小型單片機供電電路

1、小型單片機供電電路1 前言2 方案分析3 繪制原理圖4 電路仿真五封裝六設(shè)計PCB板七電路調(diào)試及遇到的問題八心得體會九元器件清單十致謝1、 前言 隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電路設(shè)計自動化（EDA）在設(shè)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(shè)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(fù)雜，早期的EDA無法滿足客戶需求，因此電子線路CAD應(yīng)運而生。奧騰公司的AD系列CAD軟件因其操作簡單、易學(xué)易懂和功能強大等優(yōu)勢逐漸成為了主流CAD設(shè)計輔助軟件。2、 方案分析1. 整體思路 該電路主要作用是為單片機提供+5V和+3.3V穩(wěn)壓電

2、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?qū)ǘO管，以保護電池。在二極管后接一個開關(guān)，控制電路的開啟或關(guān)閉。由于電池提供的電流不穩(wěn)定，故在7805輸入端前濾波網(wǎng)絡(luò)。濾波網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)，即并聯(lián)一個0.1uF的瓷片電容。為了顯示電路

3、的工作狀態(tài)，在后置濾波網(wǎng)絡(luò)后并聯(lián)一個發(fā)光二極管，發(fā)光二極管接一個1K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。3、 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)建一張新的原理圖圖紙 設(shè)置圖紙的大小、樣式及風(fēng)格等3. 添加或刪除組件庫

4、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(biāo)變成十字型，游標(biāo)上懸浮著一個7805芯片的輪廓，在當(dāng)前窗口移動光標(biāo)到原理圖中放置組件的合適位置，單擊組件。6. 設(shè)置組件的屬性7. 導(dǎo)線及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號8. 放置電源和接地符號9. 制作電路的IO口10. 編譯項目 就是在設(shè)計文文件中檢查原理圖的電氣規(guī)則錯誤。4、 電路仿真 1.仿真目的：設(shè)計電路原理圖之前，有時候

5、會對某一部分電路設(shè)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(guān)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(shè)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(shè)置仿真分析的參數(shù)，運行仿真得到仿真結(jié)果，修改仿真參數(shù)或更換元器件，重復(fù)以上步驟，直至獲得滿意結(jié)果。3.仿真結(jié)果各器件選擇符合設(shè)計要求，器件間連接正確。五、封裝DescriptionFootprintCommentLib

6、RefCapacitorCAPPR5-5x5104Cap2CapacitorCAPPR7.5-16x35100uCap2Typical INFRARED GaAs LEDCAPPR5-5x5LED0LED0Default DiodeAXIAL-0.3DiodeDiodeHeader, 2-PinHDR1X2輸出3MHDR1X2_1Header, 2-PinHDR1X2 - duplicate輸出4MHDR1X2Header, 2-PinHDR1X2 - duplicate輸出5MHDR1X2Header, 2-PinHDR1X2 - duplicate輸出6MHDR1X2Header, 2-P

7、inHDR1X2 - duplicate3.3VMHDR1X2Header, 2-PinHDR1X8排針3MHDR1X2Header, 2-PinHDR1X8排針2MHDR1X2Header, 2-PinHDR1X8排針1MHDR1X2ResistorAXIAL-0.31kRes2SwitchHDR2X3_CENSW DPDTSW DPDTTO-220AB78057805SOT223SPX1117SPX11176、 設(shè)計PCB板 1.設(shè)計步驟：（1）新建PCB設(shè)計文檔 在工作版面中單擊PCB File選項，創(chuàng)建一份空白的PCB圖紙，系統(tǒng)自動把該PCB圖紙加入當(dāng)前的設(shè)計文檔中選擇Add New

8、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(shè)計向?qū)нM行PCB檔的創(chuàng)建后，啟動了PCB板編輯器。分為過孔、銅膜導(dǎo)線。（3）PCB圖紙基本設(shè)置和組件放置定義布線板層和非電層：Add Layer按鈕，用于當(dāng)前設(shè)計的PCB板中增加一層中間層。Add Plane按鈕，用于當(dāng)前設(shè)計的PCB板中增加一層內(nèi)層。PCB圖使用環(huán)境設(shè)置和柵格設(shè)置：在主菜單欄中執(zhí)行命令DesignBoard Options組件屬性設(shè)置：在組件未放置的情況下，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(wǎng)表和更新PCB板網(wǎng)表的生成：雙擊文

9、件工作面板中對應(yīng)的SCH原理文件，打開要創(chuàng)建網(wǎng)表的原理圖文件，執(zhí)行主菜單命令DesignNetlistProtel。Protei的網(wǎng)表格式：由兩部分組成，一部分是組件的定義，一部分是網(wǎng)絡(luò)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.組件手動布局：在系統(tǒng)自動布局后，手動對組件進行調(diào)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(shè)置在PCB電路板編輯

10、環(huán)境下，執(zhí)行主菜單命令DesignRules就彈出設(shè)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A(yù)uto RouteSetup會彈出布線設(shè)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(dǎo)線、放置導(dǎo)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更新原理圖：與上種方法相同。（9）PCB驗證和錯誤檢查 設(shè)計規(guī)則檢查DRC、生成檢查報告、多層板概念等。（10）放置坐標(biāo)指示 可以顯示PCB板上任何一點的

11、坐標(biāo)位置。（11）距離標(biāo)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(biāo)變成十字游標(biāo)狀，將其移到合適位置單擊鼠標(biāo)放置起點位置，然后在放置終點位置，系統(tǒng)會自動顯示當(dāng)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 String按鈕，選中放置后，將鼠標(biāo)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(dǎo)線的連接，執(zhí)行主菜單命令PlaceVia。（15）放置

12、焊盤 執(zhí)行主菜單命令PlacePad,放置焊盤結(jié)束后，設(shè)置焊盤的屬性。對于已經(jīng)放置好的焊盤，直接雙擊。2.PCB板仿真圖：BOTTOM LAYERTOP LAYER7、 電路調(diào)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)壓芯片有7805等。為了方便采購，針對供應(yīng)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(shè)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(dǎo)線安放的問題，使得鉆銑機忽略了鉆孔。八、心得體會通過本次CAD設(shè)計，我掌握了電路設(shè)計、版圖輸出、設(shè)計仿真等一系列實用技術(shù)。體會了學(xué)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(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。本次CAD課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)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(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的