CPU控制电路原理图分析与绘制实用.pptx

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1、电路分析：第1页/共23页二、电路分析1、本电路包括电源电路、单片机基本电路和扩展电路三部分。2、其中IC0 为核心的电路是电源共给电路，包括全波整流、滤波、稳压，电源电路输出两组电源：12V和5V。3、IC1、IC3 为核心的电路构成单片机的基本电路，包括CPU、复位、振荡，其中复位电路采用专用看门狗芯片，IMP813L，具有上电复位、程序失控后的复位。适合产品无人值守的要求。为了实现通信功能，振荡元件采用11.0592M晶振，达到高的可靠性。4、IC2为核心的电路构成典型的RS232电平转换电路，可以使单片机与PC机进行通信，同时，结合具有在线下载功能的CPU（STC89C52），利用此接

2、口能在线升级软件，方便升级与维护。5、IC4、IC5选用ULN2003A，实现驱动负载（继电器）的作用，根据图纸驱动了9路负载。6、另外还有输出指示、输出控制（信号通道控制）、输入控制等电路，在软件配合下完成相应的功能。第2页/共23页参照前面，我们在F盘建立“CPU控制.DDB”数据库文件，同时新建“CPU控制.sch”原理图文件，设置图纸为A4。三、任务实施 步骤1 文件建立与环境设置步骤2 元件提取与放置 综观图纸，电路图中的元件主要是CPU AT89C51、RS232 接口芯片MAX232CE、看门狗芯片MAX813L、驱动芯片ULN2003A、排阻R25，其它是通用元件。ULN200

3、3AMAX813LMAX232CE图3-3第3页/共23页排阻是几个同样阻值的电阻“集成”在一起的电阻，内部有8个、4个等，其效果等同于若干个独立的电阻，通常应用在单片机系统中作为上拉电阻、下拉电阻等，为方便印刷板的设计和优化生产工艺，目前都直接选用排阻而不采用独立的电阻。然后点击 ，进入元件符号编辑环境，见图2-4所示 图3-4第4页/共23页步骤3 电气连接从图中可以看出，由于单片机芯片管脚多（通常的MCS-51系列有20Pin、40Pin两种，兼容的STC系列还有28Pin），其与外部电路的连线自然就多，如果将所有线路都通过前面所讲的连线(Wire)方式来表达的话，那么线路一定非常密集而

4、复杂，对于图纸的“阅读”来说并非好事，能否用简洁明了的方法来表示这种复杂的电路连接关系呢？，这就是下面重点要讲解和操练的内容。1）总线（Bus）：其实质好比将很多同方向、类似属性的线“捆扎”起来，形成一股，从而使线路变得简单。但总线只代表一种线路的走向，本身并没有电气属性，只有配上网络标号才具有电气关系。总线的两头也要配上总线分支（Bus Entry），使得一捆线的两头还原。第5页/共23页总线的绘制：结合本图的局部，我们来绘制总线。放置元件：首先放置好相关元件，见图3-5。将管脚适当延长，其目的是有一定的空间来放置后面叙述的网络标号。见图3-6所示。总线的绘制 图3-5图3-6第6页/共23

5、页绘制总线：取用工具条中总线绘制工具绘制总线：取用工具条中总线绘制工具 绘制总线，见图绘制总线，见图3-7所示。所示。绘制分支：取用工具条中总线分支绘制工具绘制分支：取用工具条中总线分支绘制工具 ，依次放置总线分支，放置，依次放置总线分支，放置完成后如图完成后如图3-9所示。所示。图3-7图3-9提示：在放置总线分支时，在悬浮状态按空格键、“X”、“Y”键可以进行角度调整。直接用鼠标“点住”总线分支并移动鼠标可以“拖动”总线分支以改变其位置。总线的绘制 第7页/共23页2）放置网络标号（Net）：总线只代表线路的走向，并不包含线路的电气连接关系。只有配上网络标号才能完整地表示电路图，网络标号我

6、们可以理解成一条“无形的连线”，具有相同网络名称的线代表电气上是相通的。取用网络标号放置工具 ，此时光标变成图3-10所示，其中虚线小方框就是网络标号名称，按属性“Tab”键，打开网络标号属性框，见图3-11所示。放置网络标号 图3-11标号颜色标号名称字体设置图3-12图3-10在图3-11 栏输入相应的网络标号名称，并放置在图3-12所示IC1的21号管脚的延长线上，以便与管脚名不重叠，用同样的方法依次放置其它位置的网络标号，如图3-12所示。第8页/共23页网络标号的命名与放置 网络标号名称尽量简单，最好能与管脚功能或名称联系起来，以便阅读图纸。网络标号经常采用以下方式命名：用纯字母，如

7、ALE、RD等直接采用了管脚名称；用“字母加数字”方式，如A0、A1等经常用来表示地址总线；用“字母_数字”和“字母_字母”方式，如P2_0、P2_1，S_data，S_clk等代表管脚的功能等。网络标号名称的左下方必须是要标注的导线，否则网络标号名称放置是无效的。下图3-13(a)、（b）是正确的，（c）、（d）是错误的。图3-13(b)(a)(d)(c)在管脚上标注网络标号名称时，应将管脚用连线适当的延长，以免管脚号与网络标号名称重叠，影响图纸的可视性。如若管脚不加延长标注网络标号名称时，要注意网络标号放置的位子，如图3-14(a)是正确的，（b）中“P0”是错误的。图3-14(b)（a）

