小型单片机供电电路综述.docx

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小型单片机供电电路综述

小型单片机供电电路

1．前言

2．方案分析

3．绘制原理图

4．电路仿真

五．封装

六．设计PCB板

七．电路调试及遇到的问题

八．心得体会

九．元器件清单

十．致谢

1、前言

随着电子工业的快速发展，电路设计自动化（EDA）在设计中的比重越来越大，过去需要手工制作的线路图、线路板设计在EDA的帮助下变得十分简单。

随着电子工业的发展，大规模、超大规模集成电路的使用使得电路板走线越来越复杂，早期的EDA无法满足客户需求，因此电子线路CAD应运而生。

奥腾公司的AD系列CAD软件因其操作简单、易学易懂和功能强大等优势逐渐成为了主流CAD设计辅助软件。

2、方案分析

1.整体思路

该电路主要作用是为单片机提供+5V和+3.3V稳压电源。

电路的输入由4节1.5V干电池串联提供6V的电压，接到7805的输入端，7805输出5V稳压电压，将7805输出接到SPX1117的输入端，使其输出3.3V稳压电源。

2.电路分析

输入电压大约为6V，由4节干电池提供。

为了防止电流回流烧坏电池，在电池正极输出端接一个正向导通二极管，以保护电池。

在二极管后接一个开关，控制电路的开启或关闭。

由于电池提供的电流不稳定，故在7805输入端前滤波网络。

滤波网络由两个电容并联而成，由仿真分析得到一个是100uF的电解电容，另一个是0.1uF的瓷片电容。

为了使电压进一步稳定，在7805输出端，接后置滤波网络，即并联一个0.1uF的瓷片电容。

为了显示电路的工作状态，在后置滤波网络后并联一个发光二极管，发光二极管接一个1KΩ电阻接地。

输出端p4,p5,p6接引线卡槽，输出端p8,p9,p10接排针，作为输出可外接单片机输入。

7805的输出端和地之间并接一个芯片SPX1117，为了保护该芯片，在其输入端前接一个二极管。

在芯片输出端和地之间接排针，输出电压为3.3V，可作为单片机供电电源。

3、绘制原理图

原理图如下：

1.创建一个新项目

单击File按钮，New子面板中单击BlankProect选项，创建一个新项目后，执行菜单命令File\SaveProjectAs。

2.创建一张新的原理图图纸

设置图纸的大小、样式及风格等

3.添加或删除组件库

4.查找组件

执行Design\BrowseLibrary,打开组件管理器面板，点击Search按钮，查找组件7805在哪个库中，按照此方法继续查找SPX1117及电路中的元器件。

5.在原理图中放置组件

执行菜单命令View\FitDocument,然后选中EN7805D,双击组件名，光标变成十字型，游标上悬浮着一个7805芯片的轮廓，在当前窗口移动光标到原理图中放置组件的合适位置，单击组件。

6.设置组件的属性

7.导线及网络标号

8.放置电源和接地符号

9.制作电路的I\O口

10.编译项目

就是在设计文文件中检查原理图的电气规则错误。

4、电路仿真

1.仿真目的：

设计电路原理图之前，有时候会对某一部分电路设计并不十分确定，因此需要通过电路仿真来验证。

还可以用于确定电路中某些重要器件参数。

2.仿真步骤：

（1）建立PCB工程文件及原理图文件，装载与电路仿真相关的元件库。

（2）在电路上放置仿真元器件（该元件必须带有仿真模型）。

（3）绘制电路仿真图，在仿真电路中添加仿真电源和激励源，设置仿真节点及电路的初始状态，对仿真电路原理图进行ERC检查，以纠正错误。

（4）设置仿真分析的参数，运行仿真得到仿真结果，修改仿真参数或更换元器件，重复以上步骤，直至获得满意结果。

3.仿真结果

各器件选择符合设计要求，器件间连接正确。

五、封装

Description

Footprint

Comment

LibRef

Capacitor

CAPPR5-5x5

104

Cap2

Capacitor

CAPPR7.5-16x35

100u

Cap2

TypicalINFRAREDGaAsLED

CAPPR5-5x5

LED0

LED0

DefaultDiode

AXIAL-0.3

Diode

Diode

Header,2-Pin

HDR1X2

输出3

MHDR1X2_1

Header,2-Pin

HDR1X2-duplicate

输出4

MHDR1X2

Header,2-Pin

HDR1X2-duplicate

输出5

MHDR1X2

Header,2-Pin

HDR1X2-duplicate

输出6

MHDR1X2

Header,2-Pin

HDR1X2-duplicate

3.3V

MHDR1X2

Header,2-Pin

HDR1X8

排针3

MHDR1X2

Header,2-Pin

HDR1X8

排针2

MHDR1X2

Header,2-Pin

HDR1X8

排针1

MHDR1X2

Resistor

AXIAL-0.3

1k

Res2

Switch

HDR2X3_CEN

SWDPDT

SWDPDT

TO-220AB

7805

7805

SOT223

SPX1117

SPX1117

6、设计PCB板

1.设计步骤：

（1）新建PCB设计文档

在工作版面中单击PCBFile选项，创建一份空白的PCB图纸，系统自动把该PCB图纸加入当前的设计文档中选择AddNewtoProject-PCB就在工程中新添加一个PCB文件。

