【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 dvanced Schematic 99） ： 繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫(kù)；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫(kù)的各種報(bào)表。 （ 2）印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ Advanced PCB 99） ： 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(dòng)布線系統(tǒng)（ Advanced Route 99） ： 無(wú)柵格自動(dòng)布線 器，用于印刷電路板的自動(dòng)布線，以實(shí)現(xiàn) PCB 設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 （ 4）電路模擬仿真系統(tǒng)（ Advanced SIM 99） ： 可提供連續(xù)的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，以便對(duì)電路原理圖進(jìn)行信號(hào)模擬仿真，從而驗(yàn)證其正確性和可行性。 （ 5）可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ Advanced PLD 99） ： 對(duì)邏輯電路進(jìn)行分析、綜合；觀察信號(hào)的波形。利用 PLD 系統(tǒng)可以最大限度的精簡(jiǎn)邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計(jì)達(dá)到最簡(jiǎn)化。 （ 6）高級(jí)信號(hào)完整性分析系統(tǒng)（ Advanced Integrity 99）分析 PCB 設(shè)計(jì)、檢查電路設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)超調(diào)量、阻 抗和信號(hào)諧波要求等。 Protel 99 SE 的功能特性 ： （ 1） 開(kāi)放式集成化的設(shè)計(jì)管理體系 。 （ 2） 超強(qiáng)功能的修改與編輯功能 。 （ 3） 強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能 。 仿真軟件： Proteus Proteus 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。 該軟件的特點(diǎn)： （ 1） 全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 （ 2） 具有模擬電路仿真、數(shù)字 電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤(pán)和 LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。 （ 3） 目前支持的單片機(jī)類型有： 68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、 ARM PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片 等 。 （ 4） 支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真 5 AVR、 PIC、 ARM 等。 第 頁(yè) 14 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境： Keil uVision3 Keil 軟件是目前最流行開(kāi)發(fā) MCS51系列單片機(jī)的軟件 ， Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 Keil提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工 具，全 Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 Keil C51 軟件操作界面如下圖 。 圖 Keil C51 軟件操作界面 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)如圖 。 第 頁(yè) 15 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)圖 程序流程如圖 。 圖 數(shù)據(jù)處理模塊流程圖見(jiàn)圖 。 顯示部分模塊流程圖見(jiàn)圖 。 初始化 判 斷有鍵 鍵盤(pán)掃描 Y 處理按鍵的鍵值 顯示 測(cè)相 測(cè)頻 鍵值 N 0XFEH 0XFDH 主程序 鍵盤(pán)掃描 數(shù)據(jù)處理 頻率及相位顯示 第 頁(yè) 16 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 圖 圖 根據(jù)所得數(shù)值查表找到相應(yīng)段碼 調(diào)用延時(shí)函數(shù) 送入位碼 調(diào)用延時(shí)函數(shù) 返回主程序 顯示程序開(kāi)始 判斷鍵值 0XFE 0XFD 初始化 T0,開(kāi)啟 TR0,EA 調(diào)用延時(shí)函數(shù)延時(shí)一秒 關(guān)閉 TR0 提取出 TH0, TL0 返回主程序 初始化 T1，開(kāi)啟 TR1 INT1=1 時(shí) T1開(kāi)始工作 INT1=0 時(shí)，TR1=0 提取出 TL1 數(shù)據(jù)處理程序開(kāi)始 第 頁(yè) 17 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 5 系統(tǒng)調(diào)試 Proteus 軟件仿真 Proteus 仿真總圖 Proteus 仿真結(jié)果總圖見(jiàn)附錄 2 和附錄 3。 Proteus 仿真的元件參數(shù) Proteus 仿真元件參數(shù)見(jiàn)表 所示。 表 Protues仿真元件參數(shù)表 元件編號(hào) 元件型號(hào) 元件編號(hào) 元件型號(hào) 電阻 R1 510 電阻 R18 100 電阻 R2 10K 電阻 R19 30K 電阻 R3 10K 電阻 R20 30K 電阻 R4 100 排阻 RP1 1K 電阻 R5 510 排阻 RP2 1K 電阻 R6 10K 無(wú)極性電容 C1 電阻 R7 10K U1 AT89C52 電阻 R8 100 U2:A LM324 電阻 R9 510 U2:B LM324 電阻 R10 510 U3:A 74HC02 電阻 R11 100 U3:B 74HC02 電阻 R12 100 U4 74HC573 電阻 R13 100 U5 ULN2803 電阻 R14 100 U6 74HC573 電阻 R15 100 U7 74HC138 電阻 R16 100 U8 741 電阻 R17 100 U9 7408 Proteus 仿真的具體操作 軟件仿真是設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分，一般來(lái)說(shuō)，如果能夠在軟件仿真獲得成功，下一步的硬件調(diào)試就不會(huì)出多大的問(wèn)題。