智能电子技术实践综合训练实施指南

无锡商业职业技术学院智能电子技术实践综合训练设计实施指南主编刘昌珍目录第一章智能最小系统实施指南概述211智能电子最小系统思想212硬件系统213智能最小系统编程举例214智能电子技术实践综合训练2第二章PROTEUS仿真集成仿真软件使用步骤221PROTEUS构成222PROTEUSISIS编辑环境223进入PROTEUSISIS编辑环境224ISIS智能原理图输入流程225ISIS智能原理图输入练习2第三章常用印板设备的操作方法231东明电子电路板快速制作系统特点232化学腐蚀法快速制作PCB板的流程2第四章物理法制作印刷线路板操作指南2第五章课程设计（论文）格式要求2附录一（封面格式）2附录二资料查找相关网站2第一章智能最小系统实施指南概述智能电子实践是我院智能最小系统教学模试改革的一种新尝试，以理论和实践相融合的教学平台，以教师为主导，学生为主体的教学模试，以智能最小系统硬件和软件设计为基础，并以简单智能最小系统设计和制作为学习目的。在这样的指导思想下我们根据课程设计的要求设计了智能电子最小系统的硬件和软件。本教材适用于智能最小系统原理与接技术课程，和智能最小系统原理与嵌入式系统课程的实践性教材。11智能电子最小系统思想智能电子最小系统系统根据教学实践的需要实现MCS51智能最小系统原理与接口,并在智能最小系统最小系统硬件上预留了自主开发实验课题的空间。最小系统的扩展可根据课程设计要求仅需少量连线就可进行，为了减轻学生课程设计的工作量，设计了最小系统板，同时也提供了一些课程设计需要的接口，即锻炼学生的动手能力。又为学生们提供了软硬件调试手段。智能电子实践综合训练是要在完成智能电子实践课程学习的基础上学习一些智能最小系统应用实例，学会智能最小系统电路的设计思想，设计步骤、设计方法，及调试方法。本系统综合训练的如下十个项目项目项目名说明项目一通信设置直流电机的转速项目二通信检测温度项目三温度控制电机项目四红外报警（设置时间）项目五直流机调速项目六红外报警与通信（与PC机通信）项目七三角波发生器项目八电压表项目九数字电位器输出正弦波项目十用LM311测电容，电感12硬件系统121智能电子最小系统硬件系统的结构和原理智能电子最小系统硬件系统的结构由ATMEL89S52CPU、编程模块和RS232串行通信模块组成，智能电子最小系统硬件总图如下图121硬件总图122智能电子最小系统及其应用1智能最小系统我们设计的最小应用系统的硬件包括智能最小系统、输入输出接口电路、输入设备（按键）、输出设备（数码管）最小系统的主机采用89S52,以及共阳极数码管组成。最小系统的核心是89S52微处理器，其内部带有8KB的FLASHROM，256B片内RAM，基本上能满足最小系统的设计要求。如接上时钟电路、复位电路即可加电工作。如图122所示。图122智能最小系统智能电子最小系统各引脚的功能和应用介绍如下1）P0口如图2所示,P0口作为扩展外部存储器和I/O接口的数据总线和低八位地址总线。由于数据和地址是分时地复用P0口,所以在P0口接一片74LS373锁存器,用来锁存P0口输出的低八位地址信号,这样就把数据和地址分开了。74LS373的输出就是低八位地址码A0A7。2）P1口P1口作为通用I/O口使用。如图3所示，P10P12为带锁存的串并移位寄存器74LS595的串行数据输入端及时钟控制端。其余口线作按键的输入口线。3）P2口P2口作为扩充外部存储器和I/O接口的高八位地址线，如图4所示，其中P25P27通过74LS138译码器，输出8个片选信号，分别接到LCD、A/D、D/A等二次开发所需芯片的片选输入端。4）P3口P3口线既可作一般的I/O口使用，又可定义为第二功能，本应用系统中将P36、P37口线作外部设备的读写选通信号线，其余口线留作二次开发时使用。5）控制线RESET复位信号输入端。采用上电自动复位和按钮手动复位相结合的电路。ALE地址锁存允许信号输出端。接至地址锁存器74LS373的选通端G。内部和外部程序存储器选择线。由于89C52智能最小系统内部带有8KB的FLASHEAROM，因此端接5V。123LED显示器的显示方法及其与智能最小系统的接口通过2个LED显示模块组成8个LED指示灯，P0口输出段码信号，P2输出位码信号。这些信号由89SC52软件生成。图123智能最小系统在智能最小系统系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。LED显示器又称数码管,八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画段,另一个小数点为DP发光二极管。LED显示器有两种不同的形式一种是发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。如图5所示。共阴和共阳结构的LED显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导通时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示各种字符。