cad电子时钟的设计.docx

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cad电子时钟的设计

《电气与电子线路CAD》

课程设计（学年论文）

说明书

课题名称：

    电子时钟的设计     

学生学号：

    1204160205       

专业班级：

    过自02班        

学生姓名：

    程浩          

学生成绩：

指导教师：

    曾丽          

课题工作时间：

 2014-11-05 至 2014-11-12 

武汉工程大学教务处制

填写说明：

1. 一、二、三项由指导教师在课程设计（学年论文）开始前填写并交由学生保管；

2. 第四项由学生在完成课程设计后填写，并将此表与课程设计说明书一同装订成册交给指导教师；

3. 成绩评定由指导教师按评定标准评分。

4. 此表格填写好后与正文一同装订成册。

一、课程设计任务和基本要求：

1、功能要求

以单片机控制器件实现时钟的显示，调整设置以及具有定时等功能，定时时间到后使扬声器发出声音。

2、绘图设计要求:

（1）画出完整的原理图。

（2）ERC电气规则检测。

（3）创建项目元件库文件，生产网络表及元件清单。

（4）画出所设计电路的PCB图,包括规划PCB板子大小、元器件布局以及布线，布线方法则可根据具体情况使用自动布线（手工调整）或者手工布线两种不同方式，生成项目元件封装库。

（5）原理图中至少有3个自建元件符号，PCB中至少有3个自建封装元件。

3、原理图工作原理介绍：

图1-1中所示电子时钟用89C2051单片机作为控制芯片，4个LED数码管分别显示小时和分钟，74LS164作为串行转并行输出芯片，即把单片机串口输出信号转成并行信号分别连接到数码管的段码，4个LED数码管采用动态显示方法实现，单片机的P1.0～P1.3作为数码管的片选信号，4个9013晶体管VT1～VT4作为片选信号的电流驱动，当单片机的P1.0～P1.3输出高电平时，相应9013晶体管导通，该数码管被选中点亮，按键SB1、SB2、SB3分别对应时钟、分钟以及定时时间的设置，这些设置通过软件实现，当定时时间到达后引起中断，P3.7置1，经过音乐芯片9300及晶体管进行电流放大，驱动扬声器发出声音。

4、参考图：

图1-1电子时钟原理图

二、进度安排：

11月5号：

下达设计任务。

11月5号～11月6号：

设计原理图。

11月7号：

确定PCB板参数和元件封装类型。

11月8号～11月9号：

设计PCB版图。

11月10号～11月11号：

撰写报告

11月12号：

答辩。

三、主要参考资料及主要参考文献：

[1]邵群涛.电气制图与电子线路CAD[M].北京：

机械工业出版社，2005

[2]老虎工作室.电路设计与制版--Protel99入门与提高[M].北京：

人民邮电出版社,2001

[3]老虎工作室.电路设计与制板--Protel99SE高级应用[M].北京：

人民邮电出版社,2001

四、答辩记录：

1、在设计过程中遇到的问题及解决方案（至少2个）。

2、

2014年月日

课程设计评审标准（指导教师用）

评价内容

具体要求

权重

调查论证

能独立查阅文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。

0.1

实践能力

能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究工作。

如装置安装、调试、操作。

0.2

分析解决问题能力

能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。

0.2

工作量、工作态度

按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。

0.2

质量

综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。

0.2

创新

工作中有创新意识；对前人工作有改进或独特见解。

0.1

摘  要

液晶显示电话防盗报警器是将数字技术、计算机技术、通讯技术、安全报警技术结合起来，利用家庭电话线进行报警的综合报警系统.系统的主要功能是当盗贼进入室内触动报警触发开关时，立即启动电话拨号报警程序，向主人告警。

系统集成了IIC总线器件—AT24C01、扫描键盘、16*2字符型液晶显示等子模块，并利用AT89S51单片机作为系统控制核心，负责控制检测输入/输出显示，模拟摘机、拨号报警、挂机、驱动液晶显示、读写EEPROM等一些列的程序动作，使整个系统操作简便并且充满人性化。

