整理电子线路CAD课程设计报告

1、精品文档精品文档电子线路CAD课程设计报告系:信息工程学院业:电子信息工程2011年 6月 20日一、课程设计目的二、课程设计题目描述和要求2.1 题目描述：2.1.1振荡电路设计仿真2.1.2 8051开发板2.2 要求：三、课程设计报告内容3.1 设计原理目录-.1 -.1 -.-.1 -.1 -.-.1 -.1 -.-.2 -.2 -3.1.1 振荡电路设计原理-.2 -3.1.2 8051 开发板设计原理.-. 2 -3.2 P roteus电路原理图设计-.3 -3.2.1 振荡电路原理图：-.3 -3.2.2 8051开发板原理图-.4 -3.3 软件仿真和结果分析-.4 -3.3

2、.1振荡电路.-.4 -3.3.2 8051开发板各模块的仿真.-. 5 -3.4 设计和模拟过程中出现的问题及解决办法-. 9 -.-.9 -四、设计总结和心得体会、课程设计目的课程设计以电子线路CAD软件设计原理为基础，重点在硬件设计领域中实用 的电子线路设计软件的应用。使学生掌握电子线路设计中使用 CAM方法。为后继课程和设计打下基础。 通过电路设计，掌握硬件设计中原理图设计、 功能仿真、 器件布局、在线仿真等硬件设计的重要环节。二、课程设计题目描述和要求2.1 题目描述：2.1.1振荡电路设计仿真查找一些有关振荡电路的资料，对振荡电路进一步熟悉；然后在P roteus软件上画出其电路图

3、；最后是对其进行功能仿真。2.1.2 8051 开发板查找8051开发板的资料，大致了解一下有关内容；然后用Proteus软件绘制 电路图，学会在一个板子上划分多个模块； 最后对设计的电路进行仿真， 最基本 的是对二极管流水灯显示模块、 蜂鸣器模块和串口通信模块的仿真， 可以有自己 的创新和改进。2.2 要求：1.设计相关电路；2.熟悉Proteus软件，进行电路图的绘制;3.电路仿真；4.5.检验并调试； 写出实验报告；三、课程设计报告内容3.1设计原理3.1.1振荡电路设计原理该振荡电路使用555定时器组成多谐振荡器，多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。利用深度正反

4、馈，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而自激产生方波输出的振荡器。多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。3.1.2 8051开发板设计原理8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等二大总线。1.中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是 8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代

5、码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。2.数据存储器(RAM) : 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专 用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。3.程序存储器(ROM) :8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序,原始数据或表格。4.定时/计数器(ROM) : 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。5.并行输入输

6、出(I/O) 口： 8051共有4组8位I/O 口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。6.全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串 行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。7.中断系统：8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时 /计数器 中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。8.时钟电路：8051内置最高频率达12MHZ勺时钟电路，用于产生整个单片机运 行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。3.2 Proteus电路原理图设计3.2.1振荡电路原理图:Rvr -31.

7、( J£V .tkR2.:flRl-. fl-ThLB；F -I :Cl.lui32 2 8051开发板原理图8255键盘显示模块DSW1蜂鸣器模块I2C模块LS1Under模块R1C3 _L22pC2F OUT2二 OUT6N0 26U3DO32A0jg串口通'I信模块A/D模块按下按钮接收或发送数据串口发送数据P” 51发送数据P1SW2fl课程设计电子赵炯课程设计电子赵炯赵炯.DSN3.3软件仿真和结果分析3.3.1振荡电路1）仿真图:<jkiiael -fpjIJlIJIl. nil r b IIl I Li：.-ran3 口“ h9VR'JLSUnnI

8、JLI EUI则肿：小.11,IL尸讪0C gfunii J 匚 i jwcrnjiu 2j(j ialiar"116：1旳*1卫HBl2）结果分析：V0的波形是通道A显示的图形，电容上的电压 Vc的波=11.09ms.得出分形是通道B显示的图形；由图的波形周期为T=5.5*2ms=11ms,根据 电路参数代入公式 析结果和理论计算符合。3.3.2 8051开发板各模块的仿真3.321二极管显示模块1)仿真如右图:fia -33n-Da.E>7 LEX-二.-.LEIkE. iT£： _R9 -L -& (51.2)结果分析：把liushuideng.hex加

9、载到CPU中，然后运行，灯会一个接个的亮，表明运行结果正常。3.322蜂鸣器模块1）仿真图:-LSI-P54 O匚 -./.:S 口 LINDER .N t：丿M2）结果分析：把PlayMusic.hex加载到CPU中，然后运行，关闭开关，sounder会播放音乐。3.3.2.3串口通信模块 1）仿真图:甫口通信模块核下按切接收或发挟数掘RXD Od OO串口发SW2'WLSFDT It I-?旳况送数据D筑 RO RTST5O CC2）虚拟串口链接软件:鴉；Virtual ITcri<i_ PohHzj B:xTc-r EP E.ControJ Panel1-1 O Fhyii

