大连大学电子课程设计论文

课程名称：电子系统设计班级:姓名学号指导老师：刘春玲李泽光目录前言........................................................................1第1章系统概述..............................................................21.1单片机的概述.........................................................21.2protel99se的概述...................................................2第2章单元电路设计与分析....................................................32.1单片机复位电路......................................................32.2单片机晶振电路.......................................................32.3地址锁存器电路.......................................................32.4译码电路.............................................................42.5外部存储器扩展电路...................................................42.6时钟电路DS12887.....................................................52.78279键盘、显示器接口电路............................................5第3章系统电路的设计与调试、软件编程与调试................53.1最小统原理图的绘制...................................................63.1.1创建新的设计数据库.............................................63.1.2装入元器件库...................................................73.1.3放置元器件.....................................................73.1.4元件布局.......................................................83.1.5连线...........................................................83.1.6总线和网络标号的使用...........................................83.1.7电气规则检查与网络表生成.......................................93.1.8元器件的封装..................................................103.1.9将原理图中的元器件导入PCB中..................................103.1.10最小系统PCB图的绘制.........................................113.1.11布线.........................................................113.2通用键盘与显示器接口芯片8279........................................123.2.18279芯片介绍................................................123.2.28279的数码管显示数字“12345678”............................133.2.38279的16位按键显示.........................................143.3DS12887日历时钟芯片................................................153.3.1DS12887芯片介绍..............................................153.3.2硬件接口电路..................................................163.3.312887的设计..................................................173.3.4基于DS12887和8279实时时钟系统设计...........................18第4章结束语...............................................................19附录1：附图................................................................20附录2：程序................................................................252.1设计程序使数码管显示“01234567”....................................252.216位按键显示......................................................252.312887显示.........................................................262.4实时时钟的设计......................................................29附录3：参考文献............................................................351前言：随着电子产品的飞速发展，社会对电子设计人才的需求非常强烈，电子设计课程和电子设计软件的应用就显得尤为重要。protel99SE软件是电子线路设计的佼佼者，其具有操作方便、设计效率高等特点，成为电子线路设计和印制电路板设计的首选。本文首先对protel99se进行了介绍，其次对电路原理图进行绘制，选择合适的元器件，并填写好封装，然后生成网络报表，接着设计板子大小，设置参数，加载网络表和元器件封装，规划PCB版图，在规划区域内摆放元器件，最后布线。对于自动布线不理想的部分，还要通过手动来修改。此课程还设计了单片机的最小系统和ＬＥＤ系统。另外，课程还进行了大板实验，大板的主控芯片是8279和12887。文章还会进行对8279和12887芯片的介绍以及应用。由于需要编程者可以对该芯片进行即时编程，实际实验的时候用到的是单片机仿真器，该仿真器内部存在有单片机及其最小系统电路，因此该仿真器可以完全替代单片机并接入集成电路板中，通过仿真器可以实现电脑与集成电路板的连接，以便于编程者随时修改程序并且可以随时观察到实现的实验现象。2第1章系统概述1.1单片机的概述AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8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。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。1.2protel99se的概述随着计算机的飞速发展，许多原来人工从事的工作被计算机所代替在这种大趋势下，计算机辅助设计成为当前电子线路设计及印刷电路板（PCB）设计的极其重要的手段，并受到广泛的重视。Protel99SE软件是电子线路设计与制板方面的佼佼者。Protel99SE是一个32位的Windows软件，期编辑环境采用了视图风格，利用鼠标和键盘就可轻松进行设计工作，操作起来非常方便，极大地提高了设计工作的效率。PROTEL99SE是应用于Windows9X/2000/NT/XP操作系统下的EDA设计软件，集成了电路图原理设计、PCB设计、PLD可编程逻辑器件和电路仿真等功能，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能。PROTEL99SE与PROTEUS和QUARTUS其他EDA软件相比，其具有强大的印刷电路板（PCB）功能，PROTEL99SE不仅能完成自身的原理图设计和PCB设计，还能在别的EDA软件的网络表上，生成实用、精美的印刷电路板。本课程设计使用PROTEL99SE制作一AT89C51的最小单片机系统PCB，系统集成时钟电路、复位电路、存储器扩展电路等。3第2章单元电路设计与分析2.1单片机复位电路复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号，只要保证电容的充放电时间大于2US，即可实现复位，所以电路中的电容值是可以改变的。按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释放了所有的电能，电阻两端的电压增加引起的。复位电路通常采用上电复位和按钮复位两种方式。本设计使用上电复位方式。2.2单片机晶振电路单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。2.3地址锁存器电路单片机的I/O口上需要外接地址锁存器。当单片机连接片外存储器时，要接上锁存器，这是为了实现地址的复用。假设，MCU端口其中的8路的I/O管脚既要用于地址信号又要用于数据信号，这时就可以用锁存器先将地址锁存起来。8051访问外部存储器时P0口和P2口共同做为地址总线，P0口常接锁存器再接存储器。以防止总线间的冲突。而P2口直接接存储器。因为单片机内部4时序只能锁住P2口的地址，如果用P0口传输数据时不用锁存器的话，地址就改变了。本设计才用74LS573地址锁存器。2.4译码电路译码电路中用译码法扩展外部数据存储器的接口电路。数据存储器62128，该芯片地址线为A0--A13，这样AT89C51单片机剩余地址线可以采用译码器进行扩展。2.5外部存储器扩展电路8051单片机片内集成4KB程序存储器和128B数据存储器，但是在许多情况下，片内的存储器资源还不能够满足需要，为此需要对单片机进行外部程序存储器和数据存储器扩展。本设计用的是6264和2764存储器芯片。52.6时钟电路DS12887时钟电路DS12887，采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点由振荡电路、分频电路、周期中断／方波选择电路、14字节时钟和控制单元、114字节用户非易失RAM、十进制／二进制计数器、总线接口电路、电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。2.78279键盘、显示器接口电路8279芯片是一种通用可编程键盘/显示器接口电路芯片，它能完成监视键盘输入和显示控制两种功能。8279对键盘部分提供一种扫描工作方式，能对64个按键键盘阵列不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，能对双键或N键同