电子线路设计报告

沼冷大号电子线路课程设计报告TOC\o"1-5"\h\z学 院专业年级学 号姓 名指导教师二0一六年七月目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章课程设计任务 3\o"CurrentDocument"课程设计目标 3\o"CurrentDocument"课程设计任务 3\o"CurrentDocument"第2章芯片选型及电路工作原理 3\o"CurrentDocument"RS232通信电路 3\o"CurrentDocument"RS485通信电路 4\o"CurrentDocument"电源模块 5\o"CurrentDocument"电流转电压模块 6\o"CurrentDocument"启动引导模块 6\o"CurrentDocument"复位模块 7\o"CurrentDocument"仿真调试模块 7\o"CurrentDocument"主控芯片 7\o"CurrentDocument"第3章电路原理图设计结果 8\o"CurrentDocument"第4章电路PCB设计结果 9\o"CurrentDocument"第5章收获与体会 10第1章课程设计任务课程设计目标1、掌握电子线路设计的一般流程；2、学习利用一种工具进行电子线路设计的方法；3、获得电子线路设计的实践经验。课程设计任务1、学习电路工作原理；2、利用AD09,设计电路原理图；3、利用AD09，设计PCB。具体要求：（1）设计STM32F103VET6最小系统电路，要求电路板总体5V供电输入，选择稳压芯片，转换出3.3V，2.5V，-5V，AD采样参比电压为2.5V；（2）RS485通信电路，芯片选用MAX485；（3）RS232通信电路，芯片选用MAX3232CSE；（4）4-20mA转电压信号调理电路，4-20mA转0.4-2.0V，用运放做电压跟随调理，运放芯片选择OP07C,送入STM32的AD采样端口。（5）所有电阻电容尽量用0805贴片封装。第2章芯片选型及电路工作原理RS232通信电路RS232通信电路选用MAX3232CSE芯片。MAX3232采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷泵在3.0V至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232性能，器件仅需四个0.1uF的外部小尺寸电荷泵电容。MAX3232确保在120kbps数据速率，同时保持RS-232输出电平。MAX3232具有二路接收器和二路驱动器，提供1uA关断模式，有效降低功效并延迟便携式产品的电池使用寿命。关断模式下，接收器保持有效状态，对外部设备进行监测，仅消耗1uA电源电流，MAX3232的引脚、封装和功能分别与工业标准MAX242和MAX232兼容。即使工作在高数据速率下，MAX3232仍然能保持RS-232标准要求的正负5.0V最小发送器输出电压。只要输入电压在3.0V至5.5V范围以内，即可提供+5.5V（倍压电荷泵）和—5.5V（反相电荷泵）输出电压，电荷泵工作在非连续模式，一旦输出电压低于5.5V，将开启电荷泵；输出电压超过5.5V，即可关闭电荷泵，每个电荷泵需要一个飞容器和一个储能电容，产生V+和V-的电压。MAX3232在最差工作条件下能够保证120kbps的数据速率。通常情况下，能够工作于235kbps数据速率，发送器可并联驱动多个接收器和鼠标。RS232通信电路如图1所示。

图1RS232图1RS232电路原理图RS485通信电路RS485选用MAX485芯片。MAX485是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器。MAX485的驱动器摆率不受限制，可以实现最高2.5Mbps的传输速率。这些收发器在驱动器禁用的空载或满载状态下，吸取的电源电流在120HA至500HA之间。所有器件都工作在5V单电源下。驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态。接收器输入具有失效保护特性，当输入开路时，可以确保逻辑高电平输出。具有较高的抗干扰性能。MAX485采用单一电源+5V工作，额定电流为300hA,采用半双工通讯方式。它完成将TTL电平转换为RS-485电平的功能。