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电子电路CAD（电子电路CAD）课程设计报告学院:电力学院专业:电子科学与技术学期：2021-2021第一学期学号:XXXXXXXXX姓名:XXX指导教师:XXXXXXXXX目录第一章设计概述(2)1.1使用软件简介(2)1.2设计目的及要求(2)第二章原理分析(3)2.1温度控制器的构造(3)2.2各电路的原理分析(3)第三章原理图绘制(6)3.1原理图设计的一般步骤(6)3.2元件库的设计(7)第四章PCB图的绘制(8)4.1创立该项目下的PCB文件(8)4.2绘制PCB.,94.3设计规则检查(9)第五章软件设计.(10)总结(15)附录图纸和清单第一章设计概述1.1使用软件简介a.使用汇编语言或C语言要使用编译器，以便把写好的程序编译为机器码，才能把HEX可执行文件写入单片机内。KEILuVISION是诸多单片机应用开发软件中最优秀的软件之一，它支持诸多不同公司的MCS51架构的芯片，甚至ARM，它集编辑，编译，仿真等于一体，它的界面和常用的微软VC+的界面类似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。因而很多开发51应用的工程师或普通的单片机喜好者，都对它特别喜欢。KEILuVision5是uVision4的升级版本，页面有了进一步的优化，使用起来愈加的人性化。b.DXP软件Altiumdesignersummer13是Altium公司推出的新版本的电路设计软件，是在Protel99SE的基础上，应用最先进的软件设计方法，它不仅能够进行电路原理图和PCB电路板的设计之外，还提供了FPGA设计、嵌入式软件设计、信号仿真分析、3D仿真等多种设计仿真平台，是所有设计工具集于一身的板级设计系统。1.2设计目的及要求a、设计要求1设计一个温度控制器电路；2根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；对设计电路进行模拟与测试。3撰写设计报告。b、技术指标温度测量范围099，精度误差为0.1；LED数码管直读显示；温度报警指示灯；第二章原理分析2.1温度控制器的构造运用protues软件进行仿真，keil软件与其调试2.2各电路的原理分析本设计采用上电按钮复位电路：首先经过上电复位，当按下按键时，RST直接与VCC相连，为高电平构成复位，同时电解电容被电路放电；按键松开时，VCC对电容充电，充电电流在电阻上，RST仍然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST为低电平，单片机芯片正常工作。其中电阻R2决定了电容充电的时间，R2越大则充电时间长，复位信号从VCC回落到0V的时间也长。本设计晶振电路采用12M的晶振。晶振的作用是给单片机正常工作提供稳定的时钟信号。单片机的晶振并不是只能用12M，只要不超过20M就行，在准许的范围内，晶振越大，单片机运行越快，还有用12M的就是好算时间，由于一个机器周期为1/12时钟周期，所以这样用12M的话，一个时钟周期为12us，那么定时器计一次数就是1us了，电容范围在20-40pF之间，这里连接的是20pF的电容。机器周期=10*晶振周期=12*系统时钟周期第三章原理图绘制3.1原理图设计的一般步骤1.创立一个工程文档：file,new,project,pcbproject创立工程文档很重要，为后面原理图的检错，产生网络表和PCB设计奠定基础，否则不能进行设计；2.创立一个原理图文件：file,new,schematic，并且保存全部文件；3.设置图纸的大小：右击图纸，options,documentoptions,standardstyles选择图纸大小；4.放置元件图符号：libraries,选择miscellaneousdevices原理图库，寻找原理图元件图符号，并且，注意元件的封装一般都带有封装，没有的话，能够按TAB键进行选择适宜的封装后再放置元件，这样每放一个元件，就有相应的封装了，能够先放置好一类符号元件，然后放另外一类的元件，直至逐一放完所有的元件，例如，放置完所有的电阻元件等等；在放置元件图符号时，对于已经装载的库中没有的，或找不到的元件，必须查找。