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單片機(jī)PCB設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ATDESIGNER電氣工程及其自動(dòng)化

[復(fù)制鏈接]
ID:461442 發(fā)表于 2020-5-29 23:45 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
、繪制原理圖
STC12C5A32S2實(shí)驗(yàn)開發(fā)板,包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、USB轉(zhuǎn)TTL模塊、I/O輸入/輸出部分、Zigbee模塊等。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)處理器及其外部電路。I/O輸入/輸出部分包括流水燈模塊、按鍵模塊、蜂鳴器模塊、四位數(shù)碼管模塊、溫度傳感模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、LCD液晶屏模塊和時(shí)鐘模塊。USB轉(zhuǎn)TTL模塊提供兩種功能:一是給單片機(jī)最小系統(tǒng)的各個(gè)模塊供電,二是為單片機(jī)提供程序燒寫功能。單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。
圖1-1 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖
1.1 單個(gè)模塊電路圖(共13個(gè))
1、鍵盤輸入模塊及流水燈模塊
鍵盤輸入模塊原理圖如圖1-2所示。
圖1-2 鍵盤輸入模塊原理圖
流水燈模塊原理圖如圖1-3所示。
圖1-3 流水燈模塊原理圖
  • 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
圖1-4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖
  • 液晶顯示模塊
圖1-5 LCD 液晶顯示模塊模塊原理圖
  • 溫度傳感模塊
圖1-6溫度傳感模塊原理圖

5、蜂鳴器模塊
圖1-7 蜂鳴器模塊原理圖
  • 數(shù)碼管顯示模塊
圖1-8 數(shù)碼管顯示模塊原理圖
  • 時(shí)鐘模塊
圖1-9 時(shí)鐘模塊原理圖
  • ZigBee無線傳輸模塊
圖1-10 Zigbee 模塊原理圖
  • 單片機(jī)最小系統(tǒng)
圖1-11 單片機(jī)模塊原理圖
1.2 整體模塊電路圖
圖1-12 整體模塊電路圖
1.3 思考題
1、請(qǐng)簡(jiǎn)要闡述一下如何使用AD構(gòu)建元器件的庫
答:首先我們打開Altium Designer 軟件然后點(diǎn)擊選擇FILE-NEW-Library-Schematic Library新建集成元器件庫即可完成新的原理圖庫的創(chuàng)建與工程中一樣,增加schlib、pcblib。
圖1-13流程圖
2、USB轉(zhuǎn)TTL模塊的功能。
答:USB到TTL模塊的功能是將雙方識(shí)別的電平轉(zhuǎn)換為通信電平。單片機(jī)和電腦實(shí)現(xiàn)串行通信的,就是單片機(jī)和電腦連接的。早期的電腦上都有COM 口,即RS232 串口,與單片機(jī)的串行通信就非常方便。USB轉(zhuǎn)TTL模塊提供兩種功能:一是給單片機(jī)最小系統(tǒng)的各個(gè)模塊供電,二是為單片機(jī)提供程序燒寫功能。

二、繪制PCB
思考題:(1)請(qǐng)簡(jiǎn)要闡述一下生成PCB圖的步驟
答(1)              首先啟動(dòng)AltiumDesigner軟件;
(2)              在file中Project點(diǎn)擊PCBProject中新建項(xiàng)目文件,并將其設(shè)置合適的保存位置;
(3)在Project面板的PCB-Project右擊并選擇Schematic,建立原理圖;
(4)              然后就可以按照原理圖繪制原理圖了;
(5)              原理圖畫好后,檢查有無錯(cuò)誤;
(6)              建立PCB板;
(7) PCB板建立好后在Project面板的PCB Project右擊并點(diǎn)擊PCB, 默認(rèn)文件名為PCB 1. PcbDOC, 然后保存將PCB文件名改為與原理圖一樣的名稱(*·PcbDOC):
(8)可利用自動(dòng)布局功能對(duì)PCB板進(jìn)行自動(dòng)布局, 之后不滿意的地方還可以手動(dòng)調(diào)整元件的位置;
a. 地線調(diào)整: 為避免電磁干擾,集成電路及其周圍輔助元件,要求單點(diǎn)接地, 將圖層轉(zhuǎn)換到底板層, 執(zhí)行菜單命 PlaceInteractive Routing, 對(duì)接地網(wǎng)絡(luò)重新布線, 系統(tǒng)自動(dòng)刪除原來的布線。b. 電源回路調(diào)整: 電源回路調(diào)整包括輸入和輸出兩部分。 電源回路的布線一方面要加寬, 另一方面要注意電流的流向應(yīng)利千濾波。
c. 其它回路的調(diào)整: 布線要短, 要流暢, 一般布線的調(diào)整不會(huì)一步到位, 會(huì)有反復(fù), 直至滿意為止。 多邊形敷銅蛟終電路板如圖所示。
(9)選擇Auto Route>All在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊Route All就可以自動(dòng)布線了;
(10)完畢, 可選擇生成元件詳情的報(bào)告。
圖2-1 PCB電路圖