8、第9页/共23页既然网络标号是一种无形的连线，所以在有些复杂的图纸中，只有网络标号，省却了“总线”，这样的方法也经常采用，图纸更加简洁。下图3-15所示就是用网络标号表达的图纸：网络标号图3-15第10页/共23页在复杂的系统中，为了清除地表达线路的连接关系、信号之间的控制关系和信号的方向，端口的使用将比网络标号更加直观和形象。以下是具有端口使用的实际图纸，从中我们不仅看到了线路的连接关系，而且对信号之间的控制关系、输出输入关系看的更加明了。相同端口名称在电气上是“连通”的。端口（Port）的绘制图3-16第11页/共23页移动鼠标，端口被“拉长”。至合适长度，再按鼠标左键，如图3-17（c）

9、所示。放置后的端口如图3-17（d）所示。步骤1 元件符号制作添加元件图3-17(d)(c)(a)(b)取用工具条中端口绘制 ，出现如图3-17a）所示，在要放置的位置按鼠标左键，确定起点，如图3-17（b）所示。双击端口图标，打开端口属性框，对端口进行设置。主要包括端口名称，端口方向等。如图3-18所示。本任务使用的端口如图3-16所示。图3-18端口方向I/O类型端口名称第12页/共23页在有些图纸中，为了“阅读”和分析，常常在图纸上按照功能模块“框”起来，并加上适当的标注。另外，作为公司产品的设计图纸，必须有设计人、版本号、图纸名称等重要信息，以便进行文档的管理，以下我们着重来完成这些文

10、字信息的添加与标注。文本标注1）方框绘制：方框是用普通画线工具来绘制的，取出该工具，在某功能电路模块（如看门狗电路）四周绘制一个闭合的方框，并双击此方框线，打开属性对话框，如图3-19所示。第一个 代表线宽，有Smallest、Small、Medium、Large 四种线宽可以选，这里将线设置成Medium，第二个 表示线的类型，有Solid（实线）、Dashed（虚线）、Dotte（点划线）三种选择，这里我们设置成虚线，如图3-20所示。图3-19线类型线粗细线颜色选中此线第13页/共23页2）文本标注：在电路图中放置文本可以用工具条中工具，其对应菜单命令是Place/Annotation（

11、注释），也可以用工具条中工具，其对应菜单命令是Place/Text Frame（文本框）两种方法。Annotation命令适合放置单行文本，而Text Frame命令适合放置多行文本。图3-20文本标注第14页/共23页用Place/Annotation或工具方法如下：启动命令：用鼠标点击工具条中工具或使用Place/Annotation命令，在鼠标还是悬浮状态下按“Tab”键，打开文本属性对话框。如图3-21所示。文本标注图3-21文字颜色输入文字字体设置图3-22输入文字：在 中输入文本内容（如“看门狗电路”）、在 种选择适当颜色、在 中设置合适的字体，最后将文本放置在方框适当位置，如图3

12、-22所示。第15页/共23页使用Text Frame命令或工具放置文本框方法如下：图3-23启动命令：首先点击鼠标左键确定该文本框起点，然后移动鼠标，点击鼠标左键确定该文本框终点，即可放置一个文本框，内部默认文本为“Text”。如图3-23所示。放置文本框图3-23图3-24字体设置文本输入输入文字：双击此文本框（或者在文本框终点未确定前按“Tab”键），打开文本框属性对话框，如图3-24所示。图3-24字体设置文本输入第16页/共23页在 处点击，打开文本输入窗口，如图3-25所示，输入所需文本，如“信号通道控制电路，一路连接信号分配板，一路连接面板。”，在Font位置处点击按钮根据需要可

13、以改变输入文本的字体、字号等。图3-25完成文字输入：点击图3-25的，完成后文本框如图3-26所示。图3-26放置文本框第17页/共23页设计文档信息标注作为公司产品的图纸，需要提供产品版本号、设计人员等信息，以便日后产品升级换代和文档的管理。在Protel99se中，这些信息填入到专门的标题栏中，如图3-27所示：图3-27其中Title：标题栏，一般输入图纸的名称。Size：所选图纸的尺寸。Number：图纸页数Revision：图纸版本号Drawn By：图纸设计人员提示：图纸绘制时间和文件名称自动填入相应位置。第18页/共23页上述内容可以用前面文本输入方式手工输入，放置在相应位置即

14、可，也可采用软件专门为此要求设置的输入方法。操作如下：图3-28如图3-28所示，执行DesignOptions命令，出现图3-29所示界面，在窗口左上选择项。在图3-29中分别根据提示输入相关内容，并记住相关栏目以及输入的内容，点击完成输入。图3-29设计文档信息标注第19页/共23页问题研究1、如何放置总线、分支、网络标号。网络标号的作用是什么？2、如何放置端口？3、如何放置文本标注、如何放置文本框？4、如何在将版本号，绘图人员等信息标注在图纸上？方法：学生回答，教师评价、完善。第20页/共23页交流与共享 1）作品点评教师 点评2）作品点评教师、学生一起点评3）作品点评学生4）问题汇总a、排阻符号错误：排阻是9脚的元件，不能多，也不能少。有些同学看上去对，实际错，大家打开管脚核实一下。b、网络标号与文字混淆：在默认情况下，两者的颜色不同，网络标号是棕带红色。文字是蓝色的。再者两者性质完全不同，网络标号具有电气特性。文字仅仅是标注而已。c、网络标号的位置放错：网络标号的位置有严格规定。如何放置在一条线上？如何放置在元件引脚上？第21页/共23页拓展训练 拓展训练第22页/共23页感谢您的欣赏！第23页/共23页