电子设计软件应用实习报告.docx

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电子设计软件应用实习报告

电路设计软件应用

实习报告

学院：

通信与电子工程学院

专业：

电子信息工程

班级：

*********

学号：

*********

姓名：

** ** **

指导教师：

***********

时间：

2011.12.26—2012.1.1

地点：

信息与通信工程中心

一、实习目的与要求

掌握一种电路原理图与电路板的绘制方法是电类工程师的必备条件。

本实

习可使用软件工具 Protel99SE（或 AltiumDesigner 或 PADS）。

本实习的教学

任务是通过实际操作练习，使学生掌握利用电路设计软件绘制各种电路板原理

图的方法，SCH 部分应掌握：

 PROTEL99 系统界面和基本操作；元件封装的设计；

原理图设计的基本操作；系统工作环境的设置等基本应用。

学会绘制的技巧和

了解设计各种实际应用电路的方法，同时可以进行 PCB 设计。

二、实习内容

绘制具有一定复杂度的电路原理图。

结合以前所学课程（例如模拟电路、数字电路、单片机、电子设计自动化、

通信原理等）设计一个系统，要求：

1）应有系统的理论完整性，此系统理论上可以完成 2-3 种以上可以描述的

硬件功能。

2）不同型号的大于 5 脚的芯片器件（例如 89c51 等）数量不少于 4 个，液

晶、键盘、下载接口等非芯片接口不计入芯片数量。

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、设计系统的基本硬件功能描述

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、

AD 和 DA 转换部分等。

.

四、原理图中典型元件原理图库设计方法

将元件库文件和原理图文件放在同一个设计中，即它们的地址是一样的。

这里以排阻的制作为例介绍元件的制作方法。

Step1：

在原理图所在的设计数据库文件夹下新建一个原理图库文件，取名

为 mylibrary。

名字可任取。

Step2：

打开原理图库文件，默认状态下此库文件里已经存在一个名为

component_1 的元件。

点击 Tools 下的 RenameComponent，更改元件名字为

****。

名字可随意取，即可以是英文也可以是中文，尽量做到见名知意。

Step3：

选择绘图工具框中的绘制矩形工具绘制元件的边框（即绘制元件的

符号或外形）。

注意边框所在位置需在原点附近。

Step5：

左键点击绘图工具栏里的绘制管脚图标，按下 Tab 键进入管脚属性

编辑对话框。

１管脚名字为 com，其他管脚名隐藏，管脚编号为 1~９。

Step6：

依次放置 9 个管脚，在放置管脚时，管脚的一端有一个小黑点，旋

转管脚使小黑点朝外。

注意此小黑点为电气结点，电流通过电气结点进出。

也

就是说元件之间的连接实际上就是这些电气结点的连接，因此电气结点必须朝

外。

实际上在制作元件时只需要将元件的管脚放置好就行了，因为在连接元件

时实际就是这些管脚的连接。

画边框只是为了方便制图者能见图知意，比如芯

片元件就只需要画一个矩形边框就行，而电容元件我们就画二条平行的直线

Step4：

双击矩形方框进行边框属性设置。

Border Width 选择 Small，Border

Color 选择合适的颜色。

去掉 DrawSolid 旁的钩。

修改好以后确定，然后拖动

边框到合适的大小。

Setp5：

用上述方法绘制８个电阻形状的矩形框，放置在上面画好的边框里

面。

Step6：

点击画图工具栏里的画线工具，将画好的电阻和管脚连接好。

Step7：

修改元件描述。

点击左边原理图库文件浏览框里的 Description,在

Default Designator 里填上“R?

