【正文】 手工調(diào)整中可選 ToolsDensity Map 查看布線密度，紅色為最密，黃色次之，綠色為較松，看完后可按鍵盤上的 End 鍵刷新屏幕。完成后做一次 DRC，有錯(cuò)則改正。選中除了 Add Testpoints 以外的所有項(xiàng)，特別是選中其中的 Lock All PreRoute 選項(xiàng)， Routing Grid 可選 1mil 等。 ○ 5 敷銅連接形狀的設(shè)置（ Manufacturing 標(biāo)簽的 Polygon Connect Style）。 ○ 3 過(guò)孔形狀（ Routing 標(biāo)簽的 Routing Via Style）。 布線規(guī)則 是設(shè)置布線的各個(gè)規(guī)范（象使用層面、各組線寬、過(guò)孔間距、布線的拓樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則，選 DesignRules 一般需要重新設(shè)置以下幾點(diǎn) : ○ 1 安全間距 (Routing 標(biāo)簽的 Clearance Constraint)。應(yīng)當(dāng)注意的是零件布局時(shí)，應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱、電磁干擾、將來(lái)布線的方便性等方面綜合考慮。 （ 3）設(shè)置 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境，規(guī)劃電路板。 圖 210 系統(tǒng)整體電路原理圖 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 22 ~ 電子線路 PCB 布置圖設(shè)計(jì) 本 PCB 圖的設(shè)計(jì)主要是利用 Protel99SE 軟件在 原理圖 繪制完成的基礎(chǔ)上繪制而成。 ○ 2 在 PCB Layout 重排標(biāo)號(hào)信息后應(yīng)及時(shí)更新原理圖和 BOM。 ○ 4 去耦電容應(yīng)在滿足紋波要求的條件下選擇較小融值的電容，以提高其諧振頻率點(diǎn) 。 ○ 5 將所有芯片的電源和地引腳全部利用 。 ○ 1 按統(tǒng)一的要求選擇圖紙幅面、圖框格式、電路圖中的圖形符號(hào)和 文字符號(hào) 。導(dǎo)線位置進(jìn)行刪除、移動(dòng)、更改圖形尺寸、屬性及排列等。 （ 4） 對(duì)所放置的元器件進(jìn)行布局布線 。 （ 2） 設(shè)置電路圖紙尺寸以及版面 。 圖 29 電源模塊電路 系統(tǒng)整體電路的設(shè)計(jì) 電子線路原理圖設(shè)計(jì) 電路原理圖的設(shè)計(jì)主要是利用 Protel99SE 的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)來(lái)繪制一張電路原理圖，它是整個(gè)電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 J1 連接 9V 的直流高性能碳性電池， 直流 9V 電壓作為 7805 穩(wěn)壓芯片 的輸入電壓，輸出 +5V 電壓。每個(gè) 按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 18 ~ 考慮到本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況 （ 9V 電池長(zhǎng)久供電）所以不使用備用電源， C1 作為電源的濾波電容，采用功耗較小的 10μ F 插針式電解電容 。 電阻 R1 接地用于給電容 C6 充電。 （ 2）復(fù)位電路 復(fù)位 電路 的 作用 是 使 CPU 保持 一段時(shí)間的 復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。 圖 24 7805穩(wěn)壓芯片 系統(tǒng)主要單元電路的設(shè)計(jì) 主控模塊 STC89C52RC 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插芯片 ，根據(jù)對(duì)單片機(jī) 最小系統(tǒng) 的要求主控模塊電路應(yīng)包括晶振電路和復(fù)位電路。 其外觀如圖 24 所示：管腳 1 連接輸入電源正極，管腳 2 接地，管腳 3 輸出 +5V 電壓。 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 15 ~ LCD1602 外觀如圖 23 所示： 圖 23 LCD 外觀圖 LCD1602 各個(gè)引腳號(hào)對(duì)應(yīng)引腳名稱及功能如表 22 所示： 表 22 LCD1602 各個(gè)引腳名稱及功能表 引腳編號(hào) 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 3 VL 液晶顯示偏差信號(hào) 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令； 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD 寫指令或數(shù)據(jù)； 1=從 LCD 讀取信息 6 E 1， 1→ 0 輸入 使能信號(hào)， 1 時(shí)讀取信息； 1→ 0（下降沿）執(zhí)行指令 7~14 D0~D7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line0~line7 15 BLA LCD 背光源正極 16 BLK LCD 背光源負(fù)極 7805 穩(wěn)壓芯片 7805穩(wěn)壓芯片 為 3端正穩(wěn)壓電路 ,采用 TO220 封裝，能 將 5V~18V直流電壓轉(zhuǎn)換為 +5V的固定輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。 （ 6） RST ： RST 是復(fù)位 /片選線，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 （ 4） SCLK： SCLK 為 串行 時(shí)鐘輸入端 。