【正文】 上電后，單片機(jī)恢復(fù)到系統(tǒng)的初使?fàn)顟B(tài)，上電復(fù)位的電路圖如圖417所示。圖417上電復(fù)位電路在上電的瞬間復(fù)位端與VCC電位是相同的，隨著電容上的電壓逐漸增加，復(fù)位端的電位逐漸的下降。所以上電復(fù)位所需的最短時(shí)間則是振蕩器建立的兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。本次實(shí)驗(yàn)使用的用上電復(fù)位加按鈕的方式，通過調(diào)整元器件的參數(shù)，使單片機(jī)可以可靠的上電自動(dòng)復(fù)位，而且需要進(jìn)行外部復(fù)位時(shí)，按下復(fù)位按鍵也可以達(dá)到復(fù)位的目的，因?yàn)槿说膭?dòng)作再快也有使按鍵保持接通的時(shí)間達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全可以滿足復(fù)位的時(shí)間。上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位所要達(dá)到的功能都是一樣的。 晶振電路晶振電路又叫時(shí)鐘電路，它是單片機(jī)在工作時(shí)要用到的控制信號(hào)，在時(shí)鐘電路的控制下，C51單片機(jī)按照內(nèi)部的電路時(shí)序執(zhí)行命令來工作。 晶振電路由電容和石英晶體組成，～12MHZ是晶體的震蕩頻率的范圍，6MHz或12MHz是一般電路選擇的振蕩頻率，本次實(shí)驗(yàn)選擇12MHz的晶振頻率。晶振電路如圖418所示。圖418晶振電路在畫PCB版圖的時(shí)候，晶振要離單片機(jī)芯片越近越好。因?yàn)楣潭l率的機(jī)械振動(dòng)是通過電激勵(lì)來產(chǎn)生的，而且振動(dòng)會(huì)將產(chǎn)生電流反饋給電路，當(dāng)電路接到反饋時(shí)將信號(hào)進(jìn)行放大，此時(shí)用放大果的電信號(hào)來讓晶振機(jī)械振動(dòng)，晶振這時(shí)再將振動(dòng)產(chǎn)生的電流流回電路，如此往復(fù)。當(dāng)電路中的電信號(hào)和晶振的頻率相同時(shí)，電路就會(huì)輸出強(qiáng)大的信號(hào)和頻率穩(wěn)定的正弦波。經(jīng)整流后電路再將正弦波變?yōu)榉讲▊魉偷綌?shù)字電路中供其使用。但晶振的輸出能力有限，它僅可以輸出以毫瓦為單位的電量。在集成電路的內(nèi)部，要通過放大器把這個(gè)信號(hào)放大到幾百倍或者上千倍才可以正常使用。 晶振和集成電路間一般是通過銅線相連的，這根銅線可以看成一段導(dǎo)線，導(dǎo)線在切割磁場(chǎng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生電流，導(dǎo)線越長，電流就越強(qiáng)。但在現(xiàn)實(shí)生活中這種方式不常見，電磁波卻很多，這樣就會(huì)產(chǎn)生干擾，從而會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路無法正常工作。所以，晶振電路一定要盡可能的離單片機(jī)近一點(diǎn)，避免干擾。第5章 硬件設(shè)計(jì) Protel DXP 軟件Protel DXP軟件是Altium公司在2004年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì)軟件，主要應(yīng)用于電子電路的設(shè)計(jì)和仿真，PCB制版，等功能。它是Protel 98和Protel 99 SE的升級(jí)版本。Protel DXP 2004是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，不但可以繪制PCB版圖，還可以繪制原理圖。在繪制PCB版圖時(shí)還可以使用自動(dòng)布線的功能，大大減少了使用者繪制的時(shí)間。與較早的版本——Protel99相比，Protel DXP 2004不僅在外觀上顯得更加豪華、人性化，而且極大地強(qiáng)化了電路設(shè)計(jì)的同步化，同時(shí)整合了VHDL和FPGA設(shè)計(jì)系統(tǒng)，使其功能大大加強(qiáng)了。電子設(shè)計(jì)者從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。 Protel DXP運(yùn)行在優(yōu)化的設(shè)計(jì)瀏覽器平臺(tái)上，可以處理各種復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)過程。通過設(shè)計(jì)輸入仿真、繪制Protel原理圖，PCB板的繪制、進(jìn)行自動(dòng)布線等技術(shù)融合，Protel DXP軟件為設(shè)計(jì)者提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案。在Protel DXP 2004中采用整合式的元件，在一個(gè)元件里連接了元件的封裝、元件符號(hào)元件包裝、SPICE元件模型等功能。