電子線路cad課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　電子線路CAD課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　院 系： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　2011年 6 月 20 日</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)目的</b&

2、gt;</p><p>　　課程設(shè)計(jì)以電子線路CAD軟件設(shè)計(jì)原理為基礎(chǔ)，重點(diǎn)在硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域中實(shí)用的電子線路設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用。使學(xué)生掌握電子線路設(shè)計(jì)中使用CAD的方法。為后繼課程和設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。通過電路設(shè)計(jì)，掌握硬件設(shè)計(jì)中原理圖設(shè)計(jì)、功能仿真、器件布局、在線仿真等硬件設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)題目描述和要求</p><p><b>　　

3、2.1 題目描述：</b></p><p>　　2.1.1振蕩電路設(shè)計(jì)仿真</p><p>　　查找一些有關(guān)振蕩電路的資料，對振蕩電路進(jìn)一步熟悉；然后在Proteus軟件上畫出其電路圖；最后是對其進(jìn)行功能仿真。</p><p>　　2.1.2 8051開發(fā)板</p><p>　　查找8051開發(fā)板的資料，大致了解一下有關(guān)內(nèi)容；然后

4、用Proteus軟件繪制電路圖，學(xué)會(huì)在一個(gè)板子上劃分多個(gè)模塊；最后對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，最基本的是對二極管流水燈顯示模塊、蜂鳴器模塊和串口通信模塊的仿真，可以有自己的創(chuàng)新和改進(jìn)。</p><p><b>　　2.2 要求：</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)相關(guān)電路；</b></p><p>　　熟悉Proteus軟

5、件，進(jìn)行電路圖的繪制；</p><p><b>　　電路仿真；</b></p><p><b>　　檢驗(yàn)并調(diào)試；</b></p><p><b>　　寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告；</b></p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容</p><p><b>　　

6、3.1 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　3.1.1 振蕩電路設(shè)計(jì)原理</p><p>　　該振蕩電路使用555定時(shí)器組成多諧振蕩器，多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器。利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個(gè)電子器件交替導(dǎo)通與截止，從而自激產(chǎn)生方波輸出的振蕩器?！岸嘀C”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)

7、。在工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　3.1.2 8051開發(fā)板設(shè)計(jì)原理</p><p>　　8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。</p>&

8、lt;p>　　中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) ：8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)

9、，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p><p>　　程序存儲(chǔ)器(ROM)：8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　并行輸入

10、輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p>　　全雙工串行口：8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。</p><p>　　中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，

11、并具有2級的優(yōu)先級別選擇。</p><p>　　時(shí)鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。</p><p>　　3.2 Proteus電路原理圖設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 振蕩電路原理圖：</p><p>　　3.2.2 8051開發(fā)板原理圖</p&

12、gt;<p>　　3.3 軟件仿真和結(jié)果分析</p><p><b>　　3.3.1振蕩電路</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p>　　結(jié)果分析：V0的波形是通道A顯示的圖形，電容上的電壓Vc的波形是通道B顯示的圖形；由圖的波形周期為T=5.5*2ms=11ms，根據(jù)電路參數(shù)代

13、入公式=11.09ms.得出分析結(jié)果和理論計(jì)算符合。</p><p>　　3.3.2 8051開發(fā)板各模塊的仿真</p><p>　　3.3.2.1二極管顯示模塊</p><p><b>　　仿真如右圖：</b></p><p>　　結(jié)果分析：把liushuideng.hex加載到CPU中，然后運(yùn)行，燈會(huì)一個(gè)接一個(gè)的亮，

14、表明運(yùn)行結(jié)果正常。</p><p>　　3.3.2.2蜂鳴器模塊</p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p>　　結(jié)果分析：把PlayMusic.hex加載到CPU中，然后運(yùn)行，關(guān)閉開關(guān)，sounder會(huì)播放音樂。</p><p>　　3.3.2.3串口通信模塊</p><p>

15、<b>　　仿真圖：</b></p><p><b>　　虛擬串口鏈接軟件：</b></p><p><b>　　串口調(diào)試助手：</b></p><p>　　Virtual Terminal的顯示數(shù)據(jù)：</p><p>　　結(jié)果分析：把serial.hex加載到CPU中，打開虛