、總結(jié)與期望
經(jīng)過這一周的學(xué)習(xí),我初步了解了一些關(guān)于 PCB 設(shè)計(jì)的知識(shí)。這些對(duì)于我來說是全新的東西,以前使用電路板時(shí)覺得這很方便, 現(xiàn)在才了解了它的來源, 這兩周的學(xué)習(xí)讓我充分 認(rèn)識(shí)到了電路這門課的趣味性,總結(jié)我學(xué)習(xí)的幾個(gè)心得:
首先畫原理圖:它是設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作,如果為了省事直接去畫PCB板,這
樣將得不償失,對(duì)簡(jiǎn)單的板子,如果熟練流程,不妨可以跳過。但是對(duì)于初學(xué)者一定要按流程來,這樣一方面可以養(yǎng)成良好的習(xí)慣,另一方面對(duì)復(fù)雜的電路也只有這樣才能避免出錯(cuò)。
元件和網(wǎng)絡(luò)的引入: 把元件和網(wǎng)絡(luò)引人畫好的邊框中應(yīng)該很簡(jiǎn)單, 但是這里往往會(huì)出問題,一定要細(xì)心地按提示的錯(cuò)誤逐個(gè)解決,不然后面要費(fèi)更大的力氣。
元件的布局:布局要節(jié)省空間,同事也要注意美觀,再者元件的布局與走線對(duì)產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、電磁兼容都有很大的影響,是應(yīng)該特別注意的地方。
布線: 走線的學(xué)問是非常高深的,每人都會(huì)有自己的體會(huì),但還是有些通行的原則的高 頻數(shù)字電路走線細(xì)一些、短一些好,兩面板布線時(shí),兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線, 避免相互平行,以減小寄生耦合;作為電路的輸人及輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行,以免發(fā)生回授, 在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。 走線盡量走在焊接面,特別是通孔工藝的PCB,盡量少用過孔、跳線。 經(jīng)過五天的 PCB 電路板訓(xùn)練, 通過對(duì)軟件的使用,以及實(shí)際電路板的設(shè)計(jì),對(duì)電路板有了更深的認(rèn)識(shí), 知道了電路板的相關(guān)知識(shí)和實(shí)際工作原理。同時(shí)也感受到了電路板的強(qiáng)大能力,怪不得現(xiàn)在的電路都是采用集成的電路板電路,因?yàn)樗鼘?shí)在是有太多的好處,節(jié)約空間,方便接線,能大大縮小電路的體積。 方便人類小型電器的發(fā)明。
當(dāng)然這只是我個(gè)人的觀點(diǎn), 所謂仁者見仁智者見智, 通過這個(gè)感想也是我對(duì)兩周學(xué)習(xí)的一個(gè)回顧與總結(jié)吧。Altium Designer 軟件的使用訓(xùn)練則是給了我們表達(dá)自己設(shè)計(jì)理念和想法的途徑。這種繪制方法比傳統(tǒng)的手繪快捷和簡(jiǎn)便很多,同時(shí)也具備了更好地移植性和規(guī)范性。通過本次學(xué)習(xí),我在遇到問題和解決問題的過程中漸漸熟悉Altium Designer 軟件的功能和基本的使用方法, 深深的體會(huì)到了使用其進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的便捷性。 在幫同學(xué)解決問題的過程中, 我的能力也得到了進(jìn)一步的提高, 其實(shí)每個(gè)軟件入門之后都有很多進(jìn)階的知識(shí)需要學(xué)習(xí),相信這也會(huì)在我們以后的學(xué)習(xí)中得到鍛煉。
  沒想到轉(zhuǎn)眼間我已經(jīng)是個(gè)快要畢業(yè)大四學(xué)子了,不知不覺中在校園里成為那一批最老資格的師兄師姐的一員。無可否認(rèn),作為大四學(xué)生,意味著更大的就業(yè)壓力,更重的社會(huì)責(zé)任和更為接近的分離暫別;仡櫞笏牡娜兆,確實(shí)有很多值得回味和總結(jié)的地方。