8个笔划段HGFEDCBA对应于一个字节（8位）的D7D6D5D4D3D2D1D0,于是用8位二进制码就可以表示欲显示字符的字型代码。例如，对于共阴LED显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极HGFEDCBA各段为0111011时，显示器显示“P“字符，即对于共阴极LED显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100（8CH）。图124LED数码管共阳极和共阴极示图LED显示方式有动态显示和静态显示两种方式。本系统采用动态扫描显示接口电路，动态显示接口电路是把所有显示器的8个笔划段AH同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端。也就是说我们可以采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1MS），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，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数据，不会有闪烁感。124键盘电路本课程设计系统中最多可连接4个键，选择的连接到P34，P35，P36，P37，如图图125键盘电路图中有键被按下被连接的端口为低电平。无键按下由于上拉电阻的作用各端口为高电平。当任何一个键按下时，与之相连的输入数据线即被置0，而平时该线置1。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单。当功能键不很多时，采用该种方式比较合适。125音频放大电路音频放大电路由放大三接管、蜂呜器SPEAKER、限流电阻组成，音频信号的输出连接到智能最小系统P33如图126所示当P33为高时，SPEAKER发声，声音脉宽不同发出的声音不同。图126音频放大电路126EASYISP编程器89S52FLASH存储器是用简易AT89S51编程器方式是控制P15,P16,P17,RST四个脚原理如下图FLASH串行编程方式图127简易AT89S51编程器方式AT89S52串行编程方式波形图AT89S52串行编程方式波形图如下串行数据输入（P15）串行数据输出（P16）串行时钟（P17）AT89S52串行编程与微机原理图AT89S52串行编程与微机原理如下图8图128串行编程与微机原理图127印制板为了方便学生智能电子最小系统硬件设计，我们制作了智能最小系统应用课程设计系统印制板，采用双面板形式如下图129图129印制板图13智能最小系统编程131智能电子最小系统编程软件1编程器软件的使用点击如下图文件点击“设置”状态显示如下图131智能电子最小系统编程设置其中在编程器类型处设置“使用EASYISP下载线“，在下载性能处设置“较快“。读入编程文件点击“（自动）打开文件”查找并点击扩展名为“BIN”的已编译过的文件到缓冲区1，然后点击“自动完成”经过“擦除器件”、“写器件”、“读器件”、“效验数据”。图132数据读出显示图图133编程结束显示图当效验结果“共发现0个单元不对”即编程完成。如果有单元不对则必须查找原因，重新编程。132程序举例1、主程序、键盘、显示程序框（1）程序框图图134软件编程框图133程序举例1、汇编示例程序（智能电子系统显示按键程序）智能电子最小系统系通主程序0键入标志1时十位2时个位3分十位4分个位5秒十位6秒个位7闹钟与时钟转换键有效标志8开关闹钟键有效标志9ALSETEQU101闹钟设置标志ALEQU111闹钟打开标志YKAEQU12YKBEQU13AL1EQU14闹钟响铃标志AL2EQU15闹钟响铃间隔标志IRINEQUP32BEEPEQUP33CSEGAT0HLJMPSTARTCSEGAT0BHMOVBHA,A保护现场ACALLTT0MOVA,BHA恢复现场RETICSEGAT100HSTARTMOVSP,60HACALLFORM初始化系统ACALLTEST测试P1口MAINACALLDIS显示更新ACALLKEY键盘扫描ACALLGNJ功能健处理ACALLALL检查是否闹钟时间DJNZSEC,MAINMOVSEC,40ACALLTIME秒时间到处理AJMPMAINDISMOVDPTR,TAB1取表地址MOVP2,0FFH关闭全部数码管MOVA,ZHI取出显示指针准备计算本次应该显示的位地址DECAADDA,XH计算本次应该显示位的地址MOVR0,A计算出的地址送间址寄存器MOVA,R0取出对应显示位的数字MOVCA,ADPTR取出字形MOVP0,A送出字形MOVA,WEI取出对应位代码ACALLZHUAN加密转换MOVP2,A点亮对应位ACALLYAN延时MOVA,WEIRRAMOVWEI,ADJNZZHI,DIS1MOVZHI,8MOVWEI,7FHDIS1RETZHUANRRCA本程序将累加器各位按照一定规律进行调整MOV123,CRRCAMOV122,CRRCAMOV121,CRRCAMOV120,CRRCAMOV127,CRRCAMOV126,CRRCAMOV125,CRRCAMOV124,CMOVA,2FHRETTAB1DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0BFHTT0MOVTH0,4CH设置50毫秒中断的参数MOVTL0,07HDJNZSEC,TTEMOVSEC,20ACALLTIMETTERETTIMEACALLALLOMOVA,XH1INCAMOVXH1,ACJNEA,10,TIMEEMOVXH1,0INCXH11MOVA,XH11CJNEA,6,TIMEEMOVXH11,0INCXH12MOVA,XH12CJNEA,10,TIMEEMOVXH12,0INCXH13MOVA,XH13CJNEA,6,TIMEEMOVXH13,0INCXH14MOVA,XH14CJNEA,4,TIME1TIME1JCTIMEEMOVA,XH15CJNEA,2,TIME2TIME2JNCTIME3MOVA,XH14CJNEA,10,TIMEEMOVXH14,0INCXH15MOVA,XH15CJNEA,3,TIMEETIME3MOVXH15,0MOVXH14,0TIMEERETALLOJNBAL1,ALLOEDJNZALR3,ALLOEMOVALR3,30闹钟响铃30秒CLRAL1SETBBEEPALLOERETKEYJNBP34,KEY1转出设定标志，将小时的十位加一JNBP35,KEY2小时的个位加一JNBP36,KEY3分的十位加一JNBP37,KEY4分的各位加一RETKEY1SETB1JNBP34,等待按键松开RETKEY2SETB2JNBP35,RETKEY3SETB3JNBP36,RETKEY4SETB4JNBP37,RET蜂鸣器响一声子程序BEEP_BLMOVR6,100BL1CALLDEX1CPLBEEPDJNZR6,BL1MOVR5,20CALLDELAYRETDEX1MOVR7,180DEX2NOPDJNZR7,DEX2RETDELAY延时R510MSMOVR6,50D1MOVR7,100DJNZR7,DJNZR6,D1DJNZR5,DELAYRETDELAYR5014MSDELMOVR5,1IR解码使用DEL0MOVR6,1DEL1MOVR7,32DEL2DJNZR7,DEL2DJNZR6,DEL1DJNZR5,DEL0RETDELAY1延时5MSMOVR6,25DL2MOVR7,100DJNZR7,DJNZR6,DL2RETTESTMOVR4,8MOVA,0FEHTEST1MOVP1,AMOVR5,30ACALLDELAYRLADJNZR4,TEST1RETALLJBAL,ALL1RETALL1MOVR0,XH15MOVR1,XH25MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2SETBAL1MOVALR3,30闹钟响铃30秒ALL2JNBAL1,ALLEDJNZALR2,ALL3CPLAL2ALL3JBAL2,ALLEJBBEEP,ALL4DJNZALR,ALLEMOVALR,30SETBBEEPRETALL4DJNZALR,ALLEMOVALR,30CLRBEEPALLERETEND结束END2、C51示例程序1（显示学号程序）INCLUDE/定义头文件DEFINEUINTUNSIGNEDINT/定义无符号整数变量类型DEFINEUCHARUNSIGNEDCHAR/无符号字符变量类型UCHARCODELED0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X10/共阳极段码表说明UINTI,K/说明整数变量UCHARAA,BB3,1,5,0,2,0,1,6,CC,FLAG/8个数码管显示的数数组TIME0INTERRUPT1USING2/定时器0中断函数P20XFF/关闭P2口即关闭显示TF00/定时器0中断溢出标志清0TH0655361000/256/定时器0定时时间为1MS初始化语句TL0655361000256/CCBBI/P0LEDCC/P0口送段码P2AA/显示位码I/显示位计数IFI8/如果显示了8个位码初始AA0XFE/位码初始值11111110其中0为显示1为不显示I0/初始变量IELSEAAAA/定义头文件DEFINEUINTUNSIGNEDINT/定义无符号整数变量类型DEFINEUCHARUNSIGNEDCHAR/无符号字符变量类型UCHARCODELED0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X10/共阳极段码表说明UINTI,K/说明整数变量UCHARAA,BB3,1,5,0,2,0,1,6,CC,FLAG/8个数码管显示的数数组TIME0INTERRUPT1USING2/定时器0中断函数P20XFF/关闭P0口即关闭显示TF00/定时器0中断溢出标志清0TH0655361000/256/定时器0定时时间为1MS初始化语句TL0655361000256/CCBBI/P0LEDCC/P0口送断码IFFLAG0P2AAELSEP20XFF/如果FLAG为0显示否则不显示I/显示位计数IFI8/如果显示了8个位码初始AA0XFE