电子线路CAD课程设计报告

目 录

第一章 绪论 ………………………………………………………………………2 1.1设计目的及要求 ………………………………………………………… 2 1.2 设计流程 ………………………………………………………………... 2 第二章 原理分析 …………………………………………………………………3 2.1 最小系统的结构 ……………………………………………………….3 2.2 各电路的原理分析 …………………………………………………….3 第三章 原理图绘制 ……………………………………………………………8 3.1 原理图设计的一般步骤 ………………………………………………8 3.2 元件库的设计 …………………………………………………………..8 第四章 PCB图的绘制 ……………………………………………………………12 4.1 创建该项目下的PCB文件 ……………………………………….…..12 4.2 绘制PCB ………………………………………………………………12 总 结 ……………………………………………………………………………15 参考文献 …………………………………………………………………………16 附 录………………………………………………………………………………17

第一章 绪论

1.1 设计目的及要求

电子线路CAD是以电为主的机电一体化工科专业的专业基础课，作为通信工程专业，要通过学习一种典型电子线路CAD软件altium designer，掌握计算机绘制包括电路（原理）图、印刷电路板图在内的电气图制图技能和相应的计算机仿真技能。通过本次设计，达到了解DXP软件的运用，认识51单片机的最小系统的构成以及学会改正制图过程中遇到的问题。

根据课程设计的题目，独立设计、绘制和仿真电路，实现51单片机的最最小系统。要求如下：

（1）设计出原理图自己绘制51单片机最小系统的电路图，分析电路图中各小电路的工作原理；

（2）用DXP软件画出原理图；

（3）用DXP软件仿真出PCB板，熟悉电路板的加工工艺；

1.2 设计流程

本次设计主要是熟练运用DXP作出最小单片机系统的电路图，以下通过介绍

最小系统的各部分电路的电路图及原理，通过在DXP上绘制原理图，检查并修改错误，最后生成完整PCB板。

第二章 原理分析

2.1 最小系统的结构

单片机单片微控制器，是在一块芯片中集成了CPU（中央处理器）、RAM（数

据存储器）、ROM（程序存储器）、定时器/计数器和多种功能的I/O(输入和输出)接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。

单片机最小系统电路主要集合了串口电路、USB接口电路、蜂鸣器与继电器电路、AD&DA转换电路、数码管电路、复位电路、晶振电路和4*4矩阵键盘等电路。如下介绍几种简单的电路设计。

下图是本次设计的的几个有关电路图总体框图：

4*4矩阵键盘 (SW_BP16) 2. 蜂鸣器 (Bell) 串口电路 (MAX232) 51 单 片 时钟晶振电路 显示电路 (8SEG) 机 图2-1 总体设计框图

AD&DA转换 复位电路 2.2 各电路的原理分析

2.2.1晶振电路+按键复位电路设计

图2-2

2.2.2串口电路设计

51系列单片机片内有一个串行I／O端口，通过引脚RXD(P3．0)和TXD(P3．1)可与外设电路进行全双工的串行异步通信。8051单片机的串行端口有4种基本工作方式，通过编程设置，可以使其工作在任一方式，以满足不同应用场合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以扩展单片机的I／O电路；方式1多用于双机之间或与外设电路的通信；方式2，3除有方式l的功能外，还可用作多机通信，以构成分布式多微机系统。串行端口有两个控制寄存器，用来设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送的波特率(每秒传送的位数)以及作为中断标志等。在一定条件下，向阳UF写入数据就启动了发送过程；读SBUf就启动了接收过程。串行通信的波特率可以程控设定。在不同工作方式中，由时钟振荡频率的分频值或由定时器Tl的定时溢出时间确定，使用十分方便灵活。

串口电路设计主要是采用RS232与上位机PC相连，驱动串口电路则使用MAX232芯片进行设计，电路设计如图2-3所示。

图2-3串口电路设计

2.2.3.蜂鸣器设计

蜂鸣器一般作为报警功能使用，结构比较简单，使用起来很方便。 蜂鸣器设计电路如图2-2-2所示。

图2-4 Bell设计电路

2.2.4.AD&DA转换器设计

AD转换器也就是模数(Analog to Digital)转换器，即将模拟量(如电压、电流等)转换成数字量显示。设计采用了TI公司的AD芯片TLC549 ，这是一种低价位、高性能的8位 AD转换器，是以8位开关电容逐次逼近的方法实现 A/D转换。DA转换器就是数模(Digital to Analog)转换器，即将数字信号转换成模拟信号。