標(biāo)題: 單片機PCB設(shè)計實驗 ATDESIGNER電氣工程及其自動化 [打印本頁]
作者: QIAO17 時間: 2020-5-29 23:45
標(biāo)題: 單片機PCB設(shè)計實驗 ATDESIGNER電氣工程及其自動化
一、繪制原理圖STC12C5A32S2實驗開發(fā)板，包括單片機最小系統(tǒng)、USB轉(zhuǎn)TTL模塊、I/O輸入/輸出部分、Zigbee模塊等。單片機最小系統(tǒng)包括單片機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、電機驅(qū)動模塊、LCD液晶屏模塊和時鐘模塊。USB轉(zhuǎn)TTL模塊提供兩種功能：一是給單片機最小系統(tǒng)的各個模塊供電，二是為單片機提供程序燒寫功能。單片機結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。
圖1-1 單片機結(jié)構(gòu)框圖
1.1 單個模塊電路圖（共13個）
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
圖1-4 電機驅(qū)動模塊原理圖
圖1-5 LCD 液晶顯示模塊模塊原理圖
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
圖1-8 數(shù)碼管顯示模塊原理圖
圖1-9 時鐘模塊原理圖
圖1-10 Zigbee 模塊原理圖
圖1-11 單片機模塊原理圖
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、請簡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別的電平轉(zhuǎn)換為通信電平。單片機和電腦實現(xiàn)串行通信的，就是單片機和電腦連接的。早期的電腦上都有COM 口，即RS232 串口，與單片機的串行通信就非常方便。USB轉(zhuǎn)TTL模塊提供兩種功能：一是給單片機最小系統(tǒng)的各個模塊供電，二是為單片機提供程序燒寫功能。
二、繪制PCB圖思考題：（1）請簡要闡述一下生成PCB圖的步驟
答(1) 首先啟動AltiumDesigner軟件；
(2) 在file中Project點擊PCBProject中新建項目文件，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，檢查有無錯誤；
(6) 建立PCB板；
(7) PCB板建立好后在Project面板的PCB Project右擊并點擊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)可利用自動布局功能對PCB板進(jìn)行自動布局， 之后不滿意的地方還可以手動調(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，要求單點接地， 將圖層轉(zhuǎn)換到底板層， 執(zhí)行菜單命 PlaceInteractive Routing, 對接地網(wǎng)絡(luò)重新布線， 系統(tǒng)自動刪除原來的布線。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)整不會一步到位， 會有反復(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)的對話框中單擊Route All就可以自動布線了；
(10)完畢， 可選擇生成元件詳情的報告。
圖2-1 PCB電路圖
三、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)計的知識。這些對于我來說是全新的東西，以前使用電路板時覺得這很方便， 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)識到了電路這門課的趣味性，總結(jié)我學(xué)習(xí)的幾個心得：
首先畫原理圖：它是設(shè)計的前期準(zhǔn)備工作，如果為了省事直接去畫PCB板，這
樣將得不償失，對簡單的板子，如果熟練流程，不妨可以跳過。但是對于初學(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，另一方面對復(fù)雜的電路也只有這樣才能避免出錯。
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)該很簡單， 但是這里往往會出問題，一定要細(xì)心地按提示的錯誤逐個解決，不然后面要費更大的力氣。
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，每人都會有自己的體會，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，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， 通過對軟件的使用，以及實際電路板的設(shè)計，對電路板有了更深的認(rèn)識， 知道了電路板的相關(guān)知識和實際工作原理。同時也感受到了電路板的強大能力，怪不得現(xiàn)在的電路都是采用集成的電路板電路，因為它實在是有太多的好處，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)然這只是我個人的觀點， 所謂仁者見仁智者見智， 通過這個感想也是我對兩周學(xué)習(xí)的一個回顧與總結(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)的手繪快捷和簡便很多，同時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， 深深的體會到了使用其進(jìn)行電子設(shè)計的便捷性。 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， 其實每個軟件入門之后都有很多進(jìn)階的知識需要學(xué)習(xí)，相信這也會在我們以后的學(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，更重的社會責(zé)任和更為接近的分離暫別。回顧大四的日子，確實有很多值得回味和總結(jié)的地方。
在學(xué)習(xí)上，因為我決定要考研，所以大四第一個學(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，宿舍四個人都為考研努力著，我們互相鼓勵、互相幫助、互相競爭，宿舍的學(xué)習(xí)氛圍也非常好。對于專業(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。苦是表面的，在我看來，那是對自身極限的挑戰(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，但我絕不會退縮，考研路上那種堅持到底的心態(tài)，在我求職時依然能給我很大動力。雖然即將步入社會，但我仍會不斷學(xué)習(xí)，爭取在自己的崗位上做到更好。 作為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)濟日新月異，科技翻天覆地，所以更多、更快、更廣的吸收新知識即成了放在我們面前必須解決的一個問題，我通過這一年的專業(yè)課學(xué)習(xí)，對于專業(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，因為已經(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，在課余時間，懂得了充分利用學(xué)校的圖書館資源，抓緊時間閱讀各方面的書本知識，以求提高自己的知識面，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)就是要把知識學(xué)為己用.汲取了前兩年的經(jīng)驗和教訓(xùn)，我努力協(xié)調(diào)各方面時間，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，堅持每個星期看專業(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)識了一些學(xué)長學(xué)姐，可以向他們請教學(xué)習(xí)工作生活上的問題。大學(xué)就是一個小型的社會，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，在大四我會依然珍惜這些良師益友。宿舍是一個大集體，幾個人生活在同一個空間里面，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，會積極參加一些學(xué)校學(xué)生組織的活動。
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