16、擬串口鏈接軟件，調(diào)試好后關(guān)閉，打開串口調(diào)試助手，選擇COM3，波特率調(diào)成和Virtual Terminal、COMPIM一樣的2400.把SW2接到Virtual Terminal的RXD端，開關(guān)搬到串口發(fā)送數(shù)據(jù)端，從串口調(diào)試助手中輸入數(shù)據(jù)，可以在Virtual Terminal中接收到；把開關(guān)搬到51發(fā)送數(shù)據(jù)端，按下BUTTON開關(guān)，串口調(diào)試助手接收到“happy everyday”，同時(shí)在Virtual Terminal上顯示。當(dāng)把

17、SW2接到Virtual Terminal的TXD端時(shí)，開關(guān)搬到51發(fā)送數(shù)據(jù)端，可以從Virtual Terminal上寫數(shù)據(jù)，串口調(diào)試助手接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.3.2.4 秒鐘的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于在同一塊板子上加這個(gè)模塊的話會(huì)與其他模塊沖突，使與其有相同端口的模塊不能運(yùn)行，因此把這個(gè)模塊單獨(dú)拿了出來。</p><p><b>　

18、　電路圖：</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p>　　結(jié)果分析：把minute.hex加載到CPU中，按下play鍵，再按一次button開關(guān)表示著啟動(dòng)秒表，觀察現(xiàn)象，當(dāng)?shù)?9時(shí)回到00.button鍵有三個(gè)功能：啟動(dòng)、暫停、復(fù)位。檢驗(yàn)該電路工作正常。</p><p>　　3.4 設(shè)計(jì)和模擬過程中出現(xiàn)

19、的問題及解決辦法</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，一開始是對這個(gè)Proteus軟件不熟悉，查找元件有點(diǎn)困難，這個(gè)問題需要對軟件很熟悉后才能解決，因此對練習(xí)就好了；畫總線時(shí)也出現(xiàn)了一些問題，在點(diǎn)buses mode后畫線時(shí)還按著鼠標(biāo)左鍵，這樣就沒有辦法畫，解決辦法是點(diǎn)一下起始點(diǎn)，松開鼠標(biāo)再點(diǎn)終點(diǎn)就好了；其他的元件按照器件名找就好了。注意在對每一條wire線命名時(shí)一定要對照，它不是隨意命名的。</p>

20、<p>　　在模擬過程中，首先把對應(yīng)功能的hex文件加載到CPU中，然后運(yùn)行。在運(yùn)行二極管流水燈顯示模塊時(shí)第一次LED燈不會(huì)亮，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)我把二極管接反了，把二極管調(diào)過來后發(fā)現(xiàn)燈停在等D6處不走，但是把CPU模塊和二極管流水燈顯示模塊單獨(dú)拉出運(yùn)行時(shí)卻是正常的，經(jīng)過分析得到結(jié)論是可能是在一個(gè)板子上繪制的模塊過多，各個(gè)模塊之間有一定的干擾，只要CPU模塊中的連接二極管燈的部分正常就可以；在運(yùn)行串口通信模塊時(shí)，發(fā)現(xiàn)在串口調(diào)試助手

21、里輸入數(shù)據(jù)后，Virtual Terminal里不能顯示，檢查后發(fā)現(xiàn)Virtual Terminal里的波特率（Baud Rate）和串口調(diào)試助手里的不一樣，兩者的波特率改成一致的2400就運(yùn)行正常了。</p><p>　　四、設(shè)計(jì)總結(jié)和心得體會(huì)</p><p>　　完成這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的知識(shí)。首先是在網(wǎng)上查找資料，再用Proteus軟件進(jìn)行電路圖繪制、對電路圖

22、進(jìn)行仿真，對出現(xiàn)的問題自己想辦法解決，每一步，都在用心的去做，最后得到想要的結(jié)果。雖然單片機(jī)我們還沒學(xué)，對單片機(jī)的原理還不是很了解，但是根據(jù)我們已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)和查找的資料提前了解和熟悉單片機(jī)還是沒有問題的。通過這次單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)還增強(qiáng)了我們查閱資料的方法和技巧，更是大大提高了我們的自學(xué)能力，自學(xué)了一種新的電路設(shè)計(jì)軟件——Proteus，“授之以魚，不如授之以漁”，這位我們以后學(xué)習(xí)新的知識(shí)提供了有效的方法，這也是我們最值得高興的收獲。&

23、lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《電路》，丘關(guān)源，高等教育出版社，2004年</p><p>　　《通用電子元器件的選用與檢測》，王昊、李昕、鄭鳳翼，電子工業(yè)出版社，2006年</p><p>　　《基于Proteus的單片機(jī)可視化軟硬件仿真》，林志琦、郎建軍、李會(huì)杰、佟大鵬，北京航空航