基于Multisim+Proteus+Altium Designer的電路設(shè)計(jì)、仿真與制板 課件 第7章 單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板設(shè)計(jì)

第7章單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)航目標(biāo)設(shè)置能運(yùn)用模塊設(shè)計(jì)方法完成復(fù)雜電路的原理圖設(shè)計(jì)；能完成復(fù)雜電路的雙面PCB圖設(shè)計(jì)；熟悉常用的電子元器件的原理圖符號(hào)和封裝圖，熟悉常見(jiàn)的排針、排母、USB、低壓電源、RS232、PS/2及ISP接口，能查找或繪制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中沒(méi)有的元器件符號(hào)和封裝圖內(nèi)容設(shè)置以上海浩豚電子科技有限公司生產(chǎn)的DOFLYMini80E開(kāi)發(fā)板為例詳細(xì)介紹較為復(fù)雜的雙面板設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)問(wèn)題分析能力（工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的第2條），使用現(xiàn)代工具的能力（工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的第5條）本章特色運(yùn)用具體的案例，簡(jiǎn)化復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹電路的工作原理，從電路的工作原理出發(fā)，提高學(xué)生對(duì)復(fù)雜原理圖的設(shè)計(jì)能力，使學(xué)生不但能繪制電路圖，而且能理解電路的工作原理；完成單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的設(shè)計(jì)，可提高學(xué)生的電路分析能力、電路設(shè)計(jì)能力、元器件的識(shí)別能力及軟件操作能力（1）多種電源電路，能保證整個(gè)電路板的正常工作。（2）可匹配多種不同型號(hào)的單片機(jī)。（3）包含USB接口、PS/2鍵盤(pán)接口、RS232串行接口、ISP接口、DC電源接口及各種排針和排母接口。（4）能擴(kuò)展4相電機(jī)控制、直流電機(jī)控制、溫度傳感器控制、單色點(diǎn)陣控制、LCD1602和LCD12864控制。（5）包含多個(gè)不同顏色的LED、繼電器控制、紅外線發(fā)射與接收、蜂鳴器、壓敏電阻和光敏電阻檢測(cè)、獨(dú)立或矩陣鍵盤(pán)、4路A/D轉(zhuǎn)換及1路D/A轉(zhuǎn)換、串行通信、DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示、EPROM24C02數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等控制電路。（6）能與上位機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)在線編程。7.1單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的主要技術(shù)指標(biāo)7.1單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的主要技術(shù)指標(biāo)一、電源模塊原理圖7.2電源模塊電路設(shè)計(jì)圖7-2單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的電源模塊原理圖表7-1單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的電源模塊原理圖元件標(biāo)號(hào)及封裝對(duì)應(yīng)列表7.2電源模塊電路設(shè)計(jì)7.3單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)圖7-3單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊原理圖表7-2單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路原理圖元件標(biāo)號(hào)及封裝對(duì)應(yīng)列表7.3單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)7.4通信模塊電路原理圖設(shè)計(jì)圖7-8單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的通信模塊電路原理圖表7-3單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的通信模塊電路原理圖元件標(biāo)號(hào)及封裝對(duì)應(yīng)列表7.4通信模塊電路原理圖設(shè)計(jì)7.5顯示模塊電路設(shè)計(jì)圖7-12單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的顯示模塊模塊電路原理圖表7-4單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的顯示模塊電路原理圖元器件標(biāo)號(hào)及封裝對(duì)應(yīng)列表7.5顯示模塊電路設(shè)計(jì)7.6按鍵及鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)圖7-18單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的按鍵及鍵盤(pán)原理圖表7-5單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的按鍵及鍵盤(pán)原理圖元器件標(biāo)號(hào)及封裝對(duì)應(yīng)列表7.6按鍵及鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)7.7串行總線擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)圖7-20單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖7.7.1A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)7.7串行總線擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)7.7.2DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)7.7串行總線擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)7.7.3存儲(chǔ)器、溫度傳感器及紅外遙控電路設(shè)計(jì)7.8較大電流驅(qū)動(dòng)接口電路設(shè)計(jì)單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板整體原理圖7.9雙面PCB設(shè)計(jì)7.10單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力形成觀察點(diǎn)分析根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)，要求學(xué)生能運(yùn)用模塊設(shè)計(jì)方法完成復(fù)雜電路的原理圖設(shè)計(jì)；能完成復(fù)雜電路的雙面PCB圖設(shè)計(jì)；熟悉常用的電子元器件的原理圖符號(hào)和封裝圖，熟悉常見(jiàn)的排針、排母、USB、低壓電源、RS232、PS/2及ISP接口，能查找或繪制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)沒(méi)有的元器件符號(hào)和封裝圖。根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求，需對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行合理性評(píng)價(jià)，因此在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中設(shè)計(jì)了以下觀察點(diǎn)。1．檢查單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板原理圖的完整性及電氣特性，是否存在電氣連接、遺漏元器件、網(wǎng)絡(luò)連接等問(wèn)題，對(duì)其原理圖的設(shè)計(jì)能力進(jìn)行合理性評(píng)價(jià)。2．檢查原理圖中比較特殊的USB、PS/2、LCD1602、DC電源插座、電源開(kāi)關(guān)、繼電器及各種連接器的原理圖符號(hào)，對(duì)其原理圖符號(hào)的設(shè)計(jì)及元器件的識(shí)別能力進(jìn)行合理性評(píng)價(jià)。3．檢查PCB設(shè)計(jì)中的USB、PS/2、LCD1602、DC電源插座、電源開(kāi)關(guān)、繼電器及各種連接器的封裝及在PCB圖中的位置，對(duì)其封裝設(shè)計(jì)能力及元器件布局能力進(jìn)行合理性評(píng)價(jià)。4．檢查PCB圖的完整性及電氣特性，是否存在短路、開(kāi)路、封裝錯(cuò)誤、布局錯(cuò)誤等問(wèn)題，對(duì)其PCB圖的設(shè)計(jì)能力進(jìn)行合理性評(píng)價(jià)。5．詢問(wèn)學(xué)生能否利用設(shè)計(jì)的單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的原理圖，結(jié)合前期的仿真技術(shù)和單片機(jī)知識(shí)，開(kāi)展基于單片機(jī)控制的跑馬燈、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示及溫度檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)，觀察學(xué)生是否具有綜合能力和創(chuàng)新能力。本章小結(jié)

本章按照工程教育認(rèn)證的要求，完成了一塊相對(duì)比較復(fù)雜的單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)電路板的原理圖及PCB圖的設(shè)計(jì)，涉及原理圖元器件、PCB封裝、原理圖及PCB圖設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工作量較大。對(duì)于剛接觸電路設(shè)計(jì)的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度大，學(xué)生最大的難點(diǎn)是對(duì)元器件不熟悉，不知道元器件的形狀、功能、封裝，找不到元器件的設(shè)計(jì)