/位码初始值11111110其中0为显示1为不显示I0/初始变量IELSEAAAA1000/K0/IFFLAG1FLAG0ELSEFLAG1/1秒显示标志MAIN/主函数I0/初值K0/FLAG0X00/AA0XFE/位码初值TMOD0X01/方式寄存器初值TH0655361000/256/定时器0定时时间为1MS初始化语句TL0655361000256/TR01/启动定时器0IE0X82/开定时器0中断WHILE1/死巡环4、C51示例程序3（按四个键显示四种不同内容）INCLUDE/定义头文件DEFINEUINTUNSIGNEDINT/定义无符号整数变量类型DEFINEUCHARUNSIGNEDCHAR/无符号字符变量类型UCHARCODELED0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X10/共阳极段码表说明UINTI,K/说明整数变量UCHARAA,BB3,1,5,0,2,0,1,6,CC,FLAG/8个数码管显示的数数组SBITK1P34/定义键1在P34SBITK2P35/定义键2在P35SBITK3P36/定义键3在P36SBITK4P37/定义键4在P37TIME0INTERRUPT1USING2/定时器0中断函数P20XFF/关闭P0口即关闭显示TF00/定时器0中断溢出标志清0TH0655361000/256/定时器0定时时间为1MS初始化语句TL0655361000256/CCBBI/P0LEDCC/P0口送断码P2AA/显示段码I/显示位计数IFI8/如果显示了8个位码初始AA0XFE/位码初始值11111110其中0为显示1为不显示I0/初始变量IELSEAAAA/定义头文件DEFINEUINTUNSIGNEDINT/定义无符号整数变量类型DEFINEUCHARUNSIGNEDCHAR/无符号字符变量类型UCHARCODELED0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X10/共阳极段码表说明UINTI,K/说明整数变量UCHARAA,BB3,1,5,0,2,0,1,6,CC,FLAG,SFLAG,SSFLAG/8个数码管显示的数数组SBITK1P34/定义键1在P34SBITK2P35/定义键2在P35SBITK3P36/定义键3在P36SBITK4P37/定义键4在P37SBITSPEAKERP33/定义声音在P33TIME0INTERRUPT1USING2/定时器0中断函数P20XFF/关闭P0口即关闭显示TF00/定时器0中断溢出标志清0TH0655361000/256/定时器0定时时间为1MS初始化语句TL0655361000256/CCBBI/P0LEDCC/P0口送断码P2AA/显示段码I/显示位计数IFI8/如果显示了8个位码初始AA0XFE/位码初始值11111110其中0为显示1为不显示I0/初始变量IELSEAAAA100K0/IFFLAG1FLAG0SPEAKER0ELSEFLAG1SPEAKER1/1秒显示标志IFSFLAG1K/1MS计数1000个1MS为1秒IFK1000/K0/IFFLAG1FLAG0SPEAKER0ELSEFLAG1SPEAKER1/1秒显示标志/延时子程序VOIDDELAY/延时子程序10MSUNSIGNEDINTK,JFORK0K/定义头文件DEFINEUINTUNSIGNEDINT/定义无符号整数变量类型DEFINEUCHARUNSIGNEDCHAR/无符号字符变量类型UCHARCODELED0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90,0XBF/共阳极段码表说明UINTI,K,SS,FF,MM/说明整数变量UCHARAA,BB0,10,0,0,0,0,10,0,CC,FLAG/8个数码管显示的数数组TIME0INTERRUPT1USING2/定时器0中断函数P20XFF/关闭P0口即关闭显示TF00/定时器0中断溢出标志清0TH0655361000/256/定时器0设置初始值1MS中断初始值TL0655361000256/CCBBI/P0LEDCC/P0口送断码P2AA/显示段码I/显示位计数IFI8/如果显示了8个位码初始AA0XFE/位码初始值11111110其中0为显示1为不显示I0/初始变量IELSEAAAA1000/毫秒计数K0MMIFMM60/秒计数MM0FFIFFF60/分计数FF0SSIFSS24/时计数SS0BB3SS/10/显示时的十位BB2SS10/显示时的个位BB0FF/10/显示分的十位BB7FF10/显示分的个位BB5MM/10/显示秒的十位BB4MM10/显示秒的个位MAIN/主函数I0/初值K0/FLAG0X00/AA0XFE/位码初值TMOD0X01/方式寄存器初值TH0655361000/256/定时器0设置初始值1MS中断初始值TL0655361000256/TR01/起动定时器0IE0X82/开定时器0中断WHILE1/死巡环134综合训练硬件设计原理图举例1、直流电机的控制硬件原理图如图131所示图131直流电机