  在學(xué)習(xí)上,因?yàn)槲覜Q定要考研,所以大四第一個(gè)學(xué)期都是在自習(xí)室度過的,每天重復(fù)著同樣的生活,重新回味了高三備戰(zhàn)高考的感覺,宿舍四個(gè)人都為考研努力著,我們互相鼓勵(lì)、互相幫助、互相競(jìng)爭(zhēng),宿舍的學(xué)習(xí)氛圍也非常好。對(duì)于專業(yè)課,都是我在大學(xué)三年里從未接觸過的,但我依然很有興致的學(xué)習(xí)著,想想夏日炎炎,坐在教室里看書復(fù)習(xí),那是怎樣一番滋味,只有經(jīng)歷過的人才知道?嗍潜砻娴,在我看來,那是對(duì)自身極限的挑戰(zhàn),是戰(zhàn)勝自我的一種方式,是鍛煉心智的一條途徑。雖然結(jié)果并不理想,但我絕不會(huì)退縮,考研路上那種堅(jiān)持到底的心態(tài),在我求職時(shí)依然能給我很大動(dòng)力。雖然即將步入社會(huì),但我仍會(huì)不斷學(xué)習(xí),爭(zhēng)取在自己的崗位上做到更好! ∽鳛21世紀(jì)的接班人,新世紀(jì)在悄悄降臨之際也給我們帶來了新的要求,經(jīng)濟(jì)日新月異,科技翻天覆地,所以更多、更快、更廣的吸收新知識(shí)即成了放在我們面前必須解決的一個(gè)問題,我通過這一年的專業(yè)課學(xué)習(xí),對(duì)于專業(yè)方向、節(jié)奏、程度、難易度等等,也有所了解。在課程學(xué)習(xí)上,因?yàn)橐呀?jīng)進(jìn)入大四,主要都是專業(yè)課的學(xué)習(xí),課業(yè)并不太多,在課余時(shí)間,懂得了充分利用學(xué)校的圖書館資源,抓緊時(shí)間閱讀各方面的書本知識(shí),以求提高自己的知識(shí)面,拓寬自己思考問題的角度,從而多方面的考慮問題,避免片面看問題,養(yǎng)成不好的思考習(xí)慣。在學(xué)習(xí)上,我認(rèn)為還有一樣?xùn)|西是非常重要的,那就是學(xué)習(xí)態(tài)度!我以前對(duì)學(xué)習(xí)的態(tài)度不是很端正,常常都是“得過且過”,不過現(xiàn)在不同了,學(xué)習(xí)就是要把知識(shí)學(xué)為己用.汲取了前兩年的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),我努力協(xié)調(diào)各方面時(shí)間,上課認(rèn)真聽講,記好筆記,在閱讀課外書的數(shù)量上有了大大的增多,堅(jiān)持每個(gè)星期看專業(yè)書,成績也明顯有所進(jìn)步。  
學(xué)習(xí)固然重要,一個(gè)人能力的培養(yǎng)也不容忽視。在大學(xué)這幾年里,我結(jié)交了一些很好的朋友,學(xué)到了為人處事的方法,鍛煉了自己的能力。在日常生活中,我與舍友、同學(xué)和朋友保持了良好的關(guān)系,并且結(jié)識(shí)了一些學(xué)長學(xué)姐,可以向他們請(qǐng)教學(xué)習(xí)工作生活上的問題。大學(xué)就是一個(gè)小型的社會(huì),不僅要搞好自己的學(xué)習(xí)成績,更要培養(yǎng)自己的人際交往的能力,在大四我會(huì)依然珍惜這些良師益友。宿舍是一個(gè)大集體,幾個(gè)人生活在同一個(gè)空間里面,但是各自的生活習(xí)性都不相,這就需要大家互相理解和遷就,只有這樣才能和好相處,為我們的學(xué)習(xí)創(chuàng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)和休息環(huán)境并且和舍友們保持了良好的衛(wèi)生習(xí)慣,會(huì)積極參加一些學(xué)校學(xué)生組織的活動(dòng)。


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