自动打铃系统实验报告.docx

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自动打铃系统实验报告

目录

一、设计要求……………………………………………………1

1.1项目功能概述

1.2设计环境

二、总体设计要求……………………………………………1

2.1系统总体结构框图、模块划分……………………………1

2.2系统软件流程图……………………………………………2

三、详细设计…………………………………………………2

3.1模块1………………………………………2

3.1.1硬件设计

1.该模版块功能

2.芯片选择

（各芯片功能、引脚等介绍）

3.该模块的硬件连接

（附上该模块硬件链接图）

3.1.2软件设计

该模块所用的主要函数及其功能说明

3.2模版2

3.2.1硬件设计……………………………………………2

1.芯片选择（芯片介绍）

2.该模块的硬件连接

3.1.2软件设计

该模块所用的主要函数及其功能介绍

四、详细制作…………………………………………………6

4.1原理图制作过程、遇到的问题及处理方法………………6

4.2PCB图制作过程、遇到的问题及处理方法………………7

4.3PCB板制作过程、遇到的问题及处理方法………………8

4.4元器件焊接过程、遇到的问题及处理方法

4.5烧写程序的步骤……………………………………………9

4.6整机调试过程、遇到的问题及处理方法

五、小结………………………………………………………12

5、1收获………………………………………………12

5.2体会………………………………………………12

六、参考资料………………………………………………13

七、总结…………………………………………………13

一、设计要求

1.1项目功能概述

系统正常工作时,在液晶屏的第一行用汉字显示”自动打铃系统”,第二行会显示当前时间,在随后的四行显示最近要打铃的时间,即将要打铃的时间用黑底白字显示,四行时间一页.如果该页的最后一个时间打过铃后,自动翻页,将下一页的4个打铃时间显示出来;用户可以通过按键修改当前时间或打铃时间.

1.2设计环境

KeiluVision2

PADSLayout

PADSRouter

二、总体设计要求

2.1系统总体结构框图、模块划分

2.2系统软件流程图

三、详细设计

3.1模块1

3.2硬件设计

3.3各单元的功能描述

（1）对单片机进行编程，使主要功能由软件控制实现，从而简化硬件电路。

（2）单片机通过程序控制输出各种电脉冲信号来驱动数码管以及报时电路的正常工作。

（3）单片机通过对端口高低电平的扫描从而判断键盘的工作情况，键盘通过单片机输出来影响显示电路和报时电路的工作。

整个电路的工作流程为：

单片机内部计数器持续计数，得到的数据通过程序的控制转化成时间，并通过对输出端口输出不同的高低电平来控制数码管和蜂鸣器的工作。

与此同时，单片机还在不停地扫描连接键盘的输入端口，通过得到输入端口的不同电平来判断键盘的工作情况，再通过程序的控制来影响数码管和蜂鸣器的工作。

3.4电路连接图

设计的电路主要由四模块构成：

单片机控制电路，显示电路、详细电路功能图如图3-2：

图3-2详细电路功能图

3.5元器件清单列表

3.6所用芯片的管脚图

AT89C51

晶振

四、详细制作

4.1原理图制作过程、遇到的问题及处理方法

4.2PCB图制作过程、遇到的问题及处理方法

一般PCB基本设计流程如下：

前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。

第一：

前期准备。

这包括准备元件库和原理图。

在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。

元件库可以用peotel自带的库，但一般情况下很难找到合适的，最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。

自己做元件，先用到PADSLogic制作元件图，然后用PADSLayout制作封装，最后制作Part。

第二：

PCB结构设计。

这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在PCB设计环境下绘制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。

并充分考虑和确定布线区域和非布线区域（如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域）。

第三：

PCB布局。

布局说白了就是在板子上放器件。

这时如果前面讲到的准备工作都做好的话，就可以在原理图上生成网络表（Design->CreateNetlist），之后在PCB图上导入网络表（Design->LoadNets）。

