電子線路cad課程設計報告

1、<p>　　電子線路CAD課程設計報告</p><p>　　院 系： 信息工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　2011年 6 月 20 日</p><p><b>　　一、課程設計目的</b&

2、gt;</p><p>　　課程設計以電子線路CAD軟件設計原理為基礎，重點在硬件設計領域中實用的電子線路設計軟件的應用。使學生掌握電子線路設計中使用CAD的方法。為后繼課程和設計打下基礎。通過電路設計，掌握硬件設計中原理圖設計、功能仿真、器件布局、在線仿真等硬件設計的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　二、課程設計題目描述和要求</p><p><b>　　

3、2.1 題目描述：</b></p><p>　　2.1.1振蕩電路設計仿真</p><p>　　查找一些有關振蕩電路的資料，對振蕩電路進一步熟悉；然后在Proteus軟件上畫出其電路圖；最后是對其進行功能仿真。</p><p>　　2.1.2 8051開發(fā)板</p><p>　　查找8051開發(fā)板的資料，大致了解一下有關內(nèi)容；然后

4、用Proteus軟件繪制電路圖，學會在一個板子上劃分多個模塊；最后對設計的電路進行仿真，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。</p><p><b>　　2.2 要求：</b></p><p><b>　　設計相關電路；</b></p><p>　　熟悉Proteus軟

5、件，進行電路圖的繪制；</p><p><b>　　電路仿真；</b></p><p><b>　　檢驗并調(diào)試；</b></p><p><b>　　寫出實驗報告；</b></p><p>　　三、課程設計報告內(nèi)容</p><p><b>　　

6、3.1 設計原理</b></p><p>　　3.1.1 振蕩電路設計原理</p><p>　　該振蕩電路使用555定時器組成多諧振蕩器，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電子器件交替導通與截止，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)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)

7、。在工作時，電路的狀態(tài)在這兩個暫穩(wěn)態(tài)之間自動地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。</p><p>　　3.1.2 8051開發(fā)板設計原理</p><p>　　8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(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)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲器(RAM) ：8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，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，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。</p><p>　　程序存儲器(ROM)：8051共有4096個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/計數(shù)器(ROM)：8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉向。</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)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(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，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，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>　　時鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。</p><p>　　3.2 Proteus電路原理圖設計</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 軟件仿真和結果分析</p><p><b>　　3.3.1振蕩電路</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p>　　結果分析：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.得出分析結果和理論計算符合。</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>　　結果分析：把liushuideng.hex加載到CPU中，然后運行，燈會一個接一個的亮，

14、表明運行結果正常。</p><p>　　3.3.2.2蜂鳴器模塊</p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p>　　結果分析：把PlayMusic.hex加載到CPU中，然后運行，關閉開關，sounder會播放音樂。</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；把開關搬到51發(fā)送數(shù)據(jù)端，按下BUTTON開關，串口調(diào)試助手接收到“happy everyday”，同時在Virtual Terminal上顯示。當把

17、SW2接到Virtual Terminal的TXD端時，開關搬到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 秒鐘的設計</p><p>　　由于在同一塊板子上加這個模塊的話會與其他模塊沖突，使與其有相同端口的模塊不能運行，因此把這個模塊單獨拿了出來。</p><p><b>　

18、　電路圖：</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p>　　結果分析：把minute.hex加載到CPU中，按下play鍵，再按一次button開關表示著啟動秒表，觀察現(xiàn)象，當?shù)?9時回到00.button鍵有三個功能：啟動、暫停、復位。檢驗該電路工作正常。</p><p>　　3.4 設計和模擬過程中出現(xiàn)

19、的問題及解決辦法</p><p>　　在設計過程中，一開始是對這個Proteus軟件不熟悉，查找元件有點困難，這個問題需要對軟件很熟悉后才能解決，因此對練習就好了；畫總線時也出現(xiàn)了一些問題，在點buses mode后畫線時還按著鼠標左鍵，這樣就沒有辦法畫，解決辦法是點一下起始點，松開鼠標再點終點就好了；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，首先把對應功能的hex文件加載到CPU中，然后運行。在運行二極管流水燈顯示模塊時第一次LED燈不會亮，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拉出運行時卻是正常的，經(jīng)過分析得到結論是可能是在一個板子上繪制的模塊過多，各個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；在運行串口通信模塊時，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就運行正常了。</p><p>　　四、設計總結和心得體會</p><p>　　完成這次單片機課程設計，我學到了很多書本上學不到的知識。首先是在網(wǎng)上查找資料，再用Proteus軟件進行電路圖繪制、對電路圖

22、進行仿真，對出現(xiàn)的問題自己想辦法解決，每一步，都在用心的去做，最后得到想要的結果。雖然單片機我們還沒學，對單片機的原理還不是很了解，但是根據(jù)我們已經(jīng)學過的知識和查找的資料提前了解和熟悉單片機還是沒有問題的。通過這次單片機的課程設計還增強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能力，自學了一種新的電路設計軟件——Proteus，“授之以魚，不如授之以漁”，這位我們以后學習新的知識提供了有效的方法，這也是我們最值得高興的收獲。&

23、lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《電路》，丘關源，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的單片機可視化軟硬件仿真》，林志琦、郎建軍、李會杰、佟大鵬，北京航空航