单片机最小系统拓展板(89c52单片机)

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布局连线及元件的设置
如下图所示一幅图为例,将其画图过程叙述。首先点击 ,在显示栏里选择Toolbars中的常用工具栏,如图2.13。
图2.13工具框
其中 为电源, 为接地, 是放置导线,点击后再点击左键确定放置点和拐点,点击右键退出导线放置, 为电气连接点,其他图标将在以后用到时介绍。如图2.14所示为例说明元件的布局连线和设置方法:
在 后输入自己所需要的字母,将其移到图中正确的位置,经过以上的程序。就可以完成基本的电路原理图了。
练习作业
练习1
练习5
练习7
练习10
练习12
练习15
练习18
练习19
练习20
练习21
3
3.1
四位LED数码管显示功能:
这种4位一体的在内部已经将相同的笔画连在一起了,所以留给使用者的接口就是8段LED(包括小数点)四个位。需要使用万用表测试管脚。
以上就是单片机拓展板所需要实现的主要功能分析。
3.2
晶振电路
复位电路
起振检测电路
电源指示电路
程序下载口电路
四位数码管显示电路
蜂鸣器电路
流水灯电路
3.3
3.3.1
单片机晶振电路
功能简介:就是为单片机提供“能量”,单片机每条指令的运行都是严格按照机器周期来执行的,机器周期就是由晶振电路提供的。
3.3.2
图2.10工具框
通过这些元件选择库,我们就可以完成所画的图。
选取放置元件
1.编辑原理图的第一步就是从元件电气图形库中找出所需元件的电气图形符号,并把它们逐一放到原理图编辑区内。
(1)选择待放置元件所在的电气图形库作为当前使用的元件库。
(2)在元件电气图形库列表窗口内,找出并单击BJT.lib文件,使它成为当前元件电气图形库。
方法一是将鼠标移到需要删除的元件上,单击鼠标左键,选定需要删除的目标元件,然后再按Del键。
方法二是执行“Edit”(编辑)菜单下的“Delete”命令,然后将光标移到待删除的元件上,单击鼠标左键即可迅速删除光标下的元件,然后单击鼠标右键退出删除状态。
如图2.12所示:
图2.12元件的删除
点击ctrl+delete,就可以将元件删除。
流水灯循环功能:
若干个灯泡依次点亮就叫流水灯,它用在夜间建筑物装饰方面。例如在建筑物的棱角上装上流水灯,可起到变换闪烁美不胜收的效果。
蜂鸣器功能:
蜂鸣器是一种把警示电信号转换成人耳能够感知的电声转换装置。根据蜂鸣器的不同种类,其工作电源也不同,有的接直流,如汽车上用的电喇叭;有的接交流,有的需要接在特定的电子电路中。
3
1
晶振
12MHZ
1
1
三极管
8550(PNP)
1
0.5
电容
30p
5
0.2
电容
25p
2
0.2
电容
22μ(电解)
1
0.2
电阻
330Ω
8
0.2
电阻
470Ω
1
0.2
电阻
200Ω
1
0.2
电阻
1k
1
0.2
电阻
10k
2
0.2
LED

18
0.3
铜柱
铜柱
4
总数/总价
器材:
数字万用表
电烙铁
手钳
焊吸枪
锡丝
烙铁架
小刀
助焊剂
5.智能覆铜功能,覆铀可以自动重铺;
6.放置汉字功能;
7.可以输入和输出DXF、DWG格式文件,实现和AutoCAD等软件的数据交换;
8.方便的打印预览功能,不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果;
9.独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果;
10.可编程逻辑器件设计模块Protel Advanced PLD 99,包括具有语法处理的文本编辑器、编译和仿真设计结果的PLD及用来观察仿真波形的Wave;
图2.11元件载入
旋转元件
点击元件,然后点击空格键可以改变元件的方位。
删除元件及调整元件
1.如果感到图中元件的位置、方向不合理,可通过如下方式调整:
将鼠标移到目标元件上,按下鼠标左键不放,然后直接移动鼠标(或通过空格、X、Y键也能迅速移动或调整元件的方向),当元件调整到位后,松开左键即可。
2.当需要删除图中的某一个或某几个元件时,可通过如下方式实现:
单击Sim.ddb将其双击加入,然后点击OK键可以进行画图。
在Browse中元件管理库中可以根据与自己需要选择在Sinalation Symblos.lib库中可以选择电阻,电容,电源等元件,可以在OPAmp.Lib库中选择运算放大器,可以在BJT.Lib库中选择任意型号的三极管。
在图2.10工具栏中可以选择其它元件
Protel99SE的功能特性
现介绍一些Protel99SE的部分功能:
1.可生成30多种格式的电气连接网络表;
2.在原理图中选择一级器件,PCB中同样的器件也将被选中;