我們運(yùn) 用的軟件仿真平臺(tái)式 Proteus 的 ISIS 仿真工具。首先按硬件調(diào)試平臺(tái)或者是根據(jù)設(shè)計(jì)的原理圖繪制出仿真的原理總圖，然后根據(jù)需要一部分一部分的進(jìn)行調(diào)試。 在進(jìn)行軟件調(diào)試的時(shí)候，特別是對(duì)移相及整形電路進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，為了看它的時(shí)序是否符合技術(shù)資料上的時(shí)序要求，最好單步進(jìn)行調(diào)試。這里提供了一個(gè)比較好的解決方案。通過(guò) KEIL C 和 Proteus （及以上版本），可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)讓 Proteus 和 KEIL C聯(lián)合調(diào)試，并通過(guò) ISIS 的數(shù)字示波器實(shí)時(shí)監(jiān)視單總線的時(shí)序。連接圖如圖 所示。 第 頁(yè) 18 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 頻率及相位測(cè)試儀部分的 仿真連接見(jiàn)圖 。 圖 頻率及相位測(cè)試儀部分的仿真連接圖 第 頁(yè) 19 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 移相信號(hào)波形如圖 所示。 圖 頻率及相位測(cè)試儀移相后的波形 從圖 可以得出結(jié)論，正弦信號(hào)經(jīng)過(guò) 741 后，成功的將正弦信號(hào)進(jìn)行了移相。 圖 頻率及相位測(cè)試儀整形后的波形 從圖 可以得出結(jié)論，原正弦信號(hào)和移相后的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò) LM324 后成功的原正黃色：原始信號(hào) 藍(lán)色：移相后的信號(hào) 黃色：原始信號(hào)整形后的方波信號(hào) 藍(lán)色：移相后整形后的方波信號(hào) 第 頁(yè) 20 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 弦信號(hào)整形為矩形波信號(hào)，滿足了我們對(duì)信號(hào)的需要。通過(guò)將原信號(hào)整形后得到的矩形波接入 T0。圖 。將信號(hào)引入到 T1。 兩信號(hào)相與后得 到的波形如圖 。 圖 頻率及相位測(cè)試儀信號(hào)相與后的波形 信號(hào)輸入與信號(hào)顯示對(duì)比如圖 。 黃色：原始信號(hào)整形后的方波信號(hào) 藍(lán)色：移相后整形后的方波信號(hào) 紅色：兩信號(hào)相與后的波形 第 頁(yè) 21 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 圖 電源部分調(diào)試 電源模塊按照原理圖接好后，先用萬(wàn)用表測(cè)量電源正極開(kāi)始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)的電阻，其阻值接近 0，則說(shuō)明電源正極接線正確。同理檢驗(yàn)地線。兩者檢驗(yàn)都正常后，再檢查地線與正極之間的電阻，阻值為幾 K 至無(wú)窮，則電源接線正確。第一次上電時(shí)，出現(xiàn)意外立即斷掉電源。至電源正常穩(wěn)定時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量正極與地線之間的電壓，為 。電源調(diào)試成功。 串口調(diào)試 檢查電路是否正常，確認(rèn)無(wú)誤后，通電。同時(shí)檢查該模塊電源與地之間的電壓，為 時(shí)通電正常。插入 MAX232 芯片。與電腦串口相連。通過(guò)程序下載軟件調(diào)試串口 通信（注意選擇相應(yīng)的串口與芯片），直至程序下載成功。 數(shù)碼管調(diào)試 檢查接線正確后，通電。先檢查位 / 段鎖存器 74HC573 插座的 VCC 與 GND。顯示為5V 時(shí)通電成功。然后插上 74HC573 芯片，單片機(jī)中下載相應(yīng)的數(shù)碼管顯示程序。觀察上電后數(shù)碼管的導(dǎo)通情況。第一次由于位選上加了 100Ω的限流電阻，所以數(shù)碼管顯示較暗。后來(lái)將電組端 接后，數(shù)碼管正常顯示。 移相整形電路的調(diào)試 檢查接線正確后，通電。先檢查 74HC08 和 UA741CN 插座的 VCC 與 GND，是否正確連接。然后分別插上 74HC08 與 UA741CN 芯片，用示波器檢查 UA741CN 芯片的第二管腳和第六管腳是否有輸入（正弦波）、輸出波形（矩形波），如果有則移相整形正確。最后在用示波器檢測(cè) 74HC08 芯片的第一二管腳是否有相位不同平率相同的矩形波，另外在測(cè)第三管腳是否有與門(mén)輸出后的矩形波。如果有則說(shuō)明此系統(tǒng)工作正常。 第 頁(yè) 22 電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 6 系統(tǒng)功能指標(biāo)參數(shù) 本系統(tǒng)可完成對(duì)信號(hào)頻 率的頻率測(cè)量和相位差測(cè)量。可實(shí)現(xiàn)測(cè)量頻率的范圍為 20Hz到 20KHz，相位的范圍為 0176。到 360176。可通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)測(cè)頻或測(cè)相，用 LED數(shù)碼管直接顯示讀數(shù)，顯示清晰直觀。 通過(guò)與現(xiàn)實(shí)溫度的對(duì)比，可以粗略的測(cè)得該設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，從而對(duì)比該設(shè)計(jì)的指標(biāo)。我們用標(biāo)準(zhǔn)的溫度計(jì)對(duì)一杯溫水的溫度進(jìn)行測(cè)量，并且將測(cè)量結(jié)果同本系統(tǒng)所測(cè)得結(jié)果作對(duì)比，得出如表 所示的結(jié)果。 通過(guò)與現(xiàn)實(shí)頻率相位的對(duì)比，可以粗略的測(cè)得該設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，從而對(duì)比該設(shè)計(jì)的指標(biāo)。我們用標(biāo)準(zhǔn)的頻率相位計(jì)對(duì)一信號(hào)的頻率相位進(jìn)行測(cè)量，并且將 測(cè)量結(jié)果同本系統(tǒng)所測(cè)得結(jié)果作對(duì)比，得出如表 所示的結(jié)果。 系統(tǒng)性能參數(shù)測(cè)試表 頻率相位計(jì)測(cè)得頻率（ HZ） 頻率相位計(jì)測(cè)得相位 (176。 ) 系統(tǒng)測(cè)得