AltiumDesigner紅外遙控電子鐘

1、寧德師范學(xué)院Altium Desigener 課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)項(xiàng)目：紅外遙控電子鐘系別：物理與電氣工程系專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)：qq2316670882姓名：要畫板文件的聯(lián)系我指導(dǎo)老師：日期：2014 年6月6日Altium Designer 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)目的：1. 熟悉 Altium Designer 軟件的界面；2. 掌握并能熟練運(yùn)用 Altium Designer 軟件制作元件庫(kù)；3. 掌握并熟練運(yùn)用 Altium Designer 軟件設(shè)計(jì)電路原理圖及 PCB 板布線；主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)電子鐘有以下功能：1. 設(shè)計(jì)一個(gè)電子鐘采用紅外遙控的方法調(diào)節(jié)電子鐘的年、月、日、時(shí)、分

2、、秒；2. 顯示年月日時(shí)分秒；3. 對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定；4. 鬧鈴功能；5. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能；6. 顯示溫度；基本要求：1. 擬定設(shè)計(jì)方案；2. 繪制紅外遙控電子鐘電路原理圖并設(shè)計(jì)PCB 板；主要參考資料：1 張惠崢,張鵬. 基于 Altium Designer 的電子產(chǎn)品一體化設(shè)計(jì) J. 無(wú)線電通信技術(shù) , 20082 華文龍. Altium Designer 中的機(jī)電一體化設(shè)計(jì) J. CAD/CAM 與制造業(yè)信息化 , 20093 劉暢. Altium Designer 多圖紙?jiān)韴D設(shè)計(jì)方法探討 J. 科技資訊, 20104 郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程.電子工業(yè)出版社，2009 謝龍漢.

3、魯力.張桂東.Altium Designer原理圖與PCB設(shè)計(jì)及仿真.電子工業(yè)出版社，20126 谷樹忠.Altium Designer教程：原理圖、PCB設(shè)計(jì)與仿真.北京：電子工業(yè)出版社，20107 謝自美 . 電子線路設(shè)計(jì) -實(shí)驗(yàn)-測(cè)試. 武漢華中科技大學(xué)出版社，20008 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) -5版. 北京：高等教育出版社， 2006目錄1 任務(wù)與要求 12 紅外電子鐘的基本功能分析 12.1 紅外遙控電子鐘的控制模塊 12.2 顯示年月日時(shí)分秒 22.3 鬧鈴整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能 22.4 能用紅外線對(duì)電子鐘進(jìn)行遙控 32.5溫度采集DS18B20模塊32.6 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 33創(chuàng)建新的

4、元器件原理圖及 PCB封裝 44電路原理圖的繪制過(guò)程及PCB板的制作過(guò)程95 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 14參考文獻(xiàn) 15Altium Designer 課程設(shè)計(jì)紅外遙控電子鐘的設(shè)計(jì)1任務(wù)與要求(1 ) 了解原理圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí) Altium Designer軟件的功能及使用方法。(2 )掌握繪制原理圖的各種工具、利用軟件繪制原理圖。(3 )掌握編輯元器件的方法構(gòu)造原理圖元件庫(kù)。(4 )熟練掌握手工繪制電路版的方法。(5 )掌握繪制編輯元件封裝圖的方法，自己構(gòu)造印制板元件庫(kù)。(6 ) 了解電路板設(shè)計(jì)的一般規(guī)則、利用軟件繪制原理圖并生成印制板圖。(7 )并按要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2紅外電子鐘的基本功能分析2.1

5、紅外遙控電子鐘的控制模塊TC89C54是一種帶有4K字節(jié)的閃爍可編程并且可擦除的只讀式存儲(chǔ)器(FPEROM Falsh Programmable and Erasable Read Only Memo)的低電壓，高性能 CMOS8位微 處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯 片中，STC89C54是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且 價(jià)廉的方案。引腳如圖1所示：INTO 2INT0.3T04T1.3EAVPp p p p p p PP20P21P22

6、P23PMP25P26P27XIX2 RESET RD?WR.6r :站t丄：弦：21222324262?LQ113029RXDOTXD.l ALEPPESN11圖1 at89x51弓I腳2.2顯示年月曰時(shí)分秒圖2顯示電路DS1302的在實(shí)時(shí)顯示時(shí)間中的應(yīng)用，如圖3所示。它可以對(duì)年、月、日、周、日、 時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。圖 3 DS13202.3鬧鈴整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能本設(shè)計(jì)采用揚(yáng)聲器報(bào)警，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲響。蜂鳴器接線如圖4所示02.4能用紅外線對(duì)電子鐘進(jìn)行遙控紅外接收需要連接輸出OUT 個(gè)借口即可，如圖5所示1Mb.S VTU -圖5紅外遙控電路2.5溫度采集

