【文章內(nèi)容簡介】 以設計32個信號層，16個電源地層和16個機加工層。一、Protel 99 SE的系統(tǒng)組成按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se主要包含以下兩大部分和6個功能模塊。電路工程設計部分 (1)電路原理設計部分(Advanced Schematic 99)：電路原理圖設計部分包括電路圖編輯器(簡稱SCH編輯器)、電路圖零件庫編輯器(簡稱Schlib編輯器)和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關電路圖和零件庫的各種報表。(2)印刷電路板設計系統(tǒng)(Advanced PCB 99)：印刷電路板設計系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器(簡稱PCB編輯器)、零件封裝編輯器(簡稱PCBLib編輯器)和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。(3)自動布線系統(tǒng)(Advanced Route 99)：本系統(tǒng)包含一個基于形狀(Shapebased)的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實現(xiàn)PCB設計的自動化。電路仿真與PLD部分(1)電路模擬仿真系統(tǒng)(Advanced SIM 99)：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字/模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進行信號模擬仿真，從而驗證其正確性和可行性。(2)可編程邏輯設計系統(tǒng)(Advanced PLD 99)：可編程邏輯設計系統(tǒng)包含一個有語法功能的文本編輯器和一個波形編輯器(Waveform)。本系統(tǒng)的主要功能是；對邏輯電路進行分析、綜合；觀察信號的波形。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部件，使數(shù)字電路設計達到最簡化。(3)高級信號完整性分析系統(tǒng)(Advanced Integrity 99）：信號完整性分析系統(tǒng)提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析PCB設計、檢查電路設計參數(shù)、實驗超調(diào)量、阻抗和信號諧波要求等。二、Protel 99 SE的功能特性開放式集成化的設計管理體系超強功能的、修改與編輯功能強大的設計自動化功能本設計中，PCB的設計如圖51所示：圖51 PCB板的設計電路 系統(tǒng)調(diào)試與系統(tǒng)測試 系統(tǒng)軟件調(diào)試單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部份組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。 系統(tǒng)硬件調(diào)試本設計的硬件部分通過調(diào)試，在調(diào)試過程中遇到很多問題，由于本單路是由面包板搭成的，所以電路不穩(wěn)定。剛開始數(shù)碼管全亮但是單片機供電出現(xiàn)問題，用萬用表測試后發(fā)現(xiàn)單片機地線連接斷路，問題解決后在顯示測試過程中數(shù)碼管顯示不變，然后發(fā)現(xiàn)一片573芯片發(fā)熱，斷電后用萬用表測試發(fā)現(xiàn)連接該573芯片的數(shù)據(jù)口出現(xiàn)斷路，再次更換面包板后，測試顯示部分基本正常，有時會出現(xiàn)數(shù)碼管g段顯示不穩(wěn)定，分析后可能因上次g段數(shù)據(jù)斷路導致573芯片發(fā)熱有損壞，更換新的573后顯示正常。其調(diào)試內(nèi)容為：1)面包板接通電源，調(diào)試數(shù)碼管全亮顯示效果，數(shù)碼管調(diào)試結果如圖52所示：圖52 數(shù)碼管調(diào)試2)被測電阻的調(diào)試，按下Sr鍵后，閉合開關Srg,數(shù)碼管顯示被測電阻20K的阻值，電阻調(diào)試經(jīng)修正后的結果如圖53所示：圖53 電阻調(diào)試3)被測電容的調(diào)試，按下Sc鍵后，數(shù)碼管顯示被測電容103的示值: 電容調(diào)試經(jīng)修正后的結果如圖54所示：圖54 電容調(diào)試 系統(tǒng)測試(1)測試原理：在系統(tǒng)設計中，以MCS51單片機為核心的電阻、電容、電感測試儀，將電阻，電容，電感，使用對應的振蕩電路轉(zhuǎn)化為頻率實現(xiàn)各個參數(shù)的測量。