的控制硬件原理图直流电机控制按装要点红外发射、红外接收管要相对在一条直线上，电机上的叶片转动的叶面与红外对管直线以902、通信硬件设计通信接口MAXS232引脚图图132通信接口MAXS232引脚图智能最小系统板与PC微机通信接口说明PC端口是9针插口单片机板上是5针插J51脚DCD1脚2脚发出数据RXD2脚3脚接受数据TXD3脚4脚DRT4脚5脚GND5脚地（GND）6脚DSR7脚RTS8脚CTS9脚RI智能最小系统板与智能最小系统板通信硬件连接有MAX232无MAX2321号板2号板1号板2号板J52INCLUDEINCLUDE/宏声明DEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINT/变量定义UCHARCODELEDSEG0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,/0,1,2,3,4,5,6,70X7F,0X6F,0X77,0X7C,0X39,0X5E,0X79,0X71,0X00,/8,9,A,B,C,D,E,F0XBF,0X86,0XDB,0XCF,0XE6,0XED,0XFD,0X87,/0,1,2,3,4,5,6,70XFF,0XEF,0XF7,0XFC,0XB9,0XDE,0XF9,0XF1,/8,9,A,B,C,D,E,F0X6D,0X02,0X08,0X00,0X59,0X0F,0X76/U,_,I,O,P,UCHARCODEKEYCODE0X70,0XB0,0XD0,0XE0/键码表1,2,3,4图49RS232与智能最小系统及微机连接程序框图BITBDATAKBZ/键标志UCHARKEY,WORD,M0X80,N0/键值变量，键码变量UCHARDISS0X01,0X02,0X03,0X04,0X05,0X06,0X07,0X08/显示变量/延时子程序VOIDDELAYUINTK,JFORK0K1NNIFN8M0X80/显示/主程序VOIDMAINUCHARPCDATASCON0X50/串口方式1TMOD0X20/T1方式1TL10XFD/波特率9600的常数TH10XFDTR11/开中断ET11EA1WHILE1IFRI1/是否接收到数据RI0PCDATASBUF/读串口接收到的数据IFPCDATA0X2FDISPLAY/显示输入的数字0FELSEGETKEY/读键盘IFKBZ1/是否有键输入SBUFWORD/串口输出键盘输入的值_NOP_WHILETI0/是否发送完毕TI0156X9C104数字电位器说明X9C104内部采用7位加/减计数器，配七位E2PROM存储器。其内部结构1、加/减计数器2、E2PROM；3、存储与调用控制电路；4、译码器；5、由MOSFET构成的模拟开关；6、电阻网络。该数字电位器经过三线串行接口（、和）与微处理器相连。INCDU/S工作原理当端接低电平（即选中该芯片）时，端每输入一个脉冲，计数器就自动加CSI1，所得到的计数值经过译码后，就接通相应的模拟开关，这相当于滑动端移动一次位置，输出电阻值亦随之改变。当接高电平时滑动端向上移动，使与之间的电阻增大，当DU/WRV/L/接低电平时向下移动，电阻值减小。DU/X9C103数字电位器由数字控制电路存储器和RDAC电路两部分组成，不同型号的数字电位器其数字控制电路的结构形式不同，但主要功能都是将输入的控制信号进行处理后控制RDAC，非易失性存储器用来存储控制信号和电位器的抽头位置。RDACRESISTANCEDIGITALTOANALOGCONVERTER电路是数字电位器的重要组成部分，它是一种特殊的数/模转换电路，与一般的数/模电路不同的是转化后的模拟量不是电压值，所以将其称为“RDAC”。RDAC由电阻阵列模拟开关和译码器等组成，电阻阵列是采用集成电路工艺制作的若干串联在一起的电阻构成，不同型号的数字电位器的电阻数量不同，电阻越多，分辨率越高，端与HRV/端为电位器输出的两个端点，允许最高外接电压5V，最低电压5V。端的输出LRV/W将在端之间变动，由译码器的输出端控制模拟开关的通断以实现滑动抽头位置的HL/变化，模拟开关数量（滑动抽头数是指数字电位器用来调节电阻值的引出端个数）为电阻加1，当电位器的滑片滑到最低端，此时与之间的电阻为零。当电位器滑片滑到最高WRV/L/端，此时与之间电阻最大。WRV/L/X9C103标称值为，采用100阶节点控制，内部分为数字控制电路和电阻网络两部分。K10电阻网络由100个阻值相同的电阻串联而成，通过开关控制中间节点与电阻网络的连接位置来改变电阻值，在每个单元之间和任意一端都可以被滑动单元访问抽头点。滑动单元的位置由片选输入端（低电平有效）、上下滑动控制输入端、增量控制输入端控制。总电阻、工CSDU/INCK10作电压5V，滑动端位置存储于非易失性存储器中，可在上电时重新调用，滑动端位置数据可保存100年。端与端为电位器输出的两个端点，其外接电压范围为5V5V。HRV/L/端的输出将在与端之间变动，控制端调节方向。当上W/HLRV/WRV/CS升沿到来且为高电平时，计数器的数值被存储在非易失性存储器中，当电路掉电并再次上电IN时数字定位器端的输出保持不变。