7、DS18B20模塊由于DS18B20具有超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加 功能強(qiáng)等特點(diǎn)，所以使得 DS18B20受到更多的使用，DS18B20的主要特征：全數(shù)字溫 度轉(zhuǎn)換及輸出；先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信； 最高12位分辨率，精度可達(dá)土 0.5攝氏度；12 位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒；可選擇寄生工作方式；檢測(cè)溫度范圍為-55 C+125 C(-67 F+257 F);內(nèi)置 EEPROM,限溫報(bào)警功能。圖6溫度采集電路2.6復(fù)位電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單復(fù)位電路的好處在于不受工作電壓范圍的限制，而專用復(fù)位集成電路，必須注 意復(fù)位電壓和工作電壓是否匹配。這類專用的復(fù)位集成芯片除集成復(fù)

8、位電路外，還有些 集成看門狗、EEPROM存儲(chǔ)器等其他功能模塊。復(fù)位電路可采用簡(jiǎn)單的電阻、電容及 按鍵開關(guān)構(gòu)成上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，也可選擇專用的復(fù)位集成芯片。復(fù)位電路連接示意圖如圖7所示:C4丨1期圖7復(fù)位電路3創(chuàng)建新的元器件原理圖及 PCB封裝首先打開 Altium Designer，然后啟動(dòng) FileNewProjectlntegrated Library 命令，創(chuàng)建一個(gè)新的集成元件庫(kù)，再新建一個(gè)原理圖庫(kù)，并保存到指定文件夾，按照自己的需求命名。以89x51為例：創(chuàng)建工程文件:圖8新建工程創(chuàng)建元件的原理圖及圭寸裝：點(diǎn)擊菜單欄上 toolnew conponment ,輸入新元件的名 字

9、。圖9創(chuàng)建新元件圖10新建PCB板在空白處點(diǎn)擊右鍵，點(diǎn)擊 place recta ngle可以畫出元件的大致大小。圖11畫元件原理圖再點(diǎn)pin，可以給元件添加針腳。雙擊針腳，在相應(yīng)位置可以對(duì)引腳的名字按要求 進(jìn)行修改，取非的引腳選擇 DOT選項(xiàng)：AJhiwrt$啊丹戟 W Shlib I shbt *Fl1*liCdrMri W ihMirtkii NM冋I 4lil 4Nd- -3 *w*-1|E jiir /TypvSLU亠*4產(chǎn)1CM1VD*W*O*MM：Ieoh SHsrlh SKfenkiw Ui pRD.7owda rdf*葉wOi l c-a 啲葉*CsmiigL十口1 ifia

10、a MtilhM r d-FcrralTpa圖12引腳設(shè)置畫好的89x1原理圖如圖所示: tflp OtaheitEIeoh AhktH SKfenkiw U1p# 亠 | 聲迅 *: x- -n w4ev$財(cái)櫛審 Crf! Schlib II “h* a Fwlie*r*rff 韓 ihylrJiiHP21ftXDQ TXD-1 Al-F.fIXIZNTfilUnmiUnmi罡-/一Fall- ETMH4 KIfM5W1-Mri4D4AUrfTWHII.圖13 at89x51 原理圖再新建元件庫(kù)的圭寸裝，點(diǎn)擊FileNewLibraryPCB Library,設(shè)置合適的網(wǎng)格和單位 點(diǎn)擊too

11、lcomonpent wizard，再設(shè)置元件正確的焊點(diǎn)尺寸和焊點(diǎn)間距離，圭寸裝針腳的個(gè) 數(shù)，保存。圖14封裝向?qū)нx擇元件的引腳封裝類型，選擇芯片類型的，如圖15所示:日口 fTrri Ihaw- linl pHHnrn qF Ih tirnpnnnCwiJti *1口 thhIhBal Gridl Ariavu (BCiA) CapBdtai-sDiodesDual iii-feriM PDid.aqteisi (QF-iEdqe Cvni-itctai-s Learfiesi-Chip Can舊哼LOG) Rri Drid AirayA 滬口Quad Pecks_(QLFAD) Ressi