查找元件图：点击原理图纸空白处，在弹出的下拉菜单中，选择findcomponent,在librariessearch中，输入要查找的元件名称，选中clearexistingquery,scope中，选择librariesonpath,path定位于安装2004的文件夹，按查找即可进行查找中；5.给元件规划流水号系统给元件自动编号，注意一般不手动编号，否则容易发生错误！：tools,annotatequiet假如没有规划好，能够复位后重来规划：tools,resetdesignators；6.元件布局与电气连接：手工拖放布局。布局的优劣以方便电气连接为佳电气连接有两种方式：用导线连接和NET连接。导线连接一定要从元件脚端点开场连线，连接不能重叠，否则会出来多余的点，放置导线与网络电气连接；7.检查错误：右击原理图的空白处，workspacepanels,designcompilers,compileerrors,在弹出的compileerrors卡上没有错误，讲明编译通过。保存全部文档；8.元件的选择，旋转，删除、排列和元件相关参数的修改等等在元件的布局或修改时，经常要用到；9.产生网络表：design,netlistfordocument,protel.项目文件夹中能够看到网络表文件，打开，能够看到元件的讲明与电路原理图的电连接网络情况；10.保存并且打印输出原理图纸。3.2元件库的设计1.创立一个工程文档：file,new,project,pcbproject创立工程文档很重要，为后面原理图的检错，产生网络表和PCB设计奠定基础，否则不能进行设计；2.创立一个原理图文件：file,new,schematic，并且保存全部文件；3.设置图纸的大小：右击图纸，options,documentoptions,standardstyles选择图纸大小；4.放置元件图符号：libraries,选择miscellaneousdevices原理图库，寻找原理图元件图符号，并且，注意元件的封装；在放置元件图符号时，对于已经装载的库中没有的，或找不到的元件，必须查找。5.给元件规划流水号：tools,annotatequiet；6.元件布局与电气连接：手工拖放布局。布局的优劣以方便电气连接为佳电气连接有两种方式：用导线连接和NET连接。导线连接一定要从元件脚端点开场连线，连接不能重叠，否则会出来多余的点，放置导线与网络电气连接；7.检查错误：右击原理图的空白处，workspacepanels,designcompilers,compileerrors,在弹出的compileerrors卡上没有错误，讲明编译通过。保存全部文档；8.元件的选择，旋转，删除、排列和元件相关参数的修改等等在元件的布局或修改时，经常要用到；9.产生网络表：design,netlistfordocument,protel.项目文件夹中能够看到网络表文件，打开，能够看到元件的讲明与电路原理图的电连接网络情况；10.保存并且打印输出原理图纸。第四章PCB图的绘制1.创立一个PCB文档：file,new,PCB,SAVEALL；2.PCB参数设置：右击PCB的空白处，选择options,boardoptions,选择测量单位；在keepoutlayer层，选择place,dimension,dimension画标尺的长度，以规划电路版的长宽大小，再选择place,line,画版的大小；再右击PCB的空白处，选择design,rules,在弹出的卡中点击routing,width进行设置连接导线的宽度，和布线板层的层数routinglayers，单面板，只选择bottomlayer,双面板，还要选择toplayer；3.将原理图中各元件的电气连接关系，导入PCB文档中各元件封装的连接关系，为元件布局的连线提供保证。步骤：在PCB文档中，选择design,updateschematicinPCBproject.prjpcb,在弹出的confirm中选择YES,在弹出的differencesbetweenschematicdocumentandPCBdocument卡中右击，点击updateallinPCBdocument,再点击createengineeringchangeorder,再点击validatechanges,STATUS栏全部打勾后，讲明基本没有问题，最后点击executechanges,在PCB板中导入了连接；4.将元件选中并拖入PCB板框内，检查元件的封装能否适宜后，手工布局。布局时要用到元件封闭的选择、旋转、排列和封装的更换与查找。为布线提供良好的环境，使布线布通的概率提高，尽量少用跳线；5.