【文章內(nèi)容簡介】 。 3)FPGA 系統(tǒng)：用戶可以用它進行可編程邏輯器件的設(shè)計，將設(shè)計完成后生成的熔絲文件燒錄到邏輯器件中，就可以制作具備特定功能的元器件了。 4)VHDL 系統(tǒng)：主要用來進行硬件的編程工作。 Designer 改進方面 Altium Designer 解決了大量歷史遺留的工具問題。新版本中更關(guān)注于改進測試點的分配和管理、精簡嵌入式開發(fā)、軟設(shè)計中智能化調(diào)試和流暢的 License 管理功能。增強了圖形化 ERC 違規(guī)顯示。改進了 DirectX 圖形重建速度。 PCB 板機械層設(shè)定增加到 32 層?？梢詾?FPGA 儀器編寫腳本等等。 武漢理工大學《 Protel》課程設(shè)計 3 2 電子時鐘系統(tǒng)設(shè)計 本次課程設(shè)計目的是設(shè)計一個電子時鐘，利用廉價的 STC89C52 作為主控芯片，以Dallas 生產(chǎn)的 DS12C887 作為時鐘芯片，其最大的特點是不需要外接晶振。設(shè)計 3 個獨立按鍵用于設(shè)置時間。使用 LCD1602 作為顯示 器顯示時間。電源部分采用 LM7805 作為穩(wěn)壓源輸出 5V 電壓，另設(shè)一個插座可以從 USB 接口供電，實現(xiàn)了兩路供電，加一個開關(guān)用于選擇。 以下是 系統(tǒng)的原理框圖。 圖 1 系統(tǒng)框圖 MCU 控制器簡介 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器 。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復位電路， 2 個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工 串行口 。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作， 單片機 獨立鍵盤 LCD1602 DS12C887 穩(wěn)壓電源 電源 武漢理工大學《 Protel》課程設(shè)計 4 允許 RAM、 定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機 一切工作停止，直到下 一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz， 6T/12T 可選。 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)包括振蕩器電路，復位電路，單片機 EA 端接高電平（ Vcc）， P0 口需要接上拉電阻（ 10K）。振蕩器電路選用 12MHz 晶振，兩個 30pf 電容，振蕩器電路接單片機 XTAL1 和 XTAL2 引腳。 單片機最小系統(tǒng)原理圖如下。 圖 2 單片機最小系統(tǒng) 獨立鍵盤 獨立鍵盤的原理是：單片機的 I/O 口既可以作為輸出也可以作為輸入使用，當檢測按鍵時用的是它的輸入功能，我們把按鍵的一端接地，另一端與單片機的某個 I/O 口相連，開始時先給該 I/O 口賦一高電平，然后讓單片機不斷的檢測該 I/O 口是否為低電平，當按鍵閉合時，即相當于該 I/O 口通過按鍵與地相連，變成低電平，程序一旦檢測到 I/O 口變?yōu)榈蛣t說明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應的指令。本次設(shè)計采用 3 個獨立按鍵，分別用來實現(xiàn)設(shè)置調(diào)節(jié)位數(shù)，時間加和時間減三種功能。 武漢理工大學《 Protel》課程設(shè)計 5 圖 3 獨立按鍵 模塊 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。 在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點： 1) 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。 2) 數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 武漢理工大學《 Protel》課程設(shè)計 6 3) 體積小 4) 重量輕 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 5) 功耗低 相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 1 所示： 表 1 控制命令表 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 武漢理工大學《 Protel》課程設(shè)計 7 圖 4LCD1602 時鐘芯片 DS12C887 時鐘芯片能夠自動產(chǎn)生世紀、年、月、日、時、分、秒等時間信息，其內(nèi)部有世紀寄存器，從而利用硬件電路解決“千年”問題。 DS12C887 中自帶鋰電池，外部掉電時，其內(nèi)部時間信息還能夠堅持 10 年之久。對于一天內(nèi)的時間記錄，有 12 小時制和24 小時制兩種模式。在 12 小時制模式中，用 AM 和 PM 區(qū)分上午和下午；芯片內(nèi)部時間的存儲方式也有兩種，一種用二進制數(shù)表示，另一種是 BCD 碼表示。 DC12C887 時鐘芯片中帶有 128B RAM，其中 11B RAM 用來存儲時間信息； 4B RAM 用來存儲 DS12C887 的控制信息，稱為控制寄存器； 113B 通用 RAM 供用戶使用。此外，用戶還可以對 DS12C887進行編程以實現(xiàn)多種方波輸出，并可對其內(nèi)部的三路中斷通過軟件進行屏蔽。該芯片內(nèi)部有一個精密的溫度補償電路用來監(jiān)視 VCC 的狀態(tài)，如果檢測到主電源故障，該器件可以自動切換到備用電源供電。 Vbackup 引腳用于支持可充電電池或超級電容，內(nèi)部包括一個始終有效的涓流充電器。 DS12C887 可以通過一個多路復用的單字節(jié)接口訪問，該接口支持 Intel 模式和 Motorola 模式。 DS12C887 將它自己與石英晶體和電池集成在一起。 武漢理工大學《 Protel》課程設(shè)計 8 圖 5DS12C887 芯片 電源模塊 圖 6 電源電路 該電路采用變壓器與三端穩(wěn)壓器 7805 相結(jié)合。使 220V電壓經(jīng) 220V~12V變壓器變壓，降為 12V。經(jīng)過橋式整流并利用兩個容量較大的電容濾波，從而得到較為穩(wěn)定的直流電壓。通過 7805 型號的三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓之后，輸出一個電壓為 5V 的直流穩(wěn)壓電源。 武漢理工大學《 Protel》課程設(shè)計 9 3 原理圖繪制 Altium Designer 電路原理圖的設(shè)計流程如圖 7 所示： 圖 7 設(shè)計流程 創(chuàng)建新的 PCB 工程文件 啟動 Altium Designer，依次執(zhí)行菜單命令【 File】、【 New】、【