其中電阻和電容是采用555多諧振蕩電路產(chǎn)生的，而電感則是根據(jù)電容三點式產(chǎn)生的，將振蕩頻率送入AT89C52的計數(shù)端端，通過定時并且計數(shù)可以計算出被測頻率，再通過該頻率計算出被測參數(shù)。以Keil51為仿真平臺，使用C語言與匯編語言混合編程編寫了系統(tǒng)應用軟件；包括主程序模塊、顯示模塊、電阻測試模塊、電容測試模塊和電感測試模塊。(2)測試方法：在測試時將被測參數(shù)通過本系統(tǒng)測量出來的示值與參數(shù)的標稱值進行對比，進而可以知道本系統(tǒng)的測試精度。(3)測試儀器：示波器，萬用表，穩(wěn)壓電源，計算機。(4)測試結果：通過按鍵，實現(xiàn)其按鍵所對應的功能，并觀察測試結果，對設計進一步的進行校正和對實現(xiàn)功能的可靠性的確認，并記錄觀察結果。測試結果如下：a)電阻測試數(shù)據(jù)如表51所示。表51電阻測試數(shù)據(jù)標稱值(Ω)振蕩頻率（Hz）系統(tǒng)測量（Ω）相對誤差(%)33069293332009501205530498152847005036489220000259619216470000157464683b) 電容測試數(shù)據(jù)如表 52所示。表 52電容測試數(shù)據(jù)讀取示值（pF）振蕩頻率（Hz）標稱值（pF）相對誤差值（%）10331610105104299620622416199583c) 由于電感制作復雜本次測試暫未對電感進行測試。(4)測試分析：在實際測量中，由于測試環(huán)境，測試儀器，測試方法等都對測試值有一定的影響，都會導致測量結果或多或少地偏離被測量的真值。為了減小本設計中誤差的大小，主要利用修正的方法來減小本測試儀的測量誤差。所謂修正的方法就是在測量前或測量過程中，求取某類系統(tǒng)誤差的修正值。在測量的數(shù)據(jù)處理過程中選取合適的修正值很關鍵，修正值的獲得有三種途徑。第一種途徑是從相關資料中查??；第二種途徑是通過理論推導求??；第三種途徑是通過實驗求取。本測試修正值選取主要通過實驗求取，對影響測量讀數(shù)的各種影響因素，如溫度、濕度、電源電壓等變化引起的系統(tǒng)誤差。通過對相同被測參數(shù)的多次測量結果和不同被測參數(shù)的多次測量選取平均值，最后確定被測參數(shù)公式的常數(shù)K值，從而達到減小本設計系統(tǒng)誤差的目的。由于振蕩電路外圍器件由電容電阻分立元件搭接而成，所以由振蕩電路產(chǎn)生的被測參數(shù)對應的頻率有一定的誤差，所以只能通過多次實驗測量，選取合適的修正值來盡可能的減少本測試系統(tǒng)的誤差。設計總結6 結論與展望畢業(yè)論文是一次非常好的將理論與實際相結合的機會，通過對電阻、電容、電感測試儀的課題設計，鍛煉了我的實際動手能力，增強了我解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。本設計的硬件電路圖簡單,可降低生產(chǎn)成本。采用單片機可提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,縮小系統(tǒng)的體積,調(diào)試和維護方便，而且以MCS51單片機最小系統(tǒng)為核心的設計能夠滿足了整個系統(tǒng)的工作需求，555振蕩器實現(xiàn)了被測電阻和被測電容參數(shù)的頻率化，電容三點式振蕩電路實現(xiàn)了被測電感參數(shù)的頻率化，被測頻率通過CD4052模擬開關送入單片機計數(shù)，再經(jīng)過顯示電路顯示被測參數(shù)的測量值，軟件用C語言編程，根據(jù)具體情況控制啟動被測參數(shù)的相應程序,能靈活控制被測參數(shù)的檔位切換。經(jīng)過測試，系統(tǒng)各個模塊都能正常共組，成功地達到了設計的硬件要求。系統(tǒng)的軟件部分是系統(tǒng)實現(xiàn)各種工作狀態(tài)的關鍵。通過結合硬件電路，在Keil51的平臺上，使用C語言與匯編語言混合編程編寫了系統(tǒng)應用程序，使程序能夠正常運行，實現(xiàn)了設計的要求。總之，整個系統(tǒng)的工作正常，完成了設計任務的全部要求。雖然本系統(tǒng)完成了設計設計要求，但其中仍然存在著很多需要改進的地方。作品實測中，測量電容值有一定的誤差，而且C值越大時誤差越大，該誤差則是來源于振蕩電路產(chǎn)生的頻率和單片機程序上的誤差。