RS485通信电路如图2所示。图2图2RS485电路原理图电源模块电源模块采用5丫输入，选用稳压芯片AMS1117,转换输出3.3V、2.5V,选用ICL7660稳压芯片，转换输出-5V。AMS1117是一个正向低压降稳压器，在1A电流下压降为1.2V。AMS1117有两个版本，固定输出版本和可调版本。固定输出电压为1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V、5.0V，具有1%的精度。AMS1117内部集成过热保护和限流电路，是电池供电和便携式计算机的最佳选择。ICL7660是Maxim公司生产的小功率极性反转电源转换器。ICL7660的静态电流典型值为170口人，输入电压范围为1.5-10V,工作频率为10kHz只需外接10kHz的小体积电容，只需外接10UF的小体积电容效率高达98%合输出功率可达700mW,符合输出100mA的要求。ICL7660主要应用在需要从+5V逻辑电源产生-5V电源的设备中，如数据采集、手持式仪表、运算放大器电源、便携式电话等。5

电流转电压模块输入电流4-20mA转换成0.4-2.0V电压输出，用运放芯片OP07C做电压跟随调理，送入STM32的AD采样端口。OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。电流转电压模块电路如图4所示。图4电流转电压模块启动引导模块BOOT模块电路如图5所示。图5BOOT模块电路图6复位模块图6复位模块图6复位模块当。被按下时，系统复位。复位模块电路如图6所示。仿真调试模块JTAG/SWD模块电路如图7所示。33VPH+NJTRSTP.415：JTDIPA13，JTMSPA14.JTCK图7仿真调试模块33VPH+NJTRSTP.415：JTDIPA13，JTMSPA14.JTCK图7仿真调试模块VTREFVDDNTRSTGNDTDIGNDTMSGNDTCKGNDRTCKGNDTDOGNDNSRSTGNDNCGNDNCGND主控芯片主控芯片采用STM32F103VET6。STM32F1系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3。芯片集成定时器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，等多种功能。STM32F103VET6的引脚图如图8所示。

L2支:PAOWKUP23XWWKUMJgARTN_CTSU"ADCl.23JNOmS-12_CBal_ETFLTTIM5jCIIl/TIMfi_ETRPCWADCl.2_FNLflR^.]/USAO2_RTSA^DC123_rNirriM^CIlirriM2_C[I i _PCIV.^DCl^lNI]R\Z/USART22rxrriM5_CIIJ^ADCI竺》"nMgJEll1仃IM2_D曰 PC2从DC12二FN12用3儿15AO?二RX/TIM5二口⑷4DC12_JN3mM2jCU4/ETBa_MIl_COL PC3/ADC12二FNLJPAd博Fll_Nn/USARTECK/DACIOCFJADCLEJNJ一- PCWADG?二FNIdP^5SPIL2sCK/DAC_OljT2/AIDC12JN5 - K5fADC12J^\.5PA巾®PI「MlSNTI加BKIN/ADC12lNfi/TIM2EI1EMI3C1I1C6/12E2MCKJTlMgCEIDSDIDD6R^.7^PI JTI11.N/ADCl£CN7m6这口[2/TIMI<CIIT「力工占工二M匚KID I2ZSDI口二EH明■MJ5ARTHJZK7TIMIjCIIlYMCO PCgmMR_Cl1跖DIOJEIOPA9flJSAO]二TOTIMIJZEQ KDMR二口IJ^DIcToipmo^usartT_rxztimT_cib pcimjartStx^dicTdiPA.117US.4J.TIJZTS/US0DMW：AN_RXZTIMLjCI14. PClI/UARTglRA/SD】口二DMPAI2/USART匚贪丁S/USHDWCW3cH/TLM1国■R *LMJART5JTX/SDI：OjCKi™S^WIOc>PA]3 — — PC]3_TAMPER_RTCJTCK/5WCLKQPA1.4 PC14jDSCH_rNJTDLSP13_NSSXL2S3_WSoTIM2_C][L_ETR/PAL5/5PI]_N5S