E6为核心的八路抢答器系统 毕业论文A.doc

）报告用纸 第30页 共31页 引言抢答器是一种广泛应用于企事业单位和商业部门的竞赛设备,为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的一种常用电子设备,也是一种逐渐成型的电子产品,但市面上所售抢答器价格一般较贵且多为小规模集成电路构成,其性能单一,工作起来不够理想。因此,提高抢答器的性能,使其具有更强的功能,使用可靠方便已为抢答器发展的一个方向。随着集成技术和计算机技术的发展,单片机作为其一个分支亦于20 世纪80 年代以来获得了飞速发展,各种新品不断涌现,使单片机的应用更加深入,灵活性也大大增强。本文介绍一种以Atmega16 单片机为核心的八路抢答器系统,它充分利用了单片机系统的优点,其具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。1抢答器系统的功能本抢答系统的要求与数据：1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是I0I7，各用一个抢答按钮，按钮的编号分别与选手的编号相对应，分别是S0S7。 2、给节目主持人设置一个控制开关S，用来控制系统的清零和抢答的开始。 3、抢答器具有数据锁存和显示功能，抢答开始以后，若有选手按动抢答按钮，编号便立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时，扬声器发出音响提示。此时，输入回路封锁，禁止其他选手抢答。优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零时为止。 4、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定，当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减法计数，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5秒左右。 5、参赛选手在设定的时间内抢答有效，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零时为止。 6、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。7、论文不少于一万字与有关的英文资料（英文翻译4万字符，译文八千字左右）。抢答器系统框图号抢答端号抢答端号抢答端号抢答端号抢答端6号抢答端7号抢答端8号抢答端以Atmega16L为按制系统主机PC端图-1 8路抢答器系统框3 原理设计及分析3.1硬件电路的设计抢答系统主要由抢答系统控制主机，抢答端，PC上位机软件三个部分组成。各部分电路的设计在本章中做了详细的说明。.1抢答系统控制主机关于Atmega16L单片机产品特性. 高性能、低功耗的 8 位AVR. 微处理器. 先进的RISC 结构 131 条指令 大多数指令执行时间为单个时钟周期 32个8 位通用工作寄存器 全静态工作 工作于16 MHz 时性能高达16 MIPS 只需两个时钟周期的硬件乘法器. 非易失性程序和数据存储器 16K 字节的系统内可编程Flash 擦写寿命: 10,000 次 具有独立锁定位的可选Boot 代码区通过片上Boot 程序实现系统内编程真正的同时读写操作 512 字节的EEPROM 擦写寿命: 100,000 次 1K字节的片内SRAM 可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密. JTAG 接口( 与IEEE 1149.1 标准兼容) 符合JTAG 标准的边界扫描功能 支持扩展的片内调试功能 通过JTAG 接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程. 外设特点 两个具有独立预分频器和比较器功能的8 位定时器/ 计数器 一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/ 计数器 具有独立振荡器的实时计数器RTC 四通道PWM 8路10 位ADC 8 个单端通道TQFP 封装的7 个差分通道2 个具有可编程增益（1x, 10x, 或200x）的差分通道 面向字节的两线接口 两个可编程的串行USART 可工作于主机/ 从机模式的SPI 串行接口 具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器 片内模拟比较器. 