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电子系统CAD课程设计电子系统CAD课程设计
电子时钟的设计
一、设计目的
电子系统CAD课程设计是电子信息工程专业的一个重要实践教学环节。在课程设计过程中,学生通过一个较完整的系统设计过程,可以加深对本门课程所学理论知识的理解与应用,提高学生对所学理论知识的综合运用能力,使学生对Protel电子线路设计、Protues、Keil C等电子设计软件有较深的掌握。通过课程设计,还可以培养学生独立工作能力,为将来毕业设计打好基础。
二、设计要求
1. 用AT89C51/AT89C52单片机及接口电路设计一个电子时钟。
①系统硬件设计:根据任务要求,完成单片机最小系统及其扩展设计,组成功能完整的系统,画出Protel 99SE的电路图和PCB图形。
②系统软件设计:根据数字电子时钟功能,完成控制软件的编写与调试,并对数码显示进行控制。
2. 实现的基本功能:①开机时,电子钟从00:00:00开始自动计时,并在8段LED数码管上显示时间。
②设置按键,能对时、分、秒进行调整。
三、设备及工作环境
1. 硬件:计算机一台
2. 软件:Windows操作系统、protel 99SE软件、Protues仿真软件、KeilC编译软件
四、电子钟硬件设计
AT89C51 是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
MAX7219 MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示,也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路,段字驱动器,而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。 只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。 MAX7221与SPI?、 QSPI?以及 MICROWIRE?相兼容,同时它有限制回转电流的段驱动来减少EMI(电磁干扰)。 一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。 每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。 整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式,模拟和数字亮度控制,一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据,还有一个让所有LED发光的检测模式。 在应用时要求3V的操作电压或segment blinking,可以查阅MAX6951数据资料
PROTEL 是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件,采用设计库管理模式,具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能,可以完成电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作。
系统模块 核心电路AT89C51,电源电路,按键输入,max7219。
核心电路 整个设计核心部分,显示运行控制的处理都在这里处理
键盘输入
由于多功能数字温度计具备时钟的功能,因此需要具有设置时钟的按键输入设备
电源电路
MC7805能够将7~30V的输入电压稳压至5V输出,但是由于MC7805不是开关电源,而是线性稳压电源,采用MC7805作为电源的电路,其中BAT是电池电源输入端,一般为9V。
Max7219
MAX7219是Maxim公司生产的一款高性能8位共阴极数码管驱动芯片,通过MAX7219可以使用单片机极少的引脚实现多个数码管的显示驱动
PCB设计步骤
1.新建PCB文件:选取File/New...打开New Document对话框,选取 PCB Document建立一个新的 PCB 文档
双击新建的 PCB 文件图标,即可进入 PCB 印制电路板编辑器
2.规划电路板:设置版层
3.设置PCB电路参数
4.装入元件库: 执行菜单命令Design/Add/Remove Library ,执行该命令后,系统会弹出“添加删除元件库”对话框,在该对话框中找出原理图中的所有元件所对应的元件封装库。选中这些库用鼠标单击按钮Add即可添加这些元件库
5.网络表与元件的装入: 首先执行菜单命令Design/Load Nets。执行完该命令后,系统会弹出如图1-68所示的“装入网络表与元件”对话框。Netlist File 输入选项框中输入文件名,如果不知道网络表所在位置,可以单击对话框中的 Browse 按钮
6.再次装入网络表
7.元件布局
8.自动布线
9.手工调整布线
10.覆铜
五、 电子钟软件设计
Keil C51
是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片
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