PCI5jD5C32_OUTPB0/APCL2_rNRjTIM3_O门正11[_MIJ_RAD2oTIMl」CI心 PD(VFSMC_D2<X：ANL」LXPBIJABClErNMTIh<C口储质Tl匚MUjimWcTIMI.J2II3N PDl/FSM匚MnCAJM匚FKPDM3O0T1 PD2/HM3_ETRAJi^JtT5_imSDIO_C：MDJTDCWEPI3_SCSGn2S3jCK<>PB3JTEL^C7ESWDn'lM2_O[2/5PI1_&匚即口赤5M匚jCLKMgART匚CTSNJTRST/SP13_MI5O^PB4ZTIM3_MO51/1253_SD- -PM/F5Mc2nOE-oUSART2"RTSP&SZ12匚I/12S5_SD i PD5/FSMCTNWEoUSART2_TKP06ZI2匚]-SrUTIMWCl[] — PDft^FEMCIWirArroU5ART2-RXPD7ZI工门二号DAEMijCIUQlJGAR丁1_RX PD7/TSMC_N；E]/FSMC1NCE2'C<Ss^RT2JjICPa£rriM4._CII3^DiaL.D4 PDR/FSMC_D]30U5ART3_TXPB9/riM4."CII4^Dip2D5 FIWFSMC二口UcXJSARTajKAPBI(¥12cf_SCLA：S.Aij3_TX PD1.WFSMC二口I.50CS先RT3K:PD1L/FSMcjA16oU5.ytT3_CTSFBI2^P|EnSS/L2S：I_W如工门_0HDA/U"RTm_匚5101301时1匚/17oTlM4_n1l/USARTfRTSFBI3^SPI22sCBC/]2S2^K/US.WF3_CTSm FN- -PD]3/ISMC_A虎。丁山义工】□PBI4唱PIH二MISOTTial._CIl2NflJS,^RT3_RTS/flM12JTIII P口Id所耳MF_D0qTIM4二口L?FBI封号PIH二MDSENS2MmlM]jn[3WTIMI2_C1eF FD1.5所SMC二口1oTIMkC口[4nc PEoniMajnrr/fsmc_nbld『EIHTSM占ULIOSCJN PELTTRAUECK/TS疝:_A23OSC2OUT PE1TTRACECK/F5MC2A24PE2/TRA匚ECK/F5M025BODTO PELTTRAUECK/FSM匚二R2j&PEin-RACECK/F5MC-A27NRST PE7/f5MC_DilonM1)丁艮V0AT PES/FSMC_D5oTIMlJTI1LKPE9/F5MC_DBonk1l_CiaiVDD_L PE1WFSMC_D7^>TIM]_CI1252VDDJl PE]]/FSMC_D8^TIAi]_ClL2VDD23 PE12fFSh*C_D9oTIMljCII3NVDD二4 PEIS/FSMC7DI&oTlh.ll^lBvddZs fei*f号mCd1IQTIM】jt]UPEL5msMcDIZoTIMI.HKJN\rSS_] - "VMS二2 VFLEF+VSS2J： VRHF-VSS>\rsO VDDAVSSA.15 PCTPAI24Lti PCIFA?25L7 PC2附3 26Lfi PO月7 2933 PC4PA5一30弘 PC5Rg3163 PCSPA732M PC7PAS幻一PCSYMEE的 PCSmio697R PClfliMil7079 PCJIM12 71RO PC]2raimTM5727 PC13PA14ZJTCK76H PC14OSC1NPA15^JTDI779 PC15_O5jCOLITP]30_J5RI PD0rm36的 PDIESOOT1 37，K3 PD2PBJZJTlXiMM PD3rnwMJTRvr90R5 PD4PB591附 PD5P]ibSR.7 PD6PB7驰KS PD7PBR9555 PDS内科9656 PD9rnia修了57 PDI0POLI.4S5S PDIIFHI25159 PDI2PBIJ52&0 PDISPBI45361 PDI4rm5541*2 PDI51OS47GN]297 PEOW PEII PE2OSTOCT132 PEMBOOT。狗3 PE44 PE5NRST145 PE63fi PE7%T3AT 63g PESIV皿 PE9t:504] PE1042 PE1I10043 PE112