特殊的处理器特点 上电复位以及可编程的掉电检测 片内经过标定的RC 振荡器 片内/ 片外中断源 6种睡眠模式: 空闲模式、ADC 噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、Standby 模式以及扩展的Standby 模式. I/O 和封装 32 个可编程的I/O 口 40引脚PDIP 封装, 44 引脚TQFP 封装, 与44 引脚MLF 封装. 工作电压: ATmega16L：2.7 - 5.5V ATmega16：4.5 - 5.5V . 速度等级 0 - 8 MHz ATmega16L 0 - 16 MHz ATmega16 . ATmega16L 在1 MHz, 3V, 25C 时的功耗 正常模式: 1.1 mA 空闲模式: 0.35 mA 掉电模式: 1 A Atmega16 芯片封装图图-1 Atmega16芯片封装 Atmega16内部系统框图图-2 Atmega16内部系统框图3.1.2 关于CP2102USB到UART的转接芯片， CP2102简介CP2101及其升级产品CP2102是美国Silicon公司推出的USB-UART桥接电路。该电路的集成度高，内置USB2.0全速功能控制器、USB收发器、晶体振荡器、EEPROM及异步串行数据总线（UART），支持调制解调器全功能信号，无需任何外部元件的USB器件。功能强大，采用MLP-28封装，尺寸仅为5mm5mm，占用空间非常小。伟纳的ME500B单片机综合开发系统使用此芯片，使用非常稳定！ 与其他USB-UART转接电路的工作原理类似，CP2101通过驱动程序将PC的USB口虚拟成COM口以达到扩展的目的。虚拟COM口（VCP）的器件驱动程序允许一个基于CP2101的器件以PC应用软件的形式作为一个增加的COM口独立于任何现有的硬件。COM口使用运行在PC上的应用软件以访问一个标准硬件COM口的方式访问基于CP2101的器件，PC与CP2101间的数据传输是通过USB完成的，因此，无需修改现有的软件和硬件就可以通过USB向基于CP2101的器件传输数据。CP2101的特性CP2101的体积虽小但功能非常强大，其主要特性如下：内含USB收发器，无需外接电路器；内含时钟电路，无需外接振荡器；其内部512字节的EEPROM可用于存储产品生产商的ID、产品的ID序列号、电源参数、器件版本号和产品说明；内含上电复位电路；片内电压调节可输出3.3V电压；符合USB2.0规范的要求（12Mb/s）；SUSPEND引脚支持USB状态挂起；异步串行数据总线（UART）兼容所有握手和调制解调器接口信号；支持的数据格式为数据位8、停止位1、2和校验位（包括奇校验、偶校验和无校验）；波特率范围为300b/s921.6kb/s；内含512字节接收缓冲器和512字节发送缓冲器；支持硬件或X-On/X-Off握手；支持事件状态。 CP2102典型应用图及内部框图图- CP2102典型应用图及内部框图3.1.2. CP2102驱动程序下载地址：/upload/shop/CP210x_Drivers.rar3.1.3抢答系统控制主机电路图本系统图中的J1是USB接口，它与PC相连接通信并向抢答器提供V电源。J2则为本系统做为外扩显示的一个接口，它的标配是ST-12864-3的LCD(ST7963内部控制器)。J2J10分别是号抢答端到号抢答端的接口，J11程序下载口，做为以后软件升级的接口。U1是本系统的CPU，它的作用是管理和接收号抢答器，并通过U2串口转USB芯片和PC通信。图- 抢答系统控制主机电路图.抢答系统抢答端3.2.1 抢答端电路图图-5抢答端电路图图中的KEY1为抢答按键，LED1为抢答指示灯。电路简单明了，一目了然。.抢答系统PC端上位机软件在这介绍一款串口调试软件串口调试助手（CM精装版 v2.7），本系统正是运用这款软件做为PC端上位机软件。下载地址：.串口调试助手（CM精装版 v2.7）简介界面精致美观，实用性强。支持汉字显示。