就看见器件哗啦啦的全堆上去了，各管脚之间还有飞线提示连接。

然后就可以对器件布局了。

在制作过程中，遇到十分多问题，其中有对这个做元件的工具不熟悉，一些做PCB的步骤，如：

怎么建立库，导入库，做元件封装等都忘了七七八八。

之后通过老师的一步步教导，终于记起和知道怎么做了。

之后在在制作原理图时，发现不知道怎么用addbus线，之后通过同学才明白怎么做。

最让我们头痛的是布局时，最后测试导通性时，连续从新做了很多次布局，都发现有线未导通，最后采取自己连接时，无论运用穿孔从上层或下层都无法连接通。

4.3PCB板制作过程、遇到的问题及处理方法

在做完PCB原理图的前提下，首先在工具中按下PADSLayoutLink,按Design的SendNetlist把原理图生成元件，然后根据生成元件的大小，大概画出板的框架大小，之后按dispersecomponents散装元件，把大的元件合理的放入在框架，并把主要的元件固定好，之后按下Automaticclusterplacement自动把小元件放入框架中，然后把电源线，地线和剩余的线设定好大小。

之后按下工具的PADSrouter，打开并检测布线是否成功。

在制作PCB板的过程中，遇到了一点小问题。

在最后的连接线是否导通时，总有一条到两条线是不能导通的，之后有尝试过自己来挖孔连接，但是失败了，然后就尝试了重新放置元器件，也同样失败告终，之后就把电源线和地线的大小改小了，之后问题就解决了。

4.4烧写程序的步骤

4.5整机调试过程、遇到的问题及处理方法

五、小结

5、1收获

起初设计方案为用喇叭发音，考虑到驱动问题，就换成了蜂鸣器。

在用蜂鸣器进行仿真调试时，我们遇到了困难：

蜂鸣器不发音。

我们修改了三极管的串联电阻的阻值，把蜂鸣器的高位端电压由5v改为9v，改变了程序中的发音频率，蜂鸣器始终不发音。

我们通过查阅大量资料，请教老师，最后把蜂鸣器自身的频率调大，蜂鸣器终于响了。

但蜂鸣器的发出的声音没有高低音之分，我们又修改发音频率，即修改延时时间。

该延时只能在很小的范围内变化，超出了该范围，蜂鸣器也不发音。

从蜂鸣器的发音调试中，我认识到喇叭和蜂鸣器有较大的区别：

如喇叭的阻值为8而我们测出来的蜂鸣器的阻值为14M，另外喇叭和蜂鸣器的发音频率也不同，在交换着两个元件时对其驱动电压、自身频率、发音频率均需作出改变。

5.2体会

六、参考资料

1.单片机简易秒表毕业设计XX文库2010-06-19

2.PowerPCB印制电路板设计入门与典型实例2009-02第一版

3.单片机应用技术教程2010-01第二次印制

4.DP-51PROD实验指导2010-06-28

5.单片机实用技术人民邮电出版社2008年4月第一版

七、总结

经过两周的单片机课程设计，我们基本完成了课题基本和拓展要求。

功能上基本达标：

一是如何运用单片机实现计时；二是如何显示时间；三是如何利用安键实施对秒表的控制，方便快捷；报时功能准确可靠。

虽然存在一些不足，如：

在蜂鸣器进行报时及进行按键操作时，数码管在一直闪烁，时间精度有偏差。

但由于时间比较短，我们来不及作优化，但我们弄清了出现这些现象的原因。

数码管闪烁是因为在报时和按键时，我们在程序里有设置延时，即在该延时段只进行报时和按键，中断了数码管的显示，所以数码管在闪烁。

另外，在本次设计的过程中，我们发现了我们自身的很多问题。

理论学得不扎实，实际操作能力不够，做事马虎，总是会出现一些低级错误。

不过，在这次课程设计的过程中，我们也学到了很多东西，除了加强巩固了我们的理论知识外，还提高了我们发现问题并自行解决问题的能力，同时还认识到仿真和实际硬件存在很大的区别：

仿真中能实现的实际硬件不一定能实现，如驱动等；实际硬件中能实现的仿真中不一定能实现，如实际中我们给蜂鸣器5v电压即可，但仿真中却不行。

此外，还认识到方案与实现方案也有很大的差距，如软件设计时，通过查阅资料我们设计的程序思路很简单，可到我们实际编程的时候才发现很多细节我们并不知道该怎么去处理。

总的来说，本次课程设计收获颇丰，最主要的收获是不管做什么事，光有思路是不够的，必须把思路实际化、实践化，这样才能发现自己的不足，提高自己的能力。