电子电路计算机辅助设计课程设计VIP

1电子电路计算机辅助设计课程设计题目：基于单片机数码管电子钟设计学 院：信息工程学院学生姓名：卢勇学 号：201307080045专业年级：光电信息科学与工程 2013 级指导教师： 张凯琳 2015 年 6 月 20日课程设计任务书1设计题目基于单片数码管电子钟设计 设计类型应用型导师姓名主要内容及目标 完成电路板原理图及其 PCB 板图的设计； 完成电路原理图元器件库的设计，PCB 板图封装库设计； 提交 ERC 检查报告、网络表、材料清单； 完成相应的课程设计报告具有的设计条件计算机及 Protel 99SE 软件。计划设计进程1、从接题开始收集资料、准备设计2、学习电路原理图的绘制及 PCB 板图制作方法3、完成设计任务，同时编写设计报告1参考文献1.李建忠主编，单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社2.彭伟编著，单片机 C 语言设计实训 100 例，北京电子工业出版社3.江晓安等编著，数字电子技术（第三版） ，西安电子科技大学出版社4. MAXIMNEW RELEASES DATA BOOK （VOLUME V） ，AMERICA5.楼然苗，李光飞，MCS51 系列单片机设计实例，北京航天航空大学出版社6.潘永雄 沙河编著，电子线路 CAD 使用教程 ， 西安电子科技大学出版社7.唐继贤编著，51 单片机应用系统开发，上海科学出版社8.刘国荣，单片微型计算机技术，机械工业出版社9.周慧，微机接口与控制技术课程设计指导书，湖南工程学院出版10. Heinrech Meyc Marc Moneneclaey.Digital Communication Receivers. JOH S INC N WILEYAT89C2051; 21 绪论1.1 Protel99se 软件简介Protel99SE 是 PROTEL 公司在 80 年代末推出的 EDA 软件,应用广泛功能强大，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能。可见 Protel99SE 不仅在绘制原理图、PCB 板布局布线等方面功能更加完善，而且为用户提供功能强大、使用方便的仿真器，它可以对当前所画的电路原理图进行即时仿真，因此在电路的整个设计周期都可以仿真查看和分析其性能指标，以便能及时发现设计中存在的问题并加以改正，从而更好的完成电路设计。具体特点如下:（a）强大的分析功能用户可以根据 Protel99SE 电路仿真器所提供的功能，分析设计电路的各方面性能.如电路的交直流特性、温度漂移、噪声、失真、容差、最坏情况等特性。（b）丰富的信号源其中包括基本信号源：主流源、正弦源、脉冲源、指数源、单频调频源、分段线性源，同时还提供了齐全的线性和非线性受控源。（c）充分的仿真模型库Protel99SE 提供了 20 多个模拟和数字仿真元件库，共包含 6000 多个常用元器件。这些组件库包括了常用二极管、三极管、单结晶体管、变压器，晶闸管、双向晶闸管等分立组件，还有大量的数字器件和其它集成电路器件.同时 Protel99SE 提供了一个开放的库维护环境，允许设计者改变原有器件模型，也可创建新器件模型。（d）友好的操作界面无需手工编写电路网表义件.系统将根据所画电路原理图自动生网表文件并进行仿真。通过对话框完成电路分析各参数设置。方便地观察波形信号。可同时显示多个波形，也可单独显示某个波形；可对波形进行多次局部放大，也可将两个波形放置于同一单元格内进行显示并分析比较两者的差别。强大的波形信号后处理，可利用各种数学函数对波形进行各种分析运算并创建一个新的波形。方便地测量输出波形。Protel99SE 提供了两个测量光标，打开它们可测量波形数据。31.2 设计目的 本次课程设计通过了解熟悉 Protel99 软件界面，进行数字电子钟电路原理图的设计、创建原理图元件、电路板的设计规划和网络表的载入、印刷电路板(PCB)的编辑、创建元件封装、报表生成与电路板输出。了解 rotel 99 SE 软件的功能及其使用说明，对软件基本操作能够熟练掌握，熟悉原理图的设计步骤，掌握绘制原理图的方法，并对网络表及元件清单的生成，双面印制电路板(PCB)的布线流程，创建原理图元件库及其 PCB 元件库的编辑。通过电子电路 CAD 课程设计学习,了解它是采用的客户、服务器体系结构，起主要应用程序 Client.exe 提供了一个基本的框架窗口和相应的 Protel99 组件之间的用户接口。对于用户来讲，使用它不需要了解是如何工作的。