支持各种串口设置，如波特率，校验位、数据位和停止位等等。支持ASCII/Hex发送,发送和接收的数据可以在16进制和AscII码之间任意转换。可以自动在发送的数据尾增加校验位，支持多种校验格式。支持间隔发送，循环发送，批处理发送，输入数据可以从外部文件导入。4软件设计软件是单片机系统的灵魂，好的单片机系统必须有好的软件来支持。其中对编程语言的选择显得尤为重要，而各个子程序的设计以及之间的连接也是软件设计的一个重点。4.1 编程语言的选择合理的选择编程序的语言是单片机开发中至关重要的事情，它直接影响则单片机系统的性能。单片机可以采用汇编和C 两种语言。下面分别对两种语言进行介绍。用助记符表示指令系统的语言称为符号语言或汇编语言，用汇编语言编写的程序称为汇编语言程序。在单片机领域，汇编语言是目前最广泛使用的语言，它比机器语言前进了一大步，汇编语言通俗易懂，不易出错，即使出错也容易发现和修改。这给编制、阅读和修改程序带来了很大的方便。因此它是单片机编程所使用的主要语言之一。采用汇编语言编程与采用高级语言编程相比具有以下特点：(1)、占用的内存单元和CPU 资源少，能直接对硬件进行控制。(2)、程序简短执行速度快。(3)、可直接调用单片机的全部资源，并可有效地利用单片机的专有特性。(4)、能准确地掌握指令的执行时间，适用于实时控制系统。C语言是在B语言的基础上发展起来的。1967年英国剑桥大学的马丁理查德(MartinRichards) 推出了BCPL语言，用于开发系统软件。1970年，美国贝尔实验室的肯.汤普逊(Ken Thompson)继承和发展了BCPL语言的特点，设计出了B语言，并用B语言编写了UNIX操作系统，在 PDP-7小型机上实现。1972年，美国贝尔实验室的戴尼斯.M.利奇(Dennis.M.Rilchie)和布朗.W.卡尼汉(Brian.W.Kernighan)对B语言进一步进行完善，进而推出了C语言。此后十几年内，对C语言又进行了不断发展和扩充。1983年，美国国家标准协会（ANSI）为C制定了新的标准，被称为ANSI C。目前广泛流行的C编译系统都是以它为基础的，不同版本（Microsoft C，Turbo C，Quick C等）略有差异。C语言是一种中级语言。它把高级语言的最佳成分和汇编语言的控制与灵活性结合起来了。C语言有如下特点：(1)、是处于汇编语言和高级语言之间的一种语言。C语言较靠近硬件与系统，与汇编语言较为接近。C语言既有面向硬件和系统，像汇编语言那样可以直接访问硬件的功能。又有高级语言面向用户、容易记忆、方便阅读和书写的优点。(2)、是一种可以进行结构化程序设计的程序语言，即可以用顺序、选择和循环三种基本结构实现程序的逻辑结构。C语言具有诸如if-else、switch-case、for、do-while、while等结构化语句，十分便于采用自顶向下、逐步细化的结构化程序设计技术。因此，用C语言编制的程序，具有易于理解、便于维护的优点。(3)、使用方便、灵活，可以使程序简洁、紧凑。C语言只有32个标准的关键字、45个标准的运算符以及9种控制语句。(4)、运算符十分丰富，除一般语言使用的加、减、乘、除、取余、取反等算术运算及与、或、非逻辑运算功能外，还可以实现以二进制位（bit）为单位的位与&、位或|、位非、位异或以及移位等位运算。并且具有如x+、y-单项运算和+=、-=、*=、/=等复合运算功能。(5)、除了具有基本的数据类型外还具有多种构造数据类型。基本类型有字节型、单精度整数型、双精度整数型、长整型、单精度实数型和双精度实数型。同时，它还具有结构体和联合体两种构造数据类型，利用它们可以便利地处理包含着不同数据类型的复杂数据结构。因此，C语言具有较强的数据处理能力。在基于AVR单片机的开发环境下，我们可以比较两种语言的特点，在作出选择。考虑到本设计的程序长度，如果用汇编，会超过1000行，用C则程序简短了很多，大约500行。1000行以上的程序给我们的编写与调试了不小的困难。因此，本设计采用C程序。.2抢答系统下位机软件框图开始初始化端按键及显示端口设置串口参数发送显示欢迎语键盘 KEY#发送 ON:1 #发送 ON:2 #发送 ON:3 #发送 ON:4 #发送 ON:5 #发送 ON:6 #发送 ON:7 #发送 ON:8 图4-1软件框图4.3 程序的编译ImageCraft的ICCAVR是一种使用符合ANSI标准的C语言来开发微控制器程序的一个工具，它有以下几个主要特点：.ICCAVR是一个综合了编辑器和工程管理器的集成工作环境（IDE）其可在WIN9X/NT下工作。.