CAD 课程设计报告——51单片机最小系统的电路设计.doc

CAD 课程设计报告摘要Introduction1. 课题名称2. 单片机最小系统的组成原理及作用3. CAD的发展前途4. 设计要求5. 原理图6. CAD原理图7. PCB图8. 总结参考文献摘 要AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(ReducedInstructionSetCPU)精简指令集高速8位单片机。AVR的单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。AVR单片机主要特性：高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位,一直是衡量单片机性能的重要指标，也是单片机占领市场、赖以生存的必要条件。AVR单片机硬件结构采取8位机与16位机的折中策略，即采用局部寄存器存堆和单体高速输入/输出的方案，提高了指令执行速度(1Mips/MHz)，增强了功能；同时又减少了对外设管理的开销，相对简化了硬件结构，降低了成本。故AVR单片机在软/硬件开销、速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡，是高性价比的单片机。本设计采用分层叠式结构，底层为单片机外围硬件功能扩展层，顶层为ATmega16单片机集中系统层。这样有利于兼用AVR跟51系列单片机的开发设计。关键词：AVR单片机；开发板；单片机实验板；ATmega16单片机；IntroductionAVRMicrocontrollerATMELCorporationin1997developedbytheenhancedbuilt-inFlashoftheRISC(ReducedInstructionSetCPU)high-speed8-bitRISCmicrocontroller.AVRmicrocontrollercanbewidelyusedincomputerperipherals,industrialreal-timecontrol,instrumentation,communicationsequipment,householdappliancesandotherfields.AVRmicrocontrollermainfeatures:highreliability,strongfunction,highspeed,lowpowerconsumptionandlowcost,hasbeenanimportantindicatortomeasureperformanceofSCM,SCMalsodominatethemarket,anecessaryconditionforsurvival.AVRmicrocontrollerhardwarestructuretotakethe16-bit8-bitmachineandthemachinescompromisestrategy,thatiskeptbythelocalregisterstackandsinglehigh-speedinput/outputoptions,improvedinstructionexecutionspeed(1Mips/MHz),enhancedfunctionality;whilereducethecostofperipheraladministration,therelativesimplifiesthehardwarestructureandreducecosts.Therefore,AVRmicrocontrollerinsoftware/hardwarecost,speed,performanceandcostoptimizationhasmadealotofbalance,whichiscost-effectivemicrocontroller.Thedesignusesasub-stackstructure,theunderlyinghardwareextensionsforthemicrocontrollerperipherallayer,thetoplayerofcentralizedsystemsfortheATmega16microcontroller.Itisagoodusedalongwiththe51seriesAVRmicrocontrollerdevelopmentanddesign.Keywords:AVRmicrocontroller;developmentboard;MCUBoard;ATmega16microcontroller;一课题名称:51单片机最小系统的电路设计 二单片机最小系统的组成原理及作用：普遍来说， 单片机又称单片微控制器， 是在一块芯片中集成了CPU（ 中央处理器）、RAM（ 数据存储器）、ROM（ 程序存储器）、定时器/ 计数器和多种功能的I/O（ 输入/ 输出） 接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。在这里，我们没必要去找到明确的概念来解析什么是单片机，特别在使用C 语言编写程序的时，不用太多的去了解单片机的内部结构以及运行原理等。从应用的角度来说，通过从简单的程序入手，慢慢的熟悉然后逐步深入精通单片机。在简单了解了什么是单片机之后，然后我们来构建单片机的最小系统，单片机的最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分，也可理解为是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、时钟电路、复位电路、输入/ 输出设备等三 CAD的发展前途：cad英文意思是computer Aided Design计算机辅助设计。机械、服装、电气、建筑等等个行业都能用一般所说的cad其实Autocad是美国auto公司开发的二维绘图软件，一般就用cad和别的三维软件搞设计。cad的好处是缩短产品周期，节约原材料，三维cad软件还能直观的看出产品效果。四设计要求：1.设计出原理图2.用DXP软件画出原理图2.1DXP设计步骤第一步：新建一个PCB工程文件；（FileNewProjiectPCBProjiect）第二步：新建一个SCH原理图文件；（右键单击左栏工程名AddNewToProjiectSchmatic）第三步：新建一个PCB文档（右键单击工程名AddNewToProjiectPCB）第四步：保存工程跟原理图，PCB文档；（FileSaveProjiectAs）第五步：开始画图布线;（元件从库Libarily调出）第六步：集体改标号；（ToolsAnnotateSchmatic）第七步：导入PCB文档（DesigneUpdatePCBFromSchmatic）第八步：排布元件，限定图纸尺寸，注释信息；第九步：开始布线（采取手工布线，注意电气连线走向，电磁干扰问题）第十步：开始敷铜（PlacePloygonPour）顶层敷铜底层敷铜第十一步：3D图游览（ViewSwitchTo3D）第十二步：导出元件清单（ReportBillofMaterials）3.用DXP软件仿真出PCB板4.电路图美观大方五原理图六CAD原理图：七PCB图：八总结通过做这次电气制图与电子线路CAD的课程设计，发现自己对Protel DXP软件还不是很熟悉，导致制图的时候不是那么得心应手。尤其是刚开始学这个软件的时候，有时候有些原件需要找较长的时间，制图出了问题也不知道该怎么解决。不过通过这段时间的学习，我对这个软件的兴趣越来越浓厚，主要是发现这个软件比较好用，可以直接在软件上看到仿真结果，这对我们在做实际的电路起一个指导作用。我希望在之后的学习中能多学和多用这个软件，以此来填补自己在制图方面的缺陷，并为以后的学习和工作打下坚实的基础。参考文献【1】池之恒.ProtelDXP电路原理图与电路板设计教程.北京：海洋出版社，2004【2】李小坚.ProtelDXP电路设计与制版实用教程