”，此即为元件的默认名字。

一般电阻以 R 开头，

电容以 C 开头，芯片以 U 开头。

在 Footprint1 里填上 SIP9,此为元件的封装。

关

于封装在此不做介绍，但是在制作元件时将元件的封装预先填好会在以后由原

理图生成 PCB 图时带来极大的方便。

Step8：

保存后退出编辑。

Step9：

当所有的元件制作完成后，保存并关掉元件库文件

五、原理图介绍

（1）80C52 单片机

.80C52 是 INTEL 公司 MCS-51 系列单片机中基本的产品，它采用 INTEL 公司

可靠的 CHMOS 工艺技术制造的高性能 8 位单片机，属于标准的 MCS-51 的

HCMOS 产品。

它结合了 HMOS 的高速和高密度技术及 CHMOS 的低功耗特征，

它基于标准的 MCS-51 单片机体系结构和指令系统，属于 80C51 增强型单片机

版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控

制等应用场合。

80C52 内置 8 位中央处理单元、256 字节内部数据存储器 RAM、8k 片内程序存

储器（ROM）32 个双向输入/输出（I/O）口、3 个 16 位定时/计数器和 5 个两级中

断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。

此外，80C52 还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。

在空闲模式下冻结 CPU 而 RAM 定时器、串行口和中断系统维持其功能。

掉电

模式下，保存 RAM 数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

80C52

有 PDIP（40pin）和 PLCC（44pin）两种封装形式。

8051 片内有ROM，无须外接外存储器和 373，更能体现“单片”的简练。

但

是你编的程序你无法烧写到其 ROM 中，只有将程序交芯片厂代你烧写，并是

一次性的，今后你和芯片厂都不能改其内容。

主要功能特性标准：

MCS-51 内

核和指令系统片内 8kROM（可扩充 64kB 外部存储器）

32 个双向 I/O 口

256x8bit 内部 RAM（可扩充 64kB 外部存储器）

3 个 16 位可编程定时/计数器

时钟频率 3.5-12/24/33MHz

向上或向下定时计数

工作电压

全双工串行通信口

布尔处理器

—帧错误侦测

4 层优先级中断结构

自动地址识别

兼容 TTL 和 CMOS 逻辑电平

空闲和掉电节省模式

PDIP（40）和 PLCC（44）封装形式

（2）晶振电路模块

单片机晶振电路分内部和外部时钟两种方式。

晶振是电路中常用用的时钟元件,全称是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶

振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，

单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越

高，那单片机的运行速度也就越快。

晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提

供稳定，精确的单频振荡。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达

百万分之五十。

高级的精度更高。

有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调

整频率，称为压控振荡器（VCO）。

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。

通常一个系统共用一个晶振，

便于各部分保持同步。

有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电

子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。

如果不同

子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提

供。

内部时钟方式最常用的内部时钟方式采用外接晶体和电容组成并联谐振

电路。

MCS51 单片机允许的震荡晶体频率范围 1.2~24MHZ，一般为 11.0529。

电

容 C1,C2 的取值对振荡器的频率输出稳定性，大小以及振荡电路的起振速度有

一定影响，一般在 20~100pF 直接选择，典型值为 30pF

图 4-6 晶振震荡图

外部时钟电路外部方式就是利用外部震荡信号直接 X1 或 X2，由于 HMOCS

或者 CHMOS 单片机内部时钟进入引脚不同，其外部震荡信号源接入的方式也不

同。

（3）D/A 转换模块

DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的锁存信

号为 ILE；第二级锁存器称为 DAC 寄存器，它的锁存信号为传输控制信号。

因为有两级锁存器，DAC0832可以工作在双缓冲器方式，即在输出模拟信号的

同时采集下一个数字量，这样能有效地提高转换速度。

此外，两级锁存器还可

以在多个 D/A 转换器同时工作时，利用第二级锁存信号来实现多个转换器同步

输出。

LE 为高电平、 和 为低电平时， 为高电平，输入寄存器的输出跟随输

入而变化；此后，当 由低变高时， 为低电平，资料被锁存到输入寄存器中，

这时的输入寄存器的输出端不再跟随输入资料的变化而变化。

对第二级锁存器

来说， 和 同时为低电平时， 为高电平，DAC 寄存器的输出跟随其输入而变

化；此后，当由低变高时，变为低电平，将输入寄存器的资料锁存到 DAC

寄存器中。

（4）AD 转换部分

ADC0804是用 CMOS 集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。

分辨率8

位，转换时间100μs，输入电压范围为0~5V，增加某些外部电路后，输入模拟

电压可为5V。

该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的

输出可以直接连接在 CPU 数据总线  

（5） 复位电路

复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。

复位电路通

常分为两种：

上电复位和手动复位。

VCC

C1

RST

VCC

R3

S?

C2

RST

R1

单单单

SW-PB

R2

单单单

GND

GND

图 4-10 上电复位和手动复位电路图

有时系统在运行过程中出现程序跑飞的情况，在程序开发过程中，经常需

要手动复位。

高频率的时钟有利于程序更快的运行，也有可以实现更高的信号采样率，

从而实现更多的功能。

但是对系统要求较高，而且功耗大，运行环境苛刻。

考

虑到单片机本身用在控制，并非高速信号采样处理，所以选取合适的频率即可。

合适频率的晶振对于选频信号强度准确度都有好处。

图 4-11 复位电路图

7）RS 通信协议

RS-232-C 是 OSI 基本参 考模型 物理层部分的规格，它决定了连接器形

状等物理特性、以 0 和 1 表示的电气特性及表示信号意义的逻辑特性。

图 4-13 RS 通信协议

RS-232-C 是 EIA 发表的，是 RS-232-B 的修改版。

本来是为连接模拟通

信线路中的调制解调器等 DCE 及电传打印机等 DTE 拉接口而标准化的。

现

在很多个人计算机也用 RS-232-C 作为输入输出接口，用 RS-232-C 作为接

口的个人计算机也很普及。

RS-232-C 的如下特点：

采用直通方式，双向通信，基本频带，电流环方

式，串行传输方式， DCE-DTE 间使用的信号形态，交接方式，全双工通信。

RS-232-C 在 ITU 建议的 V.24 和 V.28 规定的 25 引脚连接器在功能上具有互

换性。

　　RS-232-C 所使用的连接器为 25 引脚插入式连接器，一般称为 25 引脚

D-SUB。

DTE 端的电缆顶端接公插头， DCE 端接母插座。

RS-232-C 所用电缆的形状并不固定，但大多使用带屏蔽的24 芯电缆。

电

缆的最大长度为 15m。

使用 RS-232-C 在 200K 位/秒以下的任何速率都能进

行数据传输。

六、实习的心得体会

通过这段时间的实习，我学习到了 protel 软件的基础应用，让我了解了理

论联系实际的重要性，加深了对电路设计的的理解。

在制作电路原理图过程应

当注意的一些问题：

绘制原理