源文件全部被组织到工程之中，文件的编辑和工程的构筑也在这个环境中完成。编译错误显示在状态窗口中，并且当你用鼠标单击编译错误时，光标会自动跳转到编辑窗口中引起错误的那一行。这个工程管理器还能直接产生您希望得到的可以直接使用的INTEL HEX格式文件，INTEL HEX格式文件可被大多数的编程器所支持，用于下载程序到芯片中去。ICCAVR 是一个32 位的程序，支持长文件名。文件类型是由它们的扩展名决定的IDE和编译器，可以使用以下几种类型的文件。输入文件：.c 扩展：表示是C 语言源文件。.s 扩展名：表示是汇编语言源文件。.h 扩展名：表示是C 语言的头文件。.prj 扩展名：表示是工程文件。这个文件保存由IDE所创建和修改的一个工程的有关信息。.a 扩展名：库文件。它可以由几个库封装在一起。libcavr.a是一个包含了标准C的库和AVR特殊程序调用的基本库。如果库被引用链接器，会将它链接到您的模块或文件中，您也可以创建或修改一个符合你需要的库输出文件。.s：对应每个C语言源文件，由编译器在编译时产生的汇编输出文件。.o：由汇编文件汇编产生的目标文件，多个目标文件可以链接成一个可执行文件。.hex：INTEL HEX格式文件，其中包含了程序的机器代码。.eep：INTEL HEX格式文件，包含了EEPROM 的初始化数据。.cof：COFF 格式输出文件，用于在ATMEL 的AvrStudio 环境下进行程序调试。.lst：列表文件，在这个文件中列举出了目标代码对应的最终地址。.mp：内存映象文件，它包含了您程序中有关符号及其所占内存大小的信息。.cmd：NoICE 2.xx 调试命令文件。.noi：NoICE 3.xx 调试命令文件。.dbg：ImageCraft 调试命令文件。ICCAVR的使用步骤如下。自你启动IDE 后，首先从Project 菜单系统选择Open命令，进入iccexamples.avr目录，并且选择并打开led工程。工程管理器显示在这个工程中只有一个文件led.c，然后从Project菜单中选择Options命令打开工程编译选项，在Target标号下选择目标处理器。然后从Project菜单中选择Make Project命令，IDE编译这个工程文件，并且在状态窗口中显示所有的信息。如果没有错误，在与源文件同一个目录(在这个例子中是iccexamples.avr)中输出一个文件led.hex。这个文件是INTEL HEX 格式，大多数能支持AVR MCU 的编程器和模拟器都支持这种格式，并且能下载这个程序进入你的目标系统，这样就完成了一个程序的构筑。如果你希望用支持COFF调试信息的工具来测试你的程序，比如AVR Studio， 那么你需要从Project菜单中选择Options命令，在编译标签下选择COFF输出文件格式。然后我们就开始一个新的工程。从Project菜单中选择New命令，并且浏览至你希望输出工程文件的目录。输出文件的名称取决于你的工程文件名称。例如如果你创建一个名称为foo.prj的工程，那么输出文件名称为foo.hex或foo.cof等。自从创建你自己的工程后，你可以开始写你的源代码(C或汇编格式)，并且将这个文件加入到工程文件排列中，单击工具栏中Build图标，可以很容易地构筑这个工程，IDE输出与ATMEL的AVR Studio完全兼容的COFF文件。可以使用ATMEL的AVR Studio来调试代码。为更容易地使用这个开发工具，可以使用应用程序向导来生成一些使用有关硬件的初始化代码。3.5 程序的固化固化的工具很多，我采用的是TOP2000A 型编程器。它具有体积小巧，功能齐全，功耗低，可靠性高的特点，是专为开发单片机和烧写各类存储器而设计的机型。TOP2000 采用RS232 串口与PC 机连接通信，抗干扰性能好，特别适合烧各种一次性(OTP)器件.它有如下特点：(1)、自动检测元件是否插好，如果插错了位置有提示。(2)、过电流保护，超过限制的电流时，在0.1 秒内切断电源，可以有效地保护编程器和器件不受任何损害。(3)、电源效率极高，静态电流仅50mA,机器不会过热。(4)、体积小巧（比数字万用表稍宽），便于随带。