综合实验电子产品设计综合实验指导书(学生)1.doc

电子产品设计综合实验指导书一、 实验名称：单片机电子钟设计二、 实验目的：1. 认识电子产品的设计流程；2. 将PCB项目设计融入电子产品设计过程；3. 熟悉印刷电路板制作流程；4. 编写电子产品清单，初步掌握电子元件的安装、焊接和调试。三、 实验内容：1. 熟悉设计电路原理；2. 制作实验电路元件清单；3. 完成PCB项目设计；4. 制作PCB板；5. 实验电路的安装、焊接和调试；6. 撰写实验报告。四、 实验原理实验电路由单片机电路，显示电路，键盘输入，响铃电路及电源电路构成。1. 单片机电路：以AT89C2051单片机为核心，包括上电复位及时钟电路。2. 显示电路：主要器件为2位共阳红色数码管，驱动采用PNP型三极管，各端口配有限流电阻，驱动方式为扫描，占用P1.0P1.6。冒号部分采用4只3红色发光二极管，驱动方式为独立端口驱动，占用P1.7端口。3. 键盘输入：按键S1S3采用复用的方式与显示部分的P3.5，P3.4，P3.2口复用。其工作原理为在相应端口输出高电平是读取按键的状态并由单片机程序去抖并赋予相应的键值。4. 响铃电路：由有源蜂鸣器及PNP型三极管组成。其工作原理是当PNP型三极管导通后有源蜂鸣器发出定频声响。驱动方式为独立端口驱动，占用P3.7端口。J1用于连接外控设备，无讯响时输出低电平；有讯响时输出高电平。5. 电源电路：由三端稳压集成电路构成，为整个系统提供稳定的电压。五、 实验电路功能说明1. 功能按键说明： S3为功能选择键，S2为功能扩展按键，S1为数值加一按键。2. 功能及操作说明：元器件焊接无误，即可实现正常使用，系统工作电压为直流7V-12V（典型应用为9V），连接电源时注意极性。操作时，连续短时间（小于1秒）按动S3，即可在以下的6个功能中连续循环选择。中途如果长按（大于2秒）S3，则立即回到时钟功能的状态。1) 时钟功能：上电后显示10：10：002) 校时功能：短按一次S3，即当前时间和冒号为闪烁状态，按动S2则小时加1，按动S1即分钟加1，秒时不可调。3) 闹钟功能：短按二次S3，显示状态为22：10：00，冒号为长亮。按动S2则小时加1，按动S1则分钟加1，秒时不可调。当按动小时位超过23时则会显示：，这个表示关闭闹钟功能。4) 倒计时功能：短按三次S3，显示状态为0，冒号为长灭。按动S2则从低位依此显示高位，按动S1 则相应位加1，当S2按到第6次时会在所设定的时间状态下开始倒计时，再次按动S2将再次进入调整功能，并且停止倒计时。5) 秒表功能：短按四次S3，显示状态为00：00：00，冒号为长亮。按动S2则开始秒表计时，再次按动S2则停止计时，当停止计时的时候按动S1则秒表清零。6) 计数器功能：短按五次S3，显示状态为00：00：00，冒号为长灭，按动S2则计数器加1，按动S1则计数器清零。六、 实验电路原理图七、 元器件清单序号名称型号/规格编号序号名称型号/规格编号01电阻1KR9R1520 三极管S8550Q1021KR2R821S8550Q2032KR16R1722S8550Q3045.1KR1823S8550Q40510KR124S8550Q506陶瓷电容30PC225S8550Q60730PC326S8550Q708104C427单片机AT89C2051U109104C528三端稳压78L05U210电解电容10uF/25VC129石英晶振12MHzY111100uF/16VC630接线插座XH2.54 卧式2PJ212 LED3 红发红D131XH2.54立式 2PJ1133 红发红D232轻触按键6*6*4.3S1143 红发红D3336*6*4.3S2153 红发红D4346*6*4.3S316数码管4寸2位共阳红色DS135集成电路插座20PU1174寸2位共阳红色DS236PCB电路板49*97.5mm1184寸2位共阳红色DS337说明书A4119蜂鸣器5V有源U338外包装120*79mm1八、 实验要求1. 时间安排：通信1111班、1112班设计时间为第10、11周，共2周；通信1113、1114班设计时间为第12、13周，共2周。2. 实验地点：科技楼509,519；3. 实验分组：两人一组（学习委员负责分组，填写综合实验1成绩评定表）；4. 指导老师：朱又敏（电话，方小强（电话；5. 实验注意事项：1) 实验器材元件统一采购，统一发放；2) PCB项目布线设计要求：底层单面布线；大量采用手工布局布线，自动布局布线只能作为参考，集成电路、数码管引脚之间尽量避免布线；clearance参数为0.3mm；焊盘最小孔径（直径）为0.8mm，外径（直径）1.6mm（蜂鸣器和轻触开关的焊盘内径为1mm，外径为2.0mm）；线宽优选为0.38mm（15mil）；允许使用跳线，跳线引脚距离为10mm；机械层尺寸为11mm6.5mm，禁止布线层尺寸为10mm5.5mm；蜂鸣器、轻触开关和插座焊盘可选择添加泪滴；可选择在禁止布线层和机械层之间添加个性化表示，如班级姓名等。3) 打印输出设置：scale mode为scale print；scale为1；color set为mono；advanced设置为bottom layer（可同时打印机械层和禁止布线层），勾选top，bottom和holes（双层至top layer需勾选mirror）。4) 要求每人提供一份实验报告，每组提供一件设计产品样品。5) 实验室全天开放，遵循先设计先制板的原则。要求通信1111、1112在10周内完成所有分组的PCB板制作环节，要求通信1113、1114在12周内完成所有分组的PCB板制作环节。6) 大家必须遵守实验室制定的各项规章制度，服从实验室老师安排，保证人身安全。7) 产品验收和实验报告提交时间：通信1111、1112班第11周周五下午，通信1113、1114班第13周周五下午。九、 实验报告要求1. 列出实验电路元器件清单。2. 设计并输出PCB项目文件（包括原理图文件、元件库文件、封装库文件和PCB文件）。3. 阐述PCB制版流程（热转印制板）。4. 完成实验电路的焊接、安装和调试。5. 实验总结（贴PCB板和装配后产品图，并配文字说明）。1用Altium Designer画出所需要的印刷电路板图2、将上图打印到热转印纸(注意不要打印顶层丝印图)3、将热转印纸上的碳粉通过热转印机转印到敷铜板上4、将敷铜板放入三氯化铁腐蚀液进行腐蚀，5、用汽油清洗电路板上的黑色碳粉6、用电路板打孔机进行打印通过这次对数字钟的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为