12、steirB&naM Oullirw F;kagHM 5OP) Suq口era-d 日出1 Qrid Arrays (SBGAJi StaOEl日red 口口 Gnd 丹reya 療PGAJvAigi umri wcMild ym like u耶曰 dv-scribc ih? contpc*?rTf?曰 iH umtCancfll-t B.wdk. tfewS 圖15選擇引腳類型設(shè)置焊盤的大小，選擇內(nèi)徑為 40mil，外徑為80milComponent Wizard!Dual In-line Packages (DIP)Dfiiw ifiG pixels dirnotriskxisWb&l d

13、imanoians -should th, p&dki hewo-7盹mil他BDilB 口 Ell&ncel圖16設(shè)置焊盤大小設(shè)置豎排兩個(gè)引腳的距離為100mil，橫排兩個(gè)引腳的距離為60mil。如圖17所示:圖17設(shè)置引腳間距離芯片89x51的引腳個(gè)數(shù)為40個(gè)，選擇引腳個(gè)數(shù)為40,完成。如圖18所示:圖18設(shè)置引腳個(gè)數(shù)SHEPcbUbl .PebLiD Fpm DMurrMinu.MEOP FKf Wk VKw- Preiett-J * 4 4. - !皿 1甲gl DwMi-f 財(cái)PiWi 12 vl i 二i !9BrfU Urv* J -對(duì)豊豊島関1會(huì)闘-一HS;ia/ . / ./

14、 ./ . .V y- mJ;NlMi V-41 (Ml -IiMfaHI Hdimj IbI44 aiWJfl WA圖19 40個(gè)引腳的封裝Altium Designer 課程設(shè)計(jì)命名封裝為89x51,保存，添加到庫(kù)。為畫好的元件添加圭寸裝，點(diǎn)擊 tools model manager點(diǎn)擊add footprint ,選擇剛才畫 好的封裝即可。khhb1.5cttrb.-mvUm- - u 屮tiym 護(hù)0 - ScHI*.舁人眞-豪吸 gdkfn.陽(yáng) EKwgngbni, INort “滬晶 Iffl. DSP Llkv 葩tPnoHte E4kpwih ytwkiw U*lp圖21新建工

15、程12圖20給89x51添加封裝至此元件89x51基本繪制完成，保存并添加到庫(kù)，繪制電路原理圖的時(shí)候拖出即可 使用。紅外遙控電子鐘的芯片 7805,DS18B20,DS1302,LCD等元件都是用類似的方法制 作完成，其他元件，例如電阻，電容，滑動(dòng)變阻器，LED等在軟件自帶的元件庫(kù)里面都 可以找的到。拖到原理圖中后，設(shè)置正確的參數(shù)即可。4電路原理圖的繪制過(guò)程及 PCB板的制作過(guò)程在菜單file new下分別新建工程文件，原理圖文件及pcb板文件，都采用相同的命 名“紅外遙控電子鐘”保存到想要保存的位置。hhTTW!CCtp*n Ptc|ki .iFFpwi WwvdAMflioo.OwunwM

16、BxTK DUi*IHlihi.Nwyf Dowi.亠 Lirwlibraries再點(diǎn)擊in stall添加自己制作的元件庫(kù)專AJMmeivftinw 葉 Slwcl 瞬11賑-PCS ProijfKi:! PijPCS悴昉十第.Ni ugutd oft*#時(shí)曰N*9艾 d1 T! HHhHyfn RhL . SIM扣抑啊喲m亠.t加曲fU沖條別氏b* 帶MhS心 kibutn. 啥 fl Hl= _h-wdKBLJh1 Ahum 4hriwli”. -MryOrwtt mPcbbb aiMOJMhUbJn5*-. g BR.hctal PCnitsrjui *31 5 CORiKUib20X

17、Jfrowl KB Lk*i tmiPfUibfXt IW.hctelFCILibM-qi*如3iCGH.lLWi4feAhum TrheBill -4 TO匚刖肆刃興bLta緲*amlOWl PCB 樂(lè)omL.Jkhti4 MF【：ET907.btihHRFtcfarl KB libwyLQ：|，-HVASmhk ,41FJII *k*wh3-Wi hM靜 4 3!*tAJ |.iJ1 ! -31 1 汁 F 圖23添加元件庫(kù)拖出來(lái)放到原理圖界面就可以使用，按電路圖選擇安放元件的位置Altium Designer 課程設(shè)計(jì)lechJSkdow Un.!khOil- I . -T19 bjP