系统利用功能强大的C语言开发，并在软硬件设计中分别使用了Protel99se、keilC51开发平台。

结果表明，该产品具有有性价比高、操作简便、可视化操作等优点，并且该系统功能指标可以已经达到行业级标准。

关键词：

单片机；液晶显示；脉冲拨号；IIC总线；C语言

目 录

1方案论证

1.1设计内容及要求……………………………………………………….1

1.2电路原理分析……………………………………………………….1

2项目元件库

2.1项目元件库……………………………………………………….2

2.2项目封装……………………………………………………….3

3原理图设计

3.1原理图设计……………………………………………………….5

3.2ERC电气检查……………………………………………………….11

3.3原理图网络表及元件清单…………………………………………….………..13

4PCB图设计

4.1装入网络表及元件……………………………………………………...17

4.2布线布局规则……………………………………………………...18

4.3布局与布线……………………………………………..……....19

5结论……………………………………………………………………………… …20

5.1

参考文献…………………………………………………….……...21

附录1系统原理图…………………………………………….....……23

附录2系统PCB图…………………………………………….....……24

附录3自建库图形…………………………………………….....……25

附录 4自建封装图……………………………………………………………………26

附录 5元件清单……………………………………………………………………27

附录 6 网络表……………………………………………………………………28

1方案论证

2项目元件库

2.1自建元件：

步骤一：

首先选取菜单命令File/new，新建一个设计数据库文件，并进入数据库文件夹

步骤二：

接着选取菜单命令file/new，在弹出的newdocument对话框中双击schematiclibrarydocoumen图标，创建一个新的原理图符号库文件，默认的文件名为schlib1，lib。

步骤三：

在工作窗口中双击该文件的图标或在项目浏览器中该文件的文件名上单击鼠标左键，即可进入原理图符号库编辑器

2.2加载原理图元件库：

步骤一：

进入原理图制作面，单击add/remove

步骤二：

在查找范围里面找到需要加载的库名称，如miscellaneousdevices.ddb

步骤三：

单击add，可同时添加，最后单击ok即可

2.3自建元件封装：

步骤一：

打开创建的元器件封装库文件pcblib1.lib，启动元器件封装库编辑器。

步骤二：

选取菜单命令tool/newcomponent，系统自动弹出创建元器件封装向导对话框，接下步骤以截图方式呈现

3原理图设计

3.1电路原理图的设计步骤

1.启动Protel99SE，从windows操作系统的开始菜单或桌面快捷图标进入Protel99SE环境，使用菜单File/New或File/NewDesign建立新设计数据库文件，使用菜单File/New,在打开的窗口选择SchematicDocument图标，建立新原理图文件，并将原理图文件打开。

2．设置画图环境

使用菜单Design/Options和Tool/Preferences，设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等

导入所需的元件库

在设计管理器中选择BrowseSCH页面，在Browse区域中的下拉框中选择Library，然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel99SE子目录，在该目录中选择Library＼SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，比如Miscellaneousdevices.ddb，TIDatabook库等，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。

3放置元件

根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上，再根据元件之间的走线把元件调整好。

①元件属性：

LibRef（元件名称）：

元件符号在元件库中的名称。

在放置元件是，必须输入。

②Footprint：

元件的外形名称。

一个元件可以有多重外形，也就是多种封装形式。

元件的封装形式主要用于印刷电路板图。

这一属性值在原理图中不显示。

③Designator：

元件在原理图中的序号

原理图布线

利用Protel99SE提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。

编辑和调整

利用Protel99SE所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。

同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。

原理图用到的元件：

1．WiringTools工具栏

WiringTools工具栏提供了原理图中电气对象的放置命令。

打开或关闭WiringTools工具栏的方法：

第一种方法：

执行菜单命令View|Toolbars|WiringTools。

第二种方法：

单击主工具栏中的 

按钮。

2．DrawingTools工具栏

DrawingTools工具栏提供了绘制原理图所需要的各种图形，如直线、曲线、多边形、文本等。

打开或关闭DrawingTools工具栏的方法：

第一种方法：

执行菜单命令View|Toolbars|DrawingTools。

第二种方法：

单击主工具栏中的

 按钮。

3.放置元件

第一种方法：

①按两下P键，系统弹出图3.10PlacePart（放置元件）对话框。

4.移动元件和元件标号等

元件全部调入原理图后，要调整图3.13中元件、元件标号和标注的位置。

移动：

在元件、元件标号或标注上按住鼠标左键，并拖动。

改变方向：

在元件、元件标号或标注上按住鼠标左键，再按空格键旋转、按X键水平翻转或按Y键垂直翻转。