(5)、进口优质锁紧插座，不必打开机壳，用户即可自己更换编程器一般与PC 机的打印口(Print Port)相连。需要固化程序时，启动编程器应用程序，依次执行以下四步操作。(1)、选择欲编程元件(Device)选择类别(Category)，如EPROM、Flash、EEPROM 等；选择厂商(Manufacurer)，如AMD、ATMEL、Intel 等；选择某厂商的元件型号(Type Number)，如AM2716、AM27C512、AM27C010。完成上述三项选择后，元件确定下来，其容量、编程电压、编程方式等也自动确定。(2)、装入目标文件(Load)将欲固化的程序代码装入缓冲区，并选择正确的文件格式。(3)、检查代码(Ruffer Edit)检 查 调 入 的 代 码 是 否 正 确 ， 采 用 查 看 缓 冲 区 的 做 法 (Buffer Edit 或BufferDisaddernble)。如果正确就可以固化程序了。(4)、编程(Program)将欲固化芯片固定在编程器的锁紧插座上锁紧，可以选择自动编程(Auto)或依次执行擦除(Erase)、查空(Blank Check，如果不空继续擦除)、编程(固化Program)、校验(Verify操作，有些器件还可以设置加密位(Security)，加密位仅仅是使程序无法读出，并不影响程序功能的实现。5 调试硬件的制作过程分几部分完成。首先要根据原理图设计出印刷电路图。5.1 印刷电路的设计现在的电路制作都借助于一些相关的软件（Protel），进入到了电子化的阶段。相比以前的制板技术要方便得多。EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)技术时现代电子工程领域的一门新技术。电路及PCB 设计是EDA 技术中的一个重要内容，Protel 是其中比较杰出的一个软件。本制作就是利用Protel 的功能更强大的版本Protel99SE 来完成印刷电路板设计的。主要过程如下：一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。5.1.1 电路原理图的绘制电路原理图的设计主要是用Protel99se 的原理图设计系统（Advanced Schematic）根据所设计好的电路图来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用Protel99se所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。由于该电路中所用到的元件都比较常见，所以都能够在Protel 的元件库中找到。即使没有找到也没有关系，可以用管脚数相同的器件、形状相似的器件来替代。就像电路中的LM358 这个器件，我通过搜索，在元件库中没有找到它，所以我选用了一个普通的双列直插8 管脚的元件来替代。这样给绘制电路图带了方便，也不会给原理图带来影响。原理图的设计可按下面过程来完成。（1）设计图纸大小进入Protel 99/ Schematic 后，首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。（2）设置Protel 99/Schematic 设计环境设置Protel 99/Schematic 设计环境，主要是设置编辑过程中的默认操作和状态。执行Tools/Preferences 命令，或右击原理图的任意处后选择原理图环境浮动菜单中的Preferences 命令。包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。（3）放置元件首先必须将原理图所需元件所在的元件库加载到内存。执行Design/Add/RemoveLibrary 命令。在“查找范围”下拉框中选择原理图元件库文件所在的路径。选好后单击Add 键即可。在绘制这个原理图时，Miscellaneous Devices.lib 这个元件库中都能找到所需要的元件。然后根据电路图的需要，将元件从元件库里取出，按空格键、X 键或者Y 键旋转元件到合适的位置角度，放置到绘制原理图的模板上，再双击该元件并对放置元件的序号、元件封装进行定义和设定等工作。