3.同时运行原理图和PCB,在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络;
4.既可以进行正向注释元器件标号(由原理图到PCB),也可以进行反向注释(由PCB到原理图),以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性;
工具栏中的 将所需要的字母标在图中,先点击 移至图中,后按键盘上的Tab键,会出现图2.15所示对话框。
通过工具栏中的 将所需要的字母标在图中,先点击 移至图中,然后双击鼠标左键,也会弹出如图2.16所示的对话框。其中“Global”键可以对设计的图中所有标注进行设置。
图2.16“Net Label”对话框
5.利用单片机的第18、19脚可以设计成晶振电路。
6.利用单片机的第10、11脚设计成程序下载端口。
设计要求流程框图:
2.Protel99se
Protel99SE概况
Protel 99 SE是ProtelTechnology公司1999年推出的,基于Windows 9X/20000/NT操作系统下的32位EDA设计软件,他集强大的设计能力、复杂工艺的可生产性、设计过程管理于一体,可完整实现电子产品从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程。既满足了产品的高可靠性,有极大缩短了设计周期,降低了设计成本。Protel 99 SE是当今最流行的电子电路计算机辅助设计(电子CAD)软件之一。它需要一定的软件环境和硬件环境。
接下来我们要设置元件,例如设置元件的大小,名称。
如图我们要设置图中的电阻我们可以双击 出现图2.15所示对话框:
图2.15元件设置对话框
在 中改变电阻的标称,如:R1、R2……,如改为R2,
上述方法可以随自己需要改变所需电阻的序号,也可以随自己需要改变其大小,三极管的设置与此类似。通过其方法将其它元件一一设置。
单片机最小系统拓展板中的流水灯电路
4
4.1
名称
型号/单位
数量
单价/元
单片机
STC89C52
1
8
数码管
HS-5461BS2
1
5
蜂鸣器
蜂鸣器
1
1
芯片
MAX232
1
4
芯片
SN74HC04N
1
4
九针串口
九针串口(母)
1
2.5
USB接口
USB接口(母)
1
1
六脚开关
六脚开关
1
1
四脚按键
四脚按键
1
0.5
排阻
A331G
(3)在元件列表内找出并单击放置所需的元件。
2.在放置元件操作过程中,一般优先安排原理图中核心元件的位置。在如图所示的电路中,核心元件是NPN三极管。因此,通过滚动元件列表窗内的上下滚动按钮,在元件列表窗口内找到并单击“2N2222A”元件。
3.按同样方法,将电容、电阻等元件的电气图形符号粘贴、固定在编辑区内。如图2.11所示:
图2.3文件的命名
为保存路径,打开默认的保存地址是桌面,如果想改变保存地址可以点击“Browes”,可以选择自己需要的保存地址,最后点击OK键,出现图2.4所示:
图2.4“Design Explorer”窗口
点击 ,然后再点击File中的New,出现如图2.5所示:
图2.5“New Document”窗口
出现上图选择 ,出现如图2.6所示:
图2.6电路图设计窗口
在文件夹 重新命名为自己的名字如:,
打开文件夹:,将出现如图2.7所示窗口:
图2.7 Design Explorer界面
可以用,对图按照自己的需求进行放大或缩小,如图
选择元件库
在设计管理器中选择Browse Sch页面,在该页面的Browse中的下拉菜单中选Libraries,单击Add/Remove,出现图2.9所示对话框:
元件的装配
按照PCB图往电路板中放置元件
6.2
6.3
工艺技术原理
BGA焊接采用的回流焊的原理。这里介绍一下锡球在焊接过程中的回流机理。当锡球至于一个加热的环境中,锡球回流分为三个阶段: 预热: 首先,用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发,温度上升必需慢(大约每秒5° C),以限制沸腾和飞溅,防止形成小锡珠,还有,一些元件对内部应力比较敏感,如果元件外部温度上升太快,会造成断裂。 助焊剂(膏)活跃,化学清洗行动开始,水溶性助焊剂(膏)和免洗型助焊剂(膏)都会发生同样的清洗行动,只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。 当温度继续上升,焊锡颗粒首先单独熔化,并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。这样在所有可能的表面上覆盖,并开始形成锡焊点。 回流: 这个阶段最为重要,当单个的焊锡颗粒全部熔化后,结合一起形成液态锡,这时表面张力作用开始形成焊脚表面,如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil(1 mil =千分之一英寸),则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开,即造成锡点开路。 冷却: 冷却阶段,如果冷却快,锡点强度会稍微大一点,但不可以太快否则会引起元件内部的温度应力。