W/其输入信号、的功能控制真值表如下。CSDU/表一、的功能控制真值表IS/MODELH加法计数（电阻值增加）LL减法计数（电阻值减小）H存储计数状态H保持状态L不存储返回原态第二章PROTEUS仿真集成仿真软件使用步骤PROTEUS是一个完整的嵌入式系统软、硬件设计仿真平台。PROTEUS电路设计是在功能强大的原理布线工具PROTEUSISIS环境中进行绘制的。PROTEUSISIS编辑环境具有友好的人机交互界面，设计功能强大，使用方便，易于上手。21PROTEUS构成原理图输入系统ISIS混合模型仿真器动态器件库高级图形分析模块处理器仿真模型VSM布线/编辑ARES22PROTEUSISIS编辑环境电路设计是在PROTEUSISIS环境中进行绘制的。PROTEUSISIS编辑环境具有友好的人机交互界面，而且设计功能强大，使用方便，易于上手。当运行PROTEUSISIS的执行程序后将进入PROTEUSISIS的编辑环境如图141图141PROTEUSISIS的编辑环境如图选择相应的工具箱图标按钮，系统将提供不同的操作工具。对象选择器根据选择不同的工具箱图标按钮决定当前状态显示的内容。显示对象的类型包括元器件、终端、引脚、图形符号、标注和图表等。工具箱中各图标按钮对应的操作如下选择元器件在原理图中标注连接点。标志线段（为线段命名）。在电路输入脚本。在原理图中绘制总线。绘制子电路块。可以单击任意元器件并编辑元器件的属性。对象选择器列出各种终端（输入、输出、电源和地等）。对象选择器将出现各种引脚（如普通引脚、时钟引脚、反电压引脚和短接引脚等）。对象选择器出现各种仿真分析所需的图表（如模拟图表、数字图表、噪声图表混合图表和A/C图表等）。当对设计电路分割仿真时用此模式。对象选择器列出各种激励源（如正统激励源、脉冲激励源、指数激励源和FILE激励源等）。可在原理图中添加电压探针。电路进入仿真模式时，可显示程探针处的电压值。可在原理图中添加电流探针。电路进入仿真模式时，可显示程探针处的电流值。对象选择器列出各种虚拟仪器（如示波器、逻辑分析仪、定时/计数器的模式发生器等）。除上述图标按钮外系统还提供了2D图形模式图标按钮。直线按钮，用于创建元器件或表示图表时绘制线。方框按钮，用于创建元器件或表示图表时绘制方框。圆按钮，用于创建元器件或表示图表时绘制圆。弧线按钮，用于创建元器件或表示图表时绘制弧线。任意形状，用于创建元器件或表示图表时绘制任意形状。文本编辑按钮，用于插入各种文字说明。符号按钮，用于选择各种符号元器件。标记按钮，用于产生各种标记图标。对于具有方向性的对象，系统还提供了各种块旋转图标按钮。方向旋转按钮，以90偏转改变元器件的放置方向。水平镜像旋转按钮，以Y轴为对称轴按180偏置旋转元器件。垂直镜像旋转按钮，以X轴为对称轴按180偏置旋转元器件。中的P是PICK切换按钮，单击该按钮可以弹出PICKDEVICES、PICKPORT、PICKTERMINALS、PICKPINS或PICKSYMBOLS窗体，通过不同的窗体，可以分别添加元器件端口、终端、引脚或符号到对象选择器中，以便顺今后的绘图中使用。在图141中PROTEUSISIS的菜单栏包括FILE（文件）、VIEW（视图）、EDIT（编辑）、LIBRARY（库）、TOOLS（工具）、DESIGN（设计）、GRAPH（图形）、SOURCE（源）、DEBUG（调试）、TEMPLATE（模板）、SYSTEM（系统）和HELP（帮助）。单击任一菜单后都将弹出其菜单项，PROTEUSISIS完全符合WINDOWS菜单风格。FILE（文件）菜单项包括常用的文件功能，如打开新的设计、加载设计、保存设计导入/导出文件也可打印、显示最使用过的设计文档，以及退出PROTEUSISIS系统等。VIEW（视图）菜单项包括是否显示网格、设置格点间距、约定缩放电路及显示与隐藏各种工具栏等。EDIT（编辑）菜单项包括撤消/恢复操作，查找与编辑、剪切、复制、粘贴、元器件、及设置多个对象的叠层关系等。LIBRARY（库）菜单项包括添加、创建元器件/图标及调用库管理器。TOOLS（工具）菜单项包括实时标注、实时捕捉及自动布线等。DESIGN（设计）菜单项包括编辑设计属性、编辑图纸属性、进行设计注释等。GRAPH（图形）菜单项包括编辑图形、添加TRACE、仿真图形和分析一致性等。SOURCE（源）菜单项包括添加/删除源文件、定义代码生成工具调用外部文本编辑器等。DEBUG（调试）菜单项包括启动高度、执行仿真、单步执行和重新排布弹出窗口等。TEMPLATE（模板）菜单项包括设置图形格式、文本格式、设计颜色、线条连接点大小和图形等。SYSTEM（系统）菜单项包括设置自动保存时间间隔、图纸大小和标注字体等HELP（帮助）菜单项包括教学示例。23进入PROTEUSISIS编辑环境1、当对整个PROTEUSISIS开发界面有了初步了解之后，将以新建设计文件为例说明编辑环境的使用。和保存设计文件选择FILENEWDESIGN菜单项选择合适的模板（通常选择DEFAULT模板），单击OK按钮即可完成新设计文件。选择FILESAVEDESIGN菜单项在“文件名”框中键入设计的名称。2、打开的保存设计文件FILELOADDESIGN。