（4）原理图布线利用Protel 99/Schematic 提供的各种工具，安装所设计的电路图将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。要注意与原电路图检查核对，电气连接点数是否相符。最后还要利用软件中的电气规则检查（Electrical RuleCheck，即ERC）功能来检查原理图的设计结果，它是保证原理图输入有效和正确生产SPICE netlist 的可靠手段。ERC 检查是一个强大的工具，用来检查原理图电气连接的合理性，如元件标注是否重复、元件的输入输出连接属性是否合理，以及输入/输出间是否直接短路，电源和地之间断路等连接错误等。在画原理图时，由于疏忽，将一些电阻元件标号重复标注了，经电气规则检查功能检查出来后进行了更正。（5）调整线路将初步绘制好的电路图通过Edit 下拉菜单中的命令作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观且布局更加合理。图5-1 原理图设计流程图（6）报表输出通过Protel 99/Schematic 提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。（7）文件保存及打印输出最后的步骤是文件保存及打印输出。原理图的设计流程图如图31 所示。5.1.2 生成网络表经过ERC 电气规则检查无误地原理图基本可用作下一步设计PCB 图的依据，这也是Protel 的优点之一。由于计算机识别电路图的基本方法时通过生成带有元件参数信息和电路网络信息的SPICE netlist 文件完成的，因而生产原理图SPICE netlist 文件，是原理图后处理中不可缺少的重要一步。网络表是电路原理图设计（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，它是电路板自动布线的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。生成网络表的过程比较简单，执行Design/Create Netlist 命令，设置好相应的参数后，一般都采用默认的参数，单击OK 按钮。在项目中得到一个SPICE netlist 文件，以当前的原理图文件名为文件名，后缀为.NET。列在SPICE netlist 的首部的是元件信息，包括元件标号、元件封装名和元件标称值，每个信息占据一行。同一个元件参数在一对“”之内，构成一个元件参数项。列在元件信息之后，包括网络名和网络关系。网络名占一行，为原理图中的网络标号名等。如果在原理图中该网络连接关系没有任何名称标识（如两引脚之间的连线），则Protel 99se 根据生成网络的顺序而添加“Net”以区别。而网络关系根据网络连接的引脚数占据多行不等，内容为同一网络连接中的元件引脚号。同一个网络连接信息规定在一对“（）”内，形成一个网络连接信息单元。5.1.3 印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对Protel 99SE 的另外一个重要的部分PCB 而言的，在这个过程中，我们借助Protel 99SE 提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。具体过程如下：（1） 规划电路板一般在设计的PCB 板时都有严格的外形尺寸要求，需要认真规划确定电路板的物理尺寸。进入PCB 编辑器，单击下方的Keep Out Layer 标签将当前工作层设置为Keep OutLayer。该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的边界。执行Place/Keepout/Track命令，光标变为十字形状。单击一条板边的起点，然后移动光标到合适位置后单击确定板边的终点。双击在Track 对话框中设置X 起点、终点坐标，Y 起点、终点坐标，最终确定电路板的长度和宽度。为了便于电路的调试，我将电路板的长度定为13cm，宽度定为9cm。（2） 加载SPICE netlist 与元件在加载SPICE netlist 和元件封装之前必须加载所需要的元件封装库。监听器中大多数元件的封装都能在PCB 编辑器中自带的PCB Footprints.lib 中找到。只有HRS1H-S和HRS2H-S 这两种型号的继电器没有现成的封装图。