1
1.1设计目的
用单片机STC89C52做一些具有简单的功能的模块,实现单片机控制蜂鸣器,单片机控制流水灯,单片机控制数码管显示屏,使其能在一块电路板中就得以实现不同的功能,体现单片机的功能多样便捷,使得自身对电路、单片机、和编程的运用更趋于实际与熟练。
1>使单片机具有最简单最小的不同功能。
2>使单片机具有蜂鸣器报警功能。
单片机按键复位电路
功能简介:为确保微机系统中电路稳定可靠工作,复位电路是必不可少的一部分,复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%,即4.75~5.25V。由于微机电路是时序数字电路,它需要稳定的时钟信号,因此在电源上电时,只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时,复位信号才被撤除,微机电路开始正常工作。
3.3.3
起振检测电路:
通电后可以经过LED灯的亮与灭判断单片机是否起振工作。
3.3.4
电源指示电路
通电后根据LED灯判断电源的接通与否。
3.3.5
程序下载口电路图
通过这个端口为单片机烧写程序。
3.3.6
单片机最小系统拓展板中的四位数码管显示电路
3.3.7
单片机最小系统拓展板中的蜂鸣器电路
3.3.8
11.电路仿真模块Advanced SIM 99,包括数/模混合信号电路仿真器、可提供连续的模拟信号和离散的数字信号仿真。
数据库文件的建立
打开Protel软件,图标如( ),出现如图2.1
图2.1 Protel主窗口
点击File中的New出现图2.2所示:
图2.2新建文件
在 后可以改变新建的文件名,例如:要以人名命名可以更改为姓名.ddb.如图2.3所示:
图2.14原理图例
(1)单击导线工具 。
(2)将鼠标指向欲连接端点,使其出现小圆点,按住鼠标左键拖拽出一根导线并指向欲连接另一个端点,使其出现小圆点,放开鼠标键,则完成连线。
(3)通过这种方法,将需要的元件一个一个用线连接起来,图中需要有节点的地方只需要用鼠标在需要节点的地方双击就可以形成节点了,节点的符号是 最后可以形成图2.14。
随着集成电路向超大规模和高密度方向发展,EDA软件已经成为人们进行电子设计不可缺少的工具。随着计算机技术的进步,EDA技术也很好的适应并促进者电子技术的发展,Protel以其卓越的功能和旺盛的生命力紧跟计算机操作系统和EDA技术的发展步伐,其发展技术软件环境主要是指对操作系统的要求。Protel 99 SE要求运行在Windows 95/98/2000、Windows NT 4.0或者更高版本操作系统。
3>使单片机具有四位数码管显示功能。
4>使单片机具有流水灯循环功能。
1.2
1.四位LED数码管显示功能,我们可以利用单片机的P0口接数码管来实现个功能。
2.发光二极管显示可以利用IO口接发光二极管实现这个功能。
3.各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。
4.利用单片机的第9脚可以设计成复位系统,我们采用按键复位。
5.2
制作物理边框
元件和网络的引入
元件的布局
放置顺序
注意散热
布线(依据各种因素不同情况做出适当的调整)
调整完善(因为是电脑自动布线最后需要人工调整)
检查核对网络
使用仿真功能
5.3
PCB图
6
6.1
检查元件
用万用wenku.baidu.com进行初步测量,检查元件是否有故障。
元件的初步处理
看看元件的接脚是否氧化,若有氧化进行刀刮或者挂锡处理。
剪刀
电钻
4.2
内部结构图
单片机内部结构图,通过以上图可以知道单片机的构成。
单片机引脚图:
通过图片可以知道单片机的引脚都有哪些。通过课本可以知道每个引脚的用途。
5
5.1
原理图设计是前期准备工作,要养成良好的习惯(先画原理图再做PCB图),另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。
在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性。
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