规划焊盘的大小与打孔孔径大小：选择类似的焊盘：右击该焊盘，findsimilarobjects,在弹出的卡中，在该焊盘尺寸的X和Y座标栏中选择SAME,点击OK，再在Inspector卡中，修改X和Y座标相关焊盘参数和holesize参数后，点击左键，系统即会对相关参数进行修改。6.手工布线：对哪层布线前，就要先选择该层后进行布线：interactivelyrouteconnections；7.保存并且输出PCB板图；总结：通过这次课程设计对EDA设计有了更深的了解。在设计的时候会出现些错误，培养了本人运用科学的方法分析问题、解决问题的能力。第五章软件的设计本课程设计使用的软件为keil，通过不断的调试，最后完成了软件的设计：#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineM1sbitDQ=P00;sbitspeak=P07;sbitduan=P30;sbitwei=P31;sbitcool=P32;sbitlow=P33;sbitnormal=P34;sbithot=P35;unsignedcharcodetable=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0x39;uinttemp,tc;floatf_Temp;voiddelay(uintx)uinti,j;for(i=0;i>1;if(testb)DQ=0;i+;i+;DQ=1;i=0;while(i2)hot=1;speak=0;normal=0;low=0;cool=1;dis_Temp(get_Temp();if(tc温度控制器原理图：温度控制器PCB：温度控制器网络表*P4-sourceP4-source C1RAD0.2CapC2RAD0.2CapC3CAPR5-4X5Cap2C4RAD0.2CapC5RAD0.2CapC6RAD0.2CapD1LED-0LED0D2LED-0LED0D3LED-0LED0DS1TO92DS18b20LS1CD9SpeakerQ1TO92NPNR1AXIAL-0.3ResR2AXIAL-0.3ResS1AN12?a1?SEG?4BIT_8SEG_LED7SEGT?dianjidianjiU1DIP-40AT89C51U2DIP-2074HC573U3DIP-2074HC573Y1R38XTAL(A0U1-21U2-2U3-2)(A1U1-22U2-3U3-3)(A2U1-23U2-4U3-4)(A3U1-24U2-5U3-5)(A4U1-25U2-6)(A5U1-26U2-7)(A6U1-27U2-8)(A7U1-28U2-9)(D0SEG?-0U2-19)(D1SEG?-1U2-18)(D2SEG?-2U2-17)(D3SEG?-3U2-16)(D4SEG?-4U2-15)(D5SEG?-5U2-14)(D6SEG?-6U2-13)(D7SEG?-7U2-12)(DUANU1-10U2-11)(GND*-2*-3C1-1C2-1C4-2C5-2C6-2D1-2D2-2D3-2DS1-1R2-2T?-2U1-20U2-1U2-10U3-1U3-10)(NetC1_2C1-2U1-19Y1-1)(NetC2_2C2-2U1-18Y1-2)(NetC3_2C3-2R1-2R2-1U1-9)(NetDS1_2DS1-2U1-39)(NetLS1_2LS1-2U1-32)(NetQ1_3Q1-3T?-1)(NetR1_1R1-1S1-2)(NetQ1_2Q1-2U1-1)(NetD1_1D1-1U1-2)(NetD2_1D2-1U1-3)(NetD3_1D3-1U1-4)(VCC*-1C3-1C4-1C5-1C6-1DS1-3LS1-1S1-1U1-40U2-20U3-20)(VDD*-4Q1-1)(W0SEG?-8U3-19)(W1SEG?-9U3-18)(W2SEG?-10U3-17)(W3SEG?-11U3-16)(WEIU1-11U3-11)温度控制器元件清单：CommentDesignatorFootprintQuantityCapC1,C2,C4,C5,C6RAD0.25Cap2C3CAPR5-4X51LED0D1,D2,D3LED-03DS18b20DS1TO921SpeakerLS1CD91P4-sourcePOWERP4-source1NPNQ1TO921ResR1,R2AXIAL-0.32微动