18、fita 加1 in gj*訃W!i j ijD 耳 h | 喑 p ir z fi hJ曲Ti樂(lè)Hr -斗gf*社巾*AQriiqkK*l. Vidi4MHI* * jWmi blr- ram ftcSgrlumtwh. 血tKJHtfi- H!20圖24布置原理圖點(diǎn)擊菜單欄按鈕進(jìn)行連線。對(duì)每個(gè)元件按原理圖正確命名，不能重復(fù)。元件安放的位置應(yīng)根據(jù)電路圖合理安排。選擇合適的電容，電阻，變阻器，LED。點(diǎn)擊菜單欄上占攀這兩個(gè)按鈕，分別添加接地極，電源極，再點(diǎn)擊添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，雙擊可以修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)名稱，接線完成后保存，如圖下圖 14所示：X20-r MIQ圖25紅外遙控電子鐘原理圖原理圖完成后繪制P

19、CB板，再點(diǎn)擊菜單欄Design Update pcb document .按鈕，將 原理圖更新到pcb板文件。點(diǎn)擊前兩個(gè)按鈕，可以糾錯(cuò)和改正原理圖中的錯(cuò)誤，不能改正 的要去原理圖中尋找問(wèn)題所在，一般是元件沒(méi)有命名或者引腳的封裝有誤等。需瓷営乂畫瓷鶯Kn瓷畫M-.Il IKTnii eiTa aTaIl GfinV*U 3 +耐125U|曲珂！】|飛 -Fh - 耳iaEI EvnMt p 4Mjrules對(duì)線寬,GND,VCC粗細(xì)進(jìn)行定義。設(shè)置普通的線寬為20mil,VCC,GND線寬為50mil。元件布置合理后，點(diǎn)擊菜單欄按鈕進(jìn)行接線，注意原理圖中交叉的線路應(yīng)該繪制在不同的涂層，通過(guò)不段的

20、調(diào)整盡量少跳線 如圖所示：d Oonaitrjiintai EcJ itar llmi 11iZ.ARV0 F Vl ian !-： * A *_!石口1111 r-iaiJ*- Un丈pwi匚 I LT-X I-_TLAum4ifm Vha Ulh- -V PrlaiVIKiii _ik f nnciH Cowifii 亠、口酣rMra r ill k. IPMT ili h-iHahuwrrg圖29設(shè)置電路線路參數(shù)：l 幾wwI AMCC-_*mniTlriIH FOuuinjiiJwj A|/Ib _-x AnuingViaaIH右E訕i-k -工 CHw-smhI Pwhi. RowI

21、Hiq Bv_ gKdtffI! 9 h+klK卩也Euan/ii T*uparn I 2IH MK-Hmirr* AdhlM IWMII L?WWI r.lllllj.1# EJdk To 叫匚口ifwicHRial AHimumHHigh Spd圖30 GND線路參數(shù)Pel B ftu Ivk med C-cinstrjiantBi iter |mi l |M*1小1 曠 HUM4 dy-一?m ajJ0-srwrai圖32在PCB板上布線完成后重命名保存，結(jié)果如下圖所示：MCttP EUe HRk DetAg* Io4kELwoni- ia/VMiw Hdp f UJM*tWnh=Mk+

22、 Gr +k iL. MySwxUB t驚*旋崛呻PrxDtc工，-vVMMfM-WM3iStSMS 11i&kMCMD二 0 F J I圖33紅外遙控電子鐘PCB板5課程設(shè)計(jì)總結(jié)首先在熟悉Altium Designer操作環(huán)境的基礎(chǔ)上，大概的了解 Altium Designer中建 立一個(gè)原理圖時(shí)需要依照的工作流程：1.原理圖的繪制；2.PCB封裝；3.布局；4.走線， 至于后面的那些步驟，自己在實(shí)踐中琢磨。下面這些內(nèi)容是我在學(xué)習(xí)時(shí)總結(jié)的一點(diǎn)小技 巧：1. 平移向上滑動(dòng)鼠標(biāo)滑輪則向上平移，向下滑動(dòng)則向下平移。按住SHIFT鍵同時(shí)向下滾動(dòng)鼠標(biāo)滑輪會(huì)向右平移，反之向左平移。2. 放大按住CTRL鍵同時(shí)向上滾動(dòng)鼠標(biāo)滑輪會(huì)放大。按鍵盤上的pgUp鍵放大，按pgDn鍵縮小。按住鼠標(biāo)滑輪不動(dòng)，然后再向上滑動(dòng)會(huì)放大，向下會(huì)縮小。3. 空格鍵為旋轉(zhuǎn)。4. ctrl+*為在pcb板上添加焊點(diǎn)。另外在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要出下了兩個(gè)錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)研究學(xué)習(xí)找到了解決方案：1. 從原理圖導(dǎo)入PCB時(shí)出現(xiàn)cant locate document錯(cuò)誤：畫