Protel設(shè)可以輸入和輸出DXP、DWG格式文件，實(shí)現(xiàn)和Auto CAD等軟件的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了Protel DXP 2004中的設(shè)計(jì)與其他軟件共享。同時(shí)它支持單一設(shè)計(jì)多重組態(tài)。對(duì)于相同的文件可以指定要使用其中的某些元件或不使用某些元件，最后生成網(wǎng)絡(luò)表等文件?！　∷€提供重復(fù)式設(shè)計(jì)，類似重復(fù)層次式電路設(shè)計(jì)，只要設(shè)計(jì)其中一部分電路圖，即可以多次使用該電路圖，就象有很多相同電路圖一樣。這項(xiàng)功能也支持電路板設(shè)計(jì)?！　≡谠韴D設(shè)計(jì)中，需要設(shè)計(jì)電路板規(guī)則。先前版本的Schematic中就有提供定義電路板的功能，但是都沒有實(shí)際的作用。所以在Protel DXP中落實(shí)了這項(xiàng)功能，讓設(shè)計(jì)者能在畫電路圖時(shí)就可以定義設(shè)計(jì)規(guī)則。　　在Protel DXP 2004中也強(qiáng)化了設(shè)計(jì)驗(yàn)證的功能，讓電路圖和電路板轉(zhuǎn)換時(shí)更加準(zhǔn)確，同時(shí)也方便了對(duì)交互參考的操作?！　rotel DXP 2004可以定義元件和元件引腳參數(shù)，所有定義的參數(shù)都能能存入元件及原理圖中?！　rotel DXP 2004提供了超強(qiáng)的的畫尺寸線工具，可以移動(dòng)時(shí)自動(dòng)修正尺寸，對(duì)使用者有很大的幫助[15]。Protel 的工作流程圖如圖51所示。圖51 Protel工作流程圖 Protel 原理圖 原理圖繪制的步驟 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步是繪制原理圖，其步驟如下： （1）進(jìn)入原理圖的編輯頁面。 （2）圖樣參數(shù)的設(shè)置。 （3）其他參數(shù)的設(shè)定。 （4）所需元器件的調(diào)入。 （5）元器件的放置。 （6）其他標(biāo)注的放置。 （7）編輯屬性，進(jìn)行位置調(diào)整。 （8）進(jìn)行器件的連接。 （9）打印輸出與存盤。 注意：在調(diào)入元器件時(shí)要看是否有封裝形式，同類的元器件要放到一起，連接時(shí)注意不要虛連。 根據(jù)Proteus仿真圖來相應(yīng)的畫出Protel原理圖，如圖52所示。圖52 Protel原理圖 PCB版圖 將Protel原理圖導(dǎo)入到PCB板中，進(jìn)行布線排版，如圖53所示。圖53 PCB版圖畫PCB板時(shí)要注意焊盤的尺寸，線的寬度，可以使用自動(dòng)布線的功能，然后再根據(jù)自己的需要進(jìn)行修改，放置導(dǎo)線時(shí)不能將不是連接在一起的焊盤連接起來，也不可以和導(dǎo)線進(jìn)行交叉，導(dǎo)線的走向最好不要有直角。元器件的排列要緊湊一點(diǎn)，導(dǎo)線連的越短越好，晶振電路離單片機(jī)越近越好，這樣避免產(chǎn)生干擾。 制板 本次試驗(yàn)使用的是覆銅板，制板的過程如下： （1）在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)PCB板的大小來裁剪出覆銅板的大小。 （2）將畫好的PCB板圖打印到熱轉(zhuǎn)印紙的的亮面上。 （3）將覆銅板有銅的一面扣到圖紙上，用手固定，將紙折起，包好覆銅板。 （4）打開熱轉(zhuǎn)印機(jī)，當(dāng)溫度升到130度以上時(shí)，將包好的覆銅板輕輕送入熱轉(zhuǎn)印機(jī)里，轉(zhuǎn)印35次，之后等溫度下降至常溫，再將熱轉(zhuǎn)印紙取下。 （5）將轉(zhuǎn)印板放入腐蝕液中，進(jìn)行腐蝕，過一段時(shí)間后，銅被腐蝕掉，留下有墨的部分。進(jìn)行清洗之后，用砂紙把墨打磨掉。 （6）打孔，打孔時(shí)注意要輕輕放下鉆頭，避免鉆頭被折斷傷人。 焊接、調(diào)試 在焊接元器件時(shí)要首先要用萬用表檢查元器件是否正常，避免將壞掉的元器件焊在板子上，造成不必要的麻煩，焊接元器件，先焊接小的器件，在焊接大的器件，在焊接單片機(jī)等多腳器件時(shí)，一定要焊接插座，避免焊接錯(cuò)誤，在焊接有極性的器件時(shí)，一定要注意器件方向，避免焊接錯(cuò)誤。 （1）焊接完成后，進(jìn)行單片機(jī)程序的下載，將Keil軟件生成的HEX文件寫入到單片機(jī)中。（2）將寫好的單片機(jī)芯片插到電路板的芯片座上，并檢查芯片的焊接情況，進(jìn)行通電調(diào)試。（3）若實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不正常，則進(jìn)行錯(cuò)誤排查，先排查硬件，看電源是否正確，是否存在虛焊，漏焊等，器件的極性是否焊接正確，若硬件沒問題，則檢查編程是否有錯(cuò)誤。 實(shí)物圖 本次實(shí)驗(yàn)的的整體電路如圖54所示。