小型單片機供電電路綜述

1、小型單片機供電電路一. 前言二. 方案分析三. 繪制原理圖四. 電路仿真五. 封裝六. 設計PCB板七. 電路調試及遇到的問題八. 心得體會九. 元器件清單 十.致謝、八 、亠一、刖言隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電路設計自動化（EDA）在設計中的比重越來越大，過去需要手工制作的線路圖、線路板設計在EDA的幫助下變得十分簡單。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電 路的使用使得電路板走線越來越復雜，早期的EDA無法滿足客戶需求，因此電子線路CAD應運而生。奧騰公司的AD系列CAD軟件因 其操作簡單、易學易懂和功能強大等優(yōu)勢逐漸成為了主流CAD設計輔助軟件。二、方案分析1整體思路該電路主要作用是為

2、單片機提供+5V和+3.3V穩(wěn)壓電源。電路 的輸入由4節(jié)1.5V干電池串聯(lián)提供6V的電壓，接到7805的輸入端， 7805輸出5V穩(wěn)壓電壓，將7805輸出接到SPX1117的輸入端，使其 輸出3.3V穩(wěn)壓電源。2電路分析輸入電壓大約為6V，由4節(jié)干電池提供。為了防止電流回流燒 壞電池，在電池正極輸出端接一個正向導通二極管，以保護電池。在 二極管后接一個開關，控制電路的開啟或關閉。由于電池提供的電流 不穩(wěn)定，故在7805輸入端前濾波網絡。濾波網絡由兩個電容并聯(lián)而 成，由仿真分析得到一個是100uF的電解電容，另一個是0.1uF的瓷片電容。為了使電壓進一步穩(wěn)定，在 7805輸出端，接后置濾波網絡,

3、 即并聯(lián)一個0.1uF的瓷片電容。為了顯示電路的工作狀態(tài)，在后置濾 波網絡后并聯(lián)一個發(fā)光二極管，發(fā)光二極管接一個1K Q電阻接地。輸出端p4,p5,p6接引線卡槽，輸出端p8,p9,p10接排針，作為輸出可 外接單片機輸入。7805的輸出端和地之間并接一個芯片 SPX1117, 為了保護該芯片，在其輸入端前接一個二極管。在芯片輸出端和地之 間接排針，輸出電壓為3.3V，可作為單片機供電電源。三、繪制原理圖原理圖如下：1.創(chuàng)建一個新項目單擊File按鈕，New子面板中單擊 Blank Proect選項，創(chuàng) 建一個新項目后，執(zhí)行菜單命令 FileSave Project As。2. 創(chuàng)建一張新的原

4、理圖圖紙設置圖紙的大小、樣式及風格等3. 添加或刪除組件庫4. 查找組件執(zhí)行DesignBrowse Library,打開組件管理器面板，點擊 Search按鈕，查找組件7805在哪個庫中，按照此方法繼續(xù)查 找SPX1117及電路中的元器件。5. 在原理圖中放置組件執(zhí)行菜單命令ViewFit Document,然后選中EN7805D,雙 擊組件名，光標變成十字型，游標上懸浮著一個7805芯片的輪廓，在當前窗口移動光標到原理圖中放置組件的合適位 置，單擊組件。6. 設置組件的屬性7. 導線及網絡標號8. 放置電源和接地符號9. 制作電路的10 口10. 編譯項目就是在設計文文件中檢查原理圖的電氣

5、規(guī)則錯誤。四、電路仿真1. 仿真目的：設計電路原理圖之前，有時候會對某一部分 電路設計并不十分確定，因此需要通過電路仿真來驗證。還 可以用于確定電路中某些重要器件參數(shù)。2. 仿真步驟：（1）建立PCB工程文件及原理圖文件，裝載與電路仿 真相關的元件庫。（2）在電路上放置仿真元器件（該元件必須帶有仿真模型）（3）繪制電路仿真圖，在仿真電路中添加仿真電源和 激勵源，設置仿真節(jié)點及電路的初始狀態(tài)，對仿真電路原理 圖進行ERC檢查，以糾正錯誤。（4）設置仿真分析的參數(shù)，運行仿真得到仿真結果， 修改仿真參數(shù)或更換元器件，重復以上步驟，直至獲得滿意 結果。3仿真結果各器件選擇符合設計要求，器件間連接正確五

6、、封裝Descriptio nFootpri ntComme ntLibRefCapacitor:CAPPR5-5x5104Cap2CapacitorCAPPR7.5-16x35100uCap2TypicalINFRAREDGaAs LEDCAPPR5-5x5LED0LED0Default DiodeAXIAL-0.3DiodeDiodeHeader, 2-Pi nHDR1X2輸出3MHDR1X2 1Header, 2-Pi nHDR1X2 - duplicate輸出4MHDR1X2Header, 2-Pi nHDR1X2 - duplicate輸出5MHDR1X2Header, 2-Pi n