（2）PCB电路板编辑环境

在使用PCB设计向导进行PCB档的创建后，启动了PCB板编辑器。

分为过孔、铜膜导线。

（3）PCB图纸基本设置和组件放置

定义布线板层和非电层：

AddLayer按钮，用于当前设计的PCB板中增加一层中间层。

AddPlane按钮，用于当前设计的PCB板中增加一层内层。

PCB图使用环境设置和栅格设置：

在主菜单栏中执行命令Design\BoardOptions…………

组件属性设置：

在组件未放置的情况下，按下Tab键，将会弹出组件属性对话框。

对于已放好的组件，可直接双击该组件。

（4）生成网表和更新PCB板

网表的生成：

双击文件工作面板中对应的SCH原理文件，打开要创建网表的原理图文件，执行主菜单命令Design\Netlist\Protel。

Protei的网表格式：

由两部分组成，一部分是组件的定义，一部分是网络的定义。

更新PCB板：

在SCH原理图编辑环境下，先打开文件，执行主菜单命令Design\UpdatePCBCLOCK.PCBDOC。

（5）组件布局

组件自动布局：

在PCB编辑环境下，执行主菜单命令Tool\Component\Placement\AutoPlacer.

组件手动布局：

在系统自动布局后，手动对组件进行调整，自动布局功能，直接进入组件的手工布置。

使用左键选中组件后拖动。

（6）布线规则设置

在PCB电路板编辑环境下，执行主菜单命令Design\Rules就弹出设计规则和约束对话框。

（7）自动布线和手动布线

自动布线：

在PCB操作接口下，执行主菜单命令AutoRoute\Setup会弹出布线设置的对话框。

手动布线：

可直接打开Place菜单，手动布线包括放置圆弧导线、放置导线、放置文字、放置焊盘等。

（8）PCB与原理图的相互更新

由SCH原理图更新PCB：

在原理图编辑环境下，执行主菜单命令Design\UpdatePCBPCB2.PCBDOC。

由PCB更新原理图：

与上种方法相同。

（9）PCB验证和错误检查

设计规则检查DRC、生成检查报告、多层板概念等。

（10）放置坐标指示

可以显示PCB板上任何一点的坐标位置。

（11）距离标注

先将PCB电路板切换到Keep-outLayer层，然后从主菜单执行命令Place\Dimension\Dimension,进入状态后，鼠标变成十字游标状，将其移到合适位置单击鼠标放置起点位置，然后在放置终点位置，系统会自动显示当前两点间的距离。

（12）敷铜

将电路板上没有布线的空白区间铺满铜膜，以便于电路板能更好的抵抗外部信号的干扰。

（13）放置文字

所有的文字都放置在丝印层上。

单击组件放置工具栏中的PlaceString按钮，选中放置后，将鼠标移动到合适位置就可以放置文字。

（14）放置过孔

用于是同板层之间导线的连接，执行主菜单命令Place\Via。

（15）放置焊盘

执行主菜单命令Place\Pad,放置焊盘结束后，设置焊盘的属性。

对于已经放置好的焊盘，直接双击。

2.PCB板仿真图：

BOTTOMLAYER

TOPLAYER

7、电路调试及遇到的问题

1.电压稳压芯片的选择

常用3.3v稳压芯片有AMS1117SPX1117，5v稳压芯片有7805等。

为了方便采购，针对供应商的库存与价格，故选择st公司的7805与Sipex公司的SPX1117芯片。

2.LED封装问题

在设计时，发光二极管选择的是5mm通用直插封装，但板子发下来时，发现发光二极管的负极未钻孔。

初步分析认为是导线安放的问题，使得钻铣机忽略了钻孔。

八、心得体会

通过本次CAD设计，我掌握了电路设计、版图输出、设计仿真等一系列实用技术。

体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

本次CAD课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。

在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。

学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础

感谢周英刚老师的指导，以及各位同学的努力。

感谢评阅老师的辛苦工作！

九、元器件清单

名称

参数

数量（个）

7805

1

SPX1117

1

接线端子

5

发光二极管

1

开关

1

电解电容

100uF

1

瓷片电容

0.1uF

2

二极管

1N5822

2

电阻

1KΩ

1

排针

6