圖54整體電路按下開始鍵，比賽開始，時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)兩隊(duì)進(jìn)球時(shí)，開始對(duì)進(jìn)球的一方進(jìn)行加分，在進(jìn)行加分后，時(shí)間暫停，按下開始鍵，比賽繼續(xù)，如圖55所示。圖55比分電路若在比賽中發(fā)現(xiàn)比分記錄錯(cuò)誤的話，可以按下減分鍵來更改這個(gè)隊(duì)的比分，如圖56所示。圖56 更改客隊(duì)比分 在比賽進(jìn)行中，兩隊(duì)比賽的情況如圖57所示。圖57 兩隊(duì)比分本次比賽具有十秒倒計(jì)時(shí)功能，在計(jì)時(shí)到十秒時(shí)，蜂鳴器開始發(fā)聲，如圖58所示。圖58 蜂鳴器發(fā)聲第一節(jié)比賽完成后，蜂鳴器停止發(fā)聲，顯示器的界面顯示第二小節(jié)，如圖59所示。 圖59 第一節(jié)結(jié)束 在第一節(jié)比賽結(jié)束后，長按暫停鍵，可以更改兩隊(duì)比分的位置，如圖510所示。 圖510 交換比分位置在比賽開始前可以設(shè)置比賽的時(shí)間，對(duì)比賽的時(shí)間進(jìn)行加減，但是在比賽進(jìn)行中是不可以修改時(shí)間的，只能暫停時(shí)間，如圖51512所示。圖511 增加比賽時(shí)間圖512 減少比賽時(shí)間結(jié)論基于單片機(jī)的籃球計(jì)分器設(shè)計(jì)，它是以51系列單片機(jī)為核心，使用1602顯示屏作為顯示來進(jìn)行工作的，使其具有比分電路、計(jì)時(shí)電路、倒計(jì)時(shí)蜂鳴器發(fā)聲電路、顯示電路、24秒倒計(jì)時(shí)電路等，在我們生活中，籃球比賽計(jì)分器在很多體育比賽類項(xiàng)目中都可以看到，本次實(shí)驗(yàn)所做的籃球計(jì)分器只適合在小型的比賽中使用，如校內(nèi)舉行的籃球比賽。本次實(shí)驗(yàn)由于時(shí)間關(guān)系做的比較簡(jiǎn)單，有精力的話客以試著在此系統(tǒng)內(nèi)加入無線傳感模塊，使人們用起來更加方便，也可加入藍(lán)牙模塊，通過大屏幕觀眾進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播，使觀眾更加能夠體驗(yàn)到觀看比賽的樂趣，是自己做的產(chǎn)品做的越新穎越好。通過本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，深入了解了單片機(jī)的工作方式，顯示器的使用，各個(gè)軟件的操作方法等。讓我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)課進(jìn)行了一個(gè)系統(tǒng)的回顧。致謝感謝我的指導(dǎo)老師何英昊老師，在本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)期間給予的指導(dǎo)。在老師悉心的幫助以及督導(dǎo)下順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，每次遇到問題時(shí)，她都會(huì)耐心的講解，時(shí)刻關(guān)注著我們的設(shè)計(jì)進(jìn)度，經(jīng)常不厭其煩的查看我整理的內(nèi)容，了解我設(shè)計(jì)的方向，在有錯(cuò)誤時(shí)及時(shí)的給我提出，好讓我能夠把畢業(yè)設(shè)計(jì)做到最好。同時(shí)也要感謝大學(xué)四年教過我的老師們，不僅感謝他們教給了我豐富的知識(shí)，學(xué)習(xí)的方法。更加學(xué)會(huì)了做人的道理，這些都使我收益非淺。也要感謝我的同學(xué)，在本設(shè)計(jì)期間給我的幫助。 在此，衷心的感謝所有的老師，祝愿老師身體健康，工作順利，桃李滿天下。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：電子工業(yè)出版社，.[2] . .[3] （C51編程）[M].北京：人民郵電出版社，2011.[4] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.[5] [M].北京：北京化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[6] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.[7] ：//.[8] . .[9] 李群芳，（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，.[10] . .[11] 張輝，[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，.[12] 史健芳，[M].北京：人民郵電出版社，2012.[13] ——電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，.[14] [M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2010.[15] 李剛，DXP電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程[M]..