7、HDR1X2 - duplicate輸出6MHDR1X2Header, 2-Pi n:HDR1X2 - duplicate3.3VMHDR1X2 :Header, 2-Pi nHDR1X8排針3MHDR1X2Header, 2-Pi nHDR1X8排針2MHDR1X2Header, 2-Pi n:HDR1X8排針1MHDR1X2 :ResistorAXIAL-0.31kRes2SwitchHDR2X3 CENSW DPDTSW DPDTTO-220AB78057805SOT223SPX1117SPX1117六、設計PCB板1設計步驟:(1)新建PCB設計文檔在工作版面中單擊 PCB File選

8、項，創(chuàng)建一份空白的 PCB 圖紙，系統(tǒng)自動把該 PCB圖紙加入當前的設計文檔中選擇 Add New to Project-PCB 就在工程中新添加一個 PCB文件。(2) PCB電路板編輯環(huán)境在使用PCB設計向導進行PCB檔的創(chuàng)建后，啟動了 PCB 板編輯器。分為過孔、銅膜導線。(3) PCB圖紙基本設置和組件放置定義布線板層和非電層： Add Layer按鈕，用于當前設 計的PCB板中增加一層中間層。 Add Plane按鈕，用于當前 設計的PCB板中增加一層內層。PCB圖使用環(huán)境設置和柵格設置：在主菜單欄中執(zhí)行命令 DesignBoard Options組件屬性設置：在組件未放置的情況下，

9、按下Tab鍵，將會彈出組件屬性對話框。對于已放好的組件，可直接雙擊 該組件。(4) 生成網表和更新 PCB板網表的生成：雙擊文件工作面板中對應的 SCH原理文 件，打開要創(chuàng)建網表的原理圖文件，執(zhí)行主菜單命令 DesignNetlistProtel 。Protei的網表格式：由兩部分組成，一部分是組件的定義，一部分是網絡的定義更新PCB板：在SCH原理圖編輯環(huán)境下， 先打開文件， 執(zhí)行主菜單命令 DesignUpdate PCB CLOCK.PCBDOC。（5）組件布局組件自動布局：在 PCB編輯環(huán)境下，執(zhí)行主菜單命令ToolComponentPlacementAuto Placer.組件手動布

10、局：在系統(tǒng)自動布局后，手動對組件進行調 整，自動布局功能，直接進入組件的手工布置。使用左鍵選 中組件后拖動。（6）布線規(guī)則設置在PCB電路板編輯環(huán)境下，執(zhí)行主菜單命令 DesignRules就彈出設計規(guī)則和約束對話框。（7）自動布線和手動布線自動布線：在 PCB操作接口下，執(zhí)行主菜單命令AutoRouteSetup會彈出布線設置的對話框。手動布線：可直接打開Place菜單，手動布線包括放置圓弧導線、放置導線、放置文字、放置焊盤等。（8）PCB與原理圖的相互更新由SCH原理圖更新PCB :在原理圖編輯環(huán)境下，執(zhí)行 主菜單命令 DesignUpdate PCB PCB2.PCBDOC。由PCB更新

11、原理圖：與上種方法相同。（9）PCB驗證和錯誤檢查設計規(guī)則檢查 DRC、生成檢查報告、多層板概念等。（10）放置坐標指示可以顯示PCB板上任何一點的坐標位置。（11）距離標注先將PCB電路板切換到Keep-out Layer層，然后從主 菜單執(zhí)行命令PlaceDimensionDimension,進入狀態(tài)后，鼠標 變成十字游標狀，將其移到合適位置單擊鼠標放置起點位 置，然后在放置終點位置，系統(tǒng)會自動顯示當前兩點間的距 離。（12）敷銅將電路板上沒有布線的空白區(qū)間鋪滿銅膜，以便于電 路板能更好的抵抗外部信號的干擾。（13）放置文字所有的文字都放置在絲印層上。單擊組件放置工具欄 中的Place S

12、tring按鈕，選中放置后，將鼠標移動到合適位置 就可以放置文字。（14）放置過孔用于是同板層之間導線的連接，執(zhí)行主菜單命令PlaceVia。（15）放置焊盤執(zhí)行主菜單命令PlacePad,放置焊盤結束后，設置焊盤 的屬性。對于已經放置好的焊盤，直接雙擊。2.PCB板仿真圖：BOTTOM LAYER2U2D2Pl01 C2PIO P9C3Cl 七ODprP5P4o ooooooSIoocV1D3ulZTOP LAYERSIU2D2OPl01C2ClPIOP9P8OD+ O 口 +七、電路調試及遇到的問題1. 電壓穩(wěn)壓芯片的選擇常用3.3v穩(wěn)壓芯片有 AMS1117 SPX1117, 5v穩(wěn)壓芯

13、片有7805等。為了方便采購， 針 對供應商的庫存與價格，故選擇st公司的7805與Sipex公司的SPX1117芯片。2. LED封裝問題在設計時，發(fā)光二極管選擇的是5mm通用直插封裝，但板子發(fā)下來時，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管的負極未鉆孔。初步分析認為是導線安放的問題，使得鉆銃機忽略了鉆孔。八、心得體會通過本次CAD設計，我掌握了電路設計、版圖輸出、設計仿真等一系列實用技術。 體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán) 節(jié)，從而加以彌補。本次CAD課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培 養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中， 與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了運籌帷 幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處世。課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個