乐趣以及不断的奋斗，不断的纠正错误，使自己无论在专业知
识上还是自身素质上都有所提高。
7.实习参考资料
1.张义和，AltiumDesigner完全电路设计电路图篇，科学出版社，2013.7
2.张义和，AltiumDesigner完全电路设计电路板篇，科学出版社，2013.7
指导教师评语:
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