希望在之后的設計之中能夠得到進一步解決。在人機交換方面，顯示部分可以改用顯示效果更好的液晶屏顯示，使系統(tǒng)工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)顯示更加清晰、更加人性化。致謝致 謝本文是作者在西安交通大學城市學院做畢業(yè)設計期間學習、工作的總結，是在導師xxxxxx老師指導下完成的。在這幾個月畢業(yè)設計的學習和工作中，導師的精心指導和培養(yǎng)使我在各個方面都受益非淺。在分析問題、解決問題及獨立工作的能力有了很大的提高。在此期間，xx老師提出了很多有益的建議并給予我很大幫助。在本文的課題研究及寫作過程中，也給予了大力支持。在此謹向xx老師表示衷心的感謝。在城市學院這個學習氛圍活躍、團結友愛的集體里，大家互相幫助，彼此討論問題，共同提高。在此也要感謝我的各位學友，有了大家的支持和幫助使得論文研究工作得以順利的進行。最后，再次向xxxxxx老師以及幫助過我的同學們表示最真誠的謝意！參考文獻參 考 文 獻[1]申忠如，申淼，2008年3月第1版[2]申忠如，郭福田，丁暉．現(xiàn)代測試技術與系統(tǒng)設計．西安：西安交通大學出版社，．[3][M].北京化學工業(yè)出版社，2004 [4]，1997[5]，2001[6]，2002[7]，ISBN7 81082 169 5TP [8]，2008[9] Design of Elektronic Equipment,CRC Press on2001[10] termiznew polprzewodnik 附錄附 錄附錄一　系統(tǒng)原理圖及PCB附圖１附圖２附錄二　源程序源程序：include include include include unsigned char inte=0。 //頻率值溢出定時器值unsigned long int uu=0。 //頻率相對應的計數(shù)值unsigned long int ff=0。 //實際頻率值typedef unsigned char uchar。typedef unsigned int uint。 uchar key1。 int m=0,w=0,q=0,b=0,s=0,g=0。define LEDSEG XBYTE[0xbfff]define LEDDAT XBYTE[0xdfff]/*** 按鍵 ***/sbit sl=P1^0。sbit sc=P1^1。sbit sr=P1^2。sbit fw=P3^5。 sbit srg=P1^5。sbit srd=P1^6。 void delay_5ms(){ uchar i,j。 for(j=0。j5。j++) for(i=0。i125。i++){。}}void delay_50us(){ uchar i。 for (i=0。 i6。 i++){。}}void display(uchar num,uchar seg){ switch(num) { case 1:num=0x06。break。 case 2:num=0x5b。break。 case 3:num=0x4f。break。 case 4:num=0x66。break。 case 5:num=0x6d。break。 case 6:num=0x7d。break。 case 7:num=0x07。break。 case 8:num=0x7f。break。 case 9:num=0x6f。break。 case 0:num=0x3f。break。 default :num=0x00。break。 } switch(seg) { case 1:seg=0x01。break。 case 2:seg=0x02。break。 case 3:seg=0x04。break。 case 4:seg=0x08。break。 case 5:seg=0x10。break。 case 6:seg=0x20。break。 default :seg=0x00。break。 } LEDSEG=seg。 delay_50us()。 LEDDAT=num。 delay_50us()。}void timer1(void) interrupt 3{ TL1=0x00。 TH1=0x00。}void cafrequent(void) reentrant{ long int l1=0x00。 long int h1=0x00。 float tt=0。 //tt用于計算頻率 TMOD=(TMODamp。0x0F)|0x90。 TH1=0x00。 TL1=0x00。 ET1=1。 EA=1。 while(fw==1)。 TR1=1。 while(fw==0)。 while(fw==1)