10、ckl ports _ * COHlP.I日叫尸AJ<J/RenoT« ports宣 Iditionkl pair inf a | 匚 mtQ pinoutFirstccmzVSecondCLM4VKirst1LUU3«cvud1cai3All virtual serin paiir二 will be remcived frori your systern P1 ease, m ake sure *1 1«V A- a1 ft JAdd p=airDeXct-e pairReset bus:Ports OoTions Udo System EKplarerf

11、nble strict tiudrte «PKil4ti.«n tfor Win HTVEOOO/i £r«tk lin«/Aaitore c»nn«cti&n for Win Nl/EClOO/XFFur htdp press Fl3）串口调试助手:SCuiAhtsist Mtt T2“ 2For TlH93/in/2aDariHfx)关闭审匚I 3 口豳-宜1731231£3123/Jc4j£kLlnn ISSn严 HjVWbjnn lispDZ ETervda/ litppy E.*cljf

12、J.a/層止显示& a动陌2一中蓟*剤S示（群販城更制渚空重创冠的孚符丿烈狂 卄：£制: ¥孩忑 自动左压 闻期改今后亞述】g动疙嗟.司期：Mm 毫伏I出g雄件n过憑勺厨丈件I越处侍|HAU删n iq嗣 河辽馮；cw iDFrNEni.N.比II W 2jCl4) Virtual Terminal 的显示数据:5）结果分析：把serial.hex加载到CPU中，打开虚拟串口链接软件，调试好后关闭，打开串口调试助手，选择COM3，波特率调成和 Virtual Terminal、COMP IM 样的2400.把SW2接到Virtual Termi nal的RXD端，开关

13、搬到串口发送数据端，从串口调试助手中输入数据，可以在Virtual Terminal中接收到；把开关搬到51发送数据端，按下BUTTON开关，串口调试助手接收到“happy everyday” 同时在 Virtual Terminal 上显示。当把 SW2 接到 VirtualTerminal的TXD端时，开关搬到51发送数据端，可以从 Virtual Terminal上写数据，串口调试助手接收数据。3.324秒钟的设计由于在同一块板子上加这个模块的话会与其他模块冲突，使与其有相同端口 的模块不能运行，因此把这个模块单独拿了出来。1）电路图:At:as；- X1 -,.-n< Krr-M

14、. - * D S * I " ' J ' :.:屮冲：: :-厂 ;:-KTALImaWBP-Tm0<1 1 11LI-Hd -1/kZP!k3<VhT+ZLCh LEfL'EPVarLcpq7-.F sMvnou n鼻 *3.A>UI* IJ"Imgprcfbn 社g rTAIDRKIi EMn iE*KHULL*njdPBniWTlpjn"ipi*mJk!*ajTF£晒.IT! E0吨2）仿真图:3)结果分析：把minute.hex加载到CPU中，按下play键，再按一次button开关表示着启动秒表，观察

15、现象，当到99时回到OO.button键有三个功能：启动、暂停、复位。检验该电路工作正常。3.4设计和模拟过程中出现的问题及解决办法在设计过程中，一开始是对这个 P roteus软件不熟悉，查找元件有点困 难，这个问题需要对软件很熟悉后才能解决，因此对练习就好了；画总线时 也出现了一些问题，在点buses mode后画线时还按着鼠标左键，这样就没有办法画，解决办法是点一下起始点，松开鼠标再点终点就好了；其他的元件按照器件名找就好了。注意在对每一条wire线命名时一定要对照，它不是随意命名的。在模拟过程中，首先把对应功能的在运行二极管流水灯显示模块时第一次hex文件加载到CPU中，然后运行。LE

16、D灯不会亮，经过检查发现我把二极管接反了，把二极管调过来后发现灯停在等 D6处不走，但是把CPU模块和二极管流水灯显示模块单独拉出运行时却是正常的，经过分析得到结论 是可能是在一个板子上绘制的模块过多，各个模块之间有一定的干扰，只要CPU模块中的连接二极管灯的部分正常就可以；在运行串口通信模块时，发现在串口调试助手里输入数据后，Virtual Terminal里不能显示，检查后发现Virtual Terminal里的波特率(Baud Rate)和串口调试助手里的不一样，两者的波特率改成一致的2400就运行正常了。四、设计总结和心得体会完成这次单片机课程设计，我学到了很多书本上学不到的知识。首先是在网上查找资料，再用Proteus软件进行电路图绘制、对电路图进行仿真，对出现的 问题自己想办法解决，每一步，都在用心的去做，最后得到想要的结果。虽然单 片机我们还没学， 对单片机的原理还不是很了解， 但是根据我们已经学过的知识 和查找的资料提前了解和熟