从实际角度出发，按照循序渐进、理论联系实际的原则，根据电子电路设计的特点，结合典型实例系统地介绍电路原理图的设计及印刷电路板的设计方法，并其备完善灵活的设计管理方式。1.3 AT89C2051 介绍1）程序保密 AT89C2051 隶属美国 ATMEL 公司，AT89C2051 设计有 2 个程序保密位，保密位 1 被编程之后，程序存储器不能再被编程除非做一次擦除，保密位 2 被编程之后，程序不能被读出。2）软硬件的开发 AT89C2051 可以采用下面两种方法开发应用系统。1、由于 89C2051 内部程序存贮器为 Flash，所以修改它内部的程序十分方便快捷，只要配备一个可以编程 89C2051 的编程器即可。调试人员可以采用程序编辑-编译-固化-插到电路板中试验这样反复循环的方法，对于熟练的 MCS-51 程序员来说，这种调试方法并不十分困难。但是做这种调试不能够了解片内 RAM 的内容和程序的走向等有关信息。2、将普通 8031/80C31 仿真器的仿真插头中 P1.0P1.7 和 P3.0P3.6 引出来仿真 2051,这种方法可以运用单步、断点的调试方法，但是仿真不够真实，比如，2051 的内部模拟4比较器功能，P1 口、P3 口的增强下拉能力等等。3）引脚说明 AT89C2051 芯片引脚图 AT89C2051 的引脚图如下图所示。1、VCC:电源电压。2、GND:地。3、P1 口:P1 口是一个 8 位双向 I/O 口。口引脚 P1.2P1.7 提供内部上拉电阻，P1.0和 P1.1 要求外部上拉电阻。P1.0 和 P1.1 还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1 口输出缓冲器可吸收 20mA 电流并能直接驱动 LED 显示。当 P1 口引脚写入“1“时，其可用作输入端，当引脚 P1.2P1.7 用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1“时，其可用作输入端。当引脚 P1.2P1.7 用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。4、P3 口:P3 口的 P3.0P3.5、P3.7 是带有内部上拉电阻 的七个双向 I/O 口引脚。P3.6 用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用 I/O 引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收 20mA 电流。当 P3 口写入“1“时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部拉低的 P3 口脚将用上拉电阻而流出电流。P3 口还用于实现 AT89C2051 的各种第二功能，如下表所列:引脚口 功 能P3.0 RXD 串行输入端口P3.1 TXD 串行输出端口5P3.2 INT0 外中断 0P3.3 INT1 外中断 1P3.4 T0 定时器 0 外部输入P3.5 T1 定时器 1 外部输入P3 口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。5、RST:复位输入。RST 一旦变成高电平所有的 I/O 引脚就复位到“1“。当振荡器正在运行时，持续给出 RST 引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12 个振荡器或时钟周期。6、XTAL1:作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。7、XTAL2:作为振荡器反相放大器的输出。3）主要性能 1、和 MCS-51 产品兼容;2、2KB 可重编程 FLASH 存储器(10000 次);3、2.7-6V 电压范围;4、全静态工作:0Hz-24MHz;5、2 级程序存储器保密锁定;6、128*8 位内部 RAM;7、15 条可编程 I/O 线;8、两个 16 位定时器/计数器;9、6 个中断源;10、可编程串行通道;11、高精度电压比较器(P1.0，P1.1，P3.6);12、直接驱动 LED 的输出端口。62 设计原理2.1 原理图设计2.1.1 制作原件与创建元件库2.1.1.1 设计具体步骤创建工程文件命名为（电子钟.DDB） ，执行“File”菜单下的“New”命令，在新文档选择窗口内，双击“Schematic Library Document”编辑器图形，重命名为MYSCH.lib。然后执行“ Tools ”菜单下的“N