3、选择模板TEMPLATESETDESIGNDEFAULTS菜单项，设置纸张、格点等项目的颜色，设置电路仿真时正、负、地、逻辑高/低等面目的颜色，设置隐藏对象的显示与否及颜色，还可设置编辑环境的默认字体等。、MPLATESETGRAPHCOLOURS菜单项，编辑图形颜色，可对GRAPHOULINE图形轮廓线、BACKGROUND（底色）、GRAPHTITLE（图形标题）、GRAPHTEXT图形文本、ANALOGUETRACES（模拟跟踪曲线）、不同类型的DIGITALTRACES（数字踀曲线）进行设置。、选择TEMPLATESETGRAPHICSSTYLES菜单项，编辑图形风格。可设置线型（LINESTYLES）、线宽（WIDTH）颜色（COLOUR）、选择TEMPLATESETTEXTSTYLES菜单项编辑全局字体风格、选择TEMPLATESETJUNCTIONDOTS菜单项编辑交点的大小及形状。、选择SYSTEMSETSHEETSIZES菜单项选择图纸。、选择SYSTEMSETTEXTEDITOR菜单项选择设置文本的字体、字形、大小、效果。、选择VIEWSETSNAP10TH（50TH、100TH、500TH）菜单项选择设置格点的间距。、选择SYSTEMSETBOMSCRIPTS菜单项选择设置BOM。、选择SYSTEMSETENVIRONMENT菜单项选择设置可打开系统环境设置、选择SYSTEMSETPATHS菜单项选择设置路径。、选择SYSTEMSETKEYBOARDMAPPING菜单项选择设置可打开键盘快捷方式。、选择SYSTEMSETANIMATION菜单项选择设置打开仿真电路设置对话框。、选择SYSTEMSETSIMULATOROPTIONS菜单项选择设置打开仿真器选项对话框。24ISIS智能原理图输入流程设置编辑环境用户可自定义图形外观，包括线宽、填充类型、字符等。原理图连线点击元件引脚或者先前连好的线，就能实现连线；也可使用自动连线工具连线；建立网络表网络表是电路板与电路原理图之间的纽带。建立的网表用于PCB制板。报表输出材料报表、ERC报表等。放置元器件选择LIBRARYPICKDEVICE/SYMBOL菜单项，在关键字区域键入要添加的元器件名称。建立网络表选择TOOLSNETLISTCOMPILER菜单项，在对话框中可设置网络表的输出形式、模式、范围、深度、及程式。电气规则检查选择TOOLSELECTRICALRULECHECK菜单项，出现电气规则检测报告单。报表输出选择TOOLSBILLOFMATERIALS菜单项，输出BOM文档。图251ISIS智能原理图输入流程25ISIS智能原理图输入练习1、PROTEUSISIS原理图输入练习1开始新建设计文档设置编辑环境放置元器件原理图连线建立网络表电气规则检查存盘、报表输出结束调整是否合格NY图151PROTEUSISIS练习图2、PROTEUSISIS原理图输入练习2图143PROTEUSISIS练习图图252PROTEUSISIS练习图3、PROTEUSISIS原理图输入练习3图253PROTEUSISIS练习图4、PROTEUSISIS原理图输入练习4图254PROTEUSISIS练习图5、PROTEUSISIS原理图输入练习5图图255PROTEUSISIS练习图第三章常用印板设备的操作方法31东明电子电路板快速制作系统特点化学腐蚀加工产生化学废液批量效率高成本消耗较低适于学生阶段性实训适于产品研发试制适于学生毕业设计适于学生科技活动32化学腐蚀法快速制作PCB板的流程第一步根据PCB图大小切割好大小合适的覆铜板。第二步用HP激光打印机在转印纸上打印PCB图。第三步用DM2100B制版机转印PCB图形至覆铜板（注意图形摆正位置）。第四步取出转印后的覆铜板，冷却后用油性签字笔修补断线及砂眼。第五步把修补好的电路板放在FECL3溶液的里腐蚀，水泵通电。第六步取出电路板用清水冲洗擦干。第七步把电路板拿到台钻上钻孔。第八步把钻好孔的电路板用去污粉抛光去除墨粉和氧化层。第九步用清水冲掉孔中去污粉。第十步用风扇、吸风机把电路板风干，注意不可用手及不洁毛巾擦印制板面。第十一步风干后把酒精松香溶液立即涂在印制板面，注意助焊剂不可太稀，从而保护焊盘不氧化。备注第七步和第八、九步顺序可以互换。第四章物理法制作印刷线路板操作指南目录第一部分生成加工文件在PROTEL99SE环境下生成加工文件的操作流程第二部分用物理法雕刻PCB华文默克HW3232线路板雕刻机使用指南特点物理固态加工无化学废弃液批量效率低成本消耗略高适于产品研发试制适于学生毕业设计适于学生科技活动第一部分生成加工文件在PROTEL99SE环境下生成加工文件的操作流程以下说明在PROTEL99SE环境下，如何生成加工文件。第一步打开PROTEL99SE界面。第二步在DDB工程中，选中需要加工的PCB文件。第三步在文件（FILE）菜单中选择CAM管理器（CAMMANAGER）。弹出如下对话框第四步单击下一步（NEXT），提示输出加工文件类型，如图所示，首先选择GERBER文件格式。第五步连续单击下一步（NEXT）。第六步到数字格式设置界面，选择图示的MILLIMETER（毫米）和44格式即保留4位整数和4位小数。