这就需要自己利用PCB 元件封装编辑器来自制元件的封装。观察这两个继电器的特点，发现它们的尺寸相当于一个双列直插12 管脚和一个双列直插16 管脚的元件，所以可以直接从PCB 自带PCB Footprints.lib调出一个双列直插12 管脚和一个双列直插16 管脚的元件的封装图，进行编辑，根据继电器具体的外观，将多余的焊盘去掉即可。编辑好后，单击Rename 键，输入新的封装名称，保存。再回到PCB 编辑器中将刚才制作的两个元件封装图加进来。这时，就可以加载SPICE netlist 与元件了。执行Design/Load Nets，在所出现的Load/ForwardAnnotate Netlist 对话框中，单击Browse 按钮，打开Select 对话框，在其中选择前面所生成的SPICE netlist 文件，然后单击OK，显示Load/Forward Annotate Netlist对话框。其中的下拉列表框中显示当前加载网络的具体情况。如果元件在SPICE netlist中没有具体设定封装形式，或所设定的封装形式在当前的封装库中不存在时，将在列表框中显示错误信息。此时，出现了20 多个错误，错误显示出所有的晶体二极管的引脚都没用连入电路。打开相应的原理电路图，将二极管的隐藏的管脚标号显示出来，发现其引脚标号是1、2，而封装中的引脚标号却是A、K。两组标号没有一一对应，这就是问题所在。于是再打开PCB 元件封装库，找到二极管的封装DIODE0.4，将其焊盘的标号按照原理图中的标号对应改成1、2。再重新加载一次网络表，没有错误信息。单击Execute按钮，加载SPICE netlist 与元件到电路板上。（3） 布局元件加载SPICE netlist 与元件封装后，需要将这个元件按一定规律与次序排列在电路板中，可以利用自动布局功能。我采用的是手工布局。根据监听器的几大部分电路合理放置元件。（4） 自动布线在元件布局结束后，在进行自动布线之前首先需要设置参数，设置是否合理将直接影响布线的质量和成功率。执行Design/Rules 命令，在Design/Rules 对话框中设置Clearance Constraint(允许安全距)，我将其设为15mil，Width Constraint（走线宽度）设置为25mil，Routing Layers(布线工作层)的设置是，将BottomLayer 选择以水平走线为住（Horizontal），TopLayer 选则Not used。一般只需要设置这三项。单击OK 按钮。参数设置完毕。执行Auto Route/All 命令，采用系统默认设置，实现PCB 板的自动布线。PCB 封装图见附录2。由于电路经过调试后有些改动，所以PCB 封装图也相应做过修改。5.2 电路板的印制与制作将生成的PCB 图文件用激光打印机打印到专用的一种可耐高温的热转印纸上，然后将热转印纸打印面贴在覆铜板上，送入制板机高温压印，这样就将热转移纸上的墨粉转印到覆铜板上。由于实际情况有限，我是采用用电熨斗将PCB 图熨到敷铜板上，注意熨的时候，要根据电熨斗的温度掌握好熨的时间长短，时间过短，转印纸上的PCB 图会印制得不完全，会出现断线等情况，这会给电路的正常工作带来很大的麻烦。时间过长，敷铜板受热会有一定程度的损坏。所以一定要谨慎。将转印纸撕掉，把覆铜板放入装有三氯化铁溶液的腐蚀容器中，把没有印上墨粉的铜还原出来。待反应完全后，将电路板取出，用天那水将电路板清洗干净。至此，电路板的印制工作完成。这样就剩下的铜皮就是我们想要的线路了。接下来要用打孔机对电路板进行打孔，我制作的这个PCB 图有多种大小不同的孔，所以在孔的时候就要注意选择不同型号的钻头，以免元器件插不进去。在打孔的时候还应注意垂直，尽量避免把孔打歪，以免安装元器件的时候出现问题。打完孔以后就要开始焊接元器件，在焊接元器件的时候要注意不要虚焊，仔细按照装配图进行焊接。5.2 硬件电路的调试先把每个元件进行测量好坏，可以排除元件质量问题而引起在调试时的难度。LED发光二极管：用一手机电池（.V）串一K的电阻测量，如下图所示。图5-2 LED测量电路电阻：用万用表测量阻值是否在标称阻值在误差范围之内。5.3 软件的调试利用上面所介绍的串口助手，和ICCAVR编译软件, AVRStudio4仿真软件,按照程序流程序图进行编程,调试.5.4 调试中注意的问题 （1）一定要将系统的程序分为几个小块，然后逐个小块来调试，这样可以及时的发现问题，解决问题。 （2）程序烧入单片机的时间应尽量短，减小单片机被烧坏的危险。结论毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次8路抢答器系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然只是设计一个简单的抢答器系统，但是其范围包含了电子、计算机软件等许多相关课程内容的应用，考验了我们对所学过的知识的理解能力。在设计的过程中我自己遇到了很多的困难，深刻的感受到课堂上所学的理论知识与实际的应用中有着很大的区别，理论学好了并不代表能够很好的应用。我想这也是我们大多同学都存在的缺陷吧。从这次的毕设中，我们要吸取教训，多动手实践，让理论能够与实践相结合，这样才能够在以后的工作中学有所用，学有所成。致 谢本文是在指导老师的悉心指导下完成的。在此，首先真诚的感谢指导老师周老师，在他们的悉心指点下，才能让我如期完成本次设计的任务。周老师严于律己,认真指导以及工作高度负责的品质对我是永远的鞭策。值此论文完成之际,衷心感谢周老师所给予的悉心指导和培养。此外还要感谢我的同学、朋友一直给予我深深的支持和帮助，在电路的封装和硬件的焊接上，他们给我提供了宝贵的经验和实际的指导。在课题设计的这段时间里，我遇到了很多没有想象到的困难和问题，幸运的是在老师、同学的帮助下，最终把问题解决了，使得软件能及时完成，硬件电路也顺利地封装并调试成功。最后,在我学习和设计工作中给关心和帮助的所有老师和同学致以深深的谢意。在两年专升本的共同生活和学习中,大家互相帮助和扶持,共同学习，给我留下了无限的欢乐时光和美好回忆。参考文献：1 刘胜，彭侠等.现代伺服系统设计M.黑龙江：哈尔滨工业大学出版社,2001：41176.2 杨劲松，张涛.计算机工业控制M.北京：中国电力出版社，2003：83253.3 潘新民，王燕芳微型计算机控制技术M.北京：电子工业出版社，2003：89192.4 余永权，汪明慧等.单片机在控制系统中的应用M.北京：电子工业出版社,2003：69235.5 刘乐善.微型计算机接口技术及应用M.武汉：华中理工大学出版社，2000：46106.6 李广军，王厚军.使用接口技术M.成都：电子科技大学出版社，1998：25103.7 秦继荣，沈安俊.现代直流伺服控制技术及其系统设计M.北京：机械工业出社.1999：15179.8 余永权.ATML89系列单片机应用技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2002：110189.9 王晓明. 电动机的单片机控制M.北京：北京航空航天大学出版社，2002：95251.10 李铁才，杜坤梅.电机控制技术M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000：83217.11 王建校，杨建国.51系列单片机及C51程序设计M.北京：科学出版社，2002：26238.12 陈鸿茂,于洪珍.常用电子元器件简明手册M. 徐州：中国矿业大学出版社，1991：139221.13 李东生等.Protel 99SE电路设计技术入门与应用M.北京：电子工业出版社，2002：63189.14 张东立.直流拖动控制系统M.北京：机械工业出版社，1999：16125.15 张崇巍，李汉强.运动控制系统M.武汉：武汉理工大学出版社，2002：3890.16 徐惠民.单片微型计算机原理、接口及应用M.北京：北京邮电大学出版社，2000：73183附录一 电路原理图附录图1 抢答器电路图附录二 抢答器软件清单#include iom16v.h#include macros.h#include string.h#include Uart32.H/*数据类型宏定义*/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*子函数声明 */void Delay_Ms(unsigned int xms); /延时Xms crystal=8MHzvoid Setup_TIM(void); /设置计数器/*变量声明 */uchar String10;/* 主程序开始 */main()