第七步单击下一步（NEXT）到图层选择对话框，选择布线中使用的图层，双面板一定要选择顶层（TOPLAYER）、底层（BOTTOMLAYER）、禁止布线层（KEEPOUTLAYER），单面板一定要选择底层（BOTTOMLAYER）、禁止布线层（KEEPOUTLAYER）。第八步单击完成（FINISH）即生成线路板光绘文件GERBEROUTPUT1。下面输出钻孔加工文件。第一步CAMOUTPUTS文件栏中，单击鼠标右键，选择CAMWIZARD。第二步出现同下图的加工文件类型选择界面，此次选择数控钻孔文件NCDRILL。第三步单击下一步，在后续数字格式设置界面中，同样设置单位为毫米，整数和4位小数为44，单击FINISH（完成），生成钻孔文件NCDRILLOUTPUT1。光绘文件和钻孔文件生成后，需要把它们的坐标统一。（PROTEL99SE中默认为不统一。）因为钻孔文件的默认坐标系是CENTERPLOTSON，所以需把GERBER文件的坐标系改成和钻孔的一致。在SP2的PROTEL99SE中，右键单击GERBEROUTPUT1文件，选择属性（PROPERTIES），如图选择高级（ADVANCED）选项，去掉其它（OTHER）中的CENTERPLOTSON选项复选框，OK即可。最后在CAMOUTPUTS文件栏中，单击鼠标右键，选择生成CAM文件（GENERATECAMFILES），或直接按F9，生成所有加工文件。这时，左面栏目中会出现一个CAM文件夹。右键点击左面栏目中的CAM文件夹，选择输出（EXPORT）。将该文件夹存放到指定位置。第二部分用物理法雕刻PCB华文默克HW3232线路板雕刻机使用指南1打开双击图标“”，打开CIRCUITWORKSTATION软件，主界面如图所示点击菜单“文件打开”，出现文件导入窗口，选择单/双面板，单击工具栏上的“打开”按钮，弹出如图对话框根据所需加工的PCB文件类型选择单面板或双面板，再单击“打开”钮。若为单面板，请根据铜箔所在层设定铜箔在顶层或铜箔在底层，该选项将决定钻孔的位置，请根据实际情况设置。以打开双面板PCB文件为例，如图所示，在窗口中选择加工文件夹中的任意后缀名的文件，如PCB1GKO，再单击“打开”。正常打开后的默认显示层为线路板底层。2菜单顶层、底层可击点击工具栏上的、钮，来切换显示顶层、底层线路。孔信息显示所有钻孔信息。雕刻走刀路径。用红色表示。坐标显示显示当前鼠标位置坐标值。坐标单位切换在公制/英制之间切换单位。“设置”单栏COM口串口COM1、COM2选择；刀具库也可点击快捷工具栏上的“”图标，如图所示雕刻设置可设置雕刻余量。当线径小于6MIL时，可设置雕刻余量进行线径补偿。主轴电机速度预置了高速（48000RPM）、中速（33000RPM）、低速（24000RPM）三档可选。仿真运行功能等同工具栏上的钮。按下时处于仿真运行状态。完成后关闭主轴可设置加工完成后自动关闭主轴。主轴电机运转时，工具栏上的指示标记为，当主轴电机停止时，指示图标变灰。3向导可点击工具栏上的钮，或在菜单上选择“操作向导”进入向导界面。向导是通过图形化界面快速操作方法。A、定位双面板需打定位孔以保证翻面后雕刻的相对位置。B、钻孔设置各种孔径的实际钻头加工直径。C、底层、顶层雕刻把板上线路部分以外的铜箔铣掉。D、割边E、割边是用割边铣刀沿线路板图的内外禁止布线层走刀，把板子从整个覆铜板上切割下来，直接变成我们需要的形状。选中断点续雕，可任意设置加工起始点和终止点的百分比。选中区雕刻，再点击区域选择钮，如下图所示在线路图上用鼠标左键任意框选做为雕刻区域。注意双面板要先钻完孔，经过线路板孔金属化后才能雕刻，才能保证两面都导通。第五章课程设计（论文）格式要求课程设计论文是一种培养学生自学能力、综合应用能力、独立工作能力的综合训练方式。通过课程设计论文的撰写，进行综合分析、融会贯通并综合应用于实际工作中去，以解决实际问题，从而达到提高学生综合素质的目的。课程设计论文也是高等教育教学计划的最后一个教学实践环节。一、课程设计论文的目的1培养学生深入实际，调查研究、搜集汇总、处理资料的工作方法与能力，考察学生理论联系和在社会实际中发现问题和解决问题的能力。2培养学生独立思考问题的能力和分析解决实际问题的能力，考察学生灵活运用专业知识的基本技能和专业技能的能力。二、课程设计论文的要求（一）课程设计论文的选题要求课程设计论文选题要遵循理论联系实际的原则，发挥主观能动性，积极性和创造性，一方面要结合专业特点，另一方面要结合实际工作和社会经济、科技发展的需要，以提高课程设计论文的社会应用价值。在课程设计论文中要重视培养独立工作能力和分析解决问题的能力，以严谨认真的、科学的态度，进行有创造性的工作。选题方式有两种一种是指定方式，另一种是自选方式。所谓指定方式，是指由指导老师拟好课程设计论文题目后，让学生自由选择。自选方式，是由学生结合实际自己选择题目，并征得指导老师的同意。因此，学生可以结合专业特点和自己的实际情况自拟题目，经指导老师审定后撰写论文。也可以在指导老师提供的参考题目中选题撰写论文。但总的原则是课程设计论文选题是要有实用价值，要能使学生得到实际锻炼，解决实际问题。课程设计论文题目一旦选定后，学生不得随意改变题目。学生应认真查阅、收集有关技术