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 它廣泛應(yīng)用于電話 、 傳真 、 便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等 產(chǎn)品領(lǐng)域。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信 ， 僅需用到三個(gè)口線 ：（ 1） RST （ 復(fù)位 ），（ 2） I/O （ 數(shù)據(jù)線 ），（ 3） SCLK（ 串行時(shí)鐘 ）。 在向片外存儲(chǔ)器讀取命令或數(shù)據(jù)時(shí) ，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效 （低電平），以通過(guò)數(shù)據(jù)總線 P0口讀回指令或常數(shù) 。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 （ 11） ALE/ PROG ： 地址鎖存有效信號(hào)輸出端。一般可用作準(zhǔn)雙向 I/O 接口 ；在接有片外存儲(chǔ)器或者擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過(guò) 256 個(gè)字節(jié)時(shí)， P2 口用作高 8 位地址總線。 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 12 ~ （ 8） ~： P1 口的 8 個(gè)引腳 。 與 XTAL1 各 外 接晶體的一端，配合片內(nèi)反相 放大器構(gòu)成振蕩器。 當(dāng) EA 保持低電平時(shí)， 只調(diào)用 外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 STC89C52RC 的管腳排布如圖 21 所示： （ 1） VCC： 接 電源 正端。 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 11 ~ 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介 單片機(jī) STC89C52RC STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾 、 高速 、 低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) MCS_51 系列單片機(jī)產(chǎn)品 。 所以綜合比較后，我們采用方案二獲得 +5V 電源。所以不采用這種方案。 每個(gè)按鍵能實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能 ,易于控制且編寫程序簡(jiǎn)單 ,容易理解。 這種方案是利用矩陣行列交叉按鍵編碼對(duì)所按鍵進(jìn)行識(shí)別，它的優(yōu)點(diǎn)就在于 減少了對(duì) I/O 口的使用 ,且掃描 M N 個(gè)按鍵只需占用 M+N 個(gè) I/O 口即可實(shí)現(xiàn)，雖然能節(jié)省很多的口線，降低成本，但給編程帶來(lái)了一定的困難 。 雖然 顯示屏 價(jià)格較貴且需要較多的接口，但顯示效果好，能顯示華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 9 ~ 一定的字符，體積較小，整體上也能顯得大方美觀。但鑒于本次設(shè)計(jì)需要顯示的數(shù)據(jù)比較多，使用數(shù)碼管將占用太多板面且會(huì)使電路板顯得凌亂 ，所以也不用此種作為顯示。 顯示模塊方案 方案一 ： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示。所以不采用此方案。 圖 11 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行， 主控制器 STC89C52RC 即時(shí)讀取時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并將讀出的 信息處理后通過(guò) I/O 口實(shí)時(shí)的輸出到顯示模塊使之顯示。 ○ 2 UP 鍵按下，對(duì)應(yīng)調(diào)整項(xiàng)目數(shù)值加 1。第二部分由 第 2 章 ~第 3 章組成，主要介紹電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)部分，包 括系統(tǒng)各模塊硬件電路的設(shè)計(jì)以及 系統(tǒng)軟件 （系統(tǒng)可執(zhí)行程序）的設(shè)計(jì)、編譯和仿真 。怎樣讓時(shí)鐘更好的為 大家服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出 更多的 新型時(shí)鐘。這種實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)點(diǎn)就是電路簡(jiǎn)單、性能可靠、實(shí)時(shí)性好、時(shí)間精確度高、操作便捷且編程容易?，F(xiàn)代數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和先進(jìn)石英技術(shù)的采用，使電子時(shí)鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、集成電路體 積小、功耗低、功能多、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在許多電子設(shè)備中也被廣泛使用 。 [5] 求是科技 .單片機(jī)典型外圍器件應(yīng)用實(shí)例 .人民郵電出版社 ,。 指導(dǎo)教 師意見(jiàn) 簽 名： 年 月 日 備注 參考文獻(xiàn)： [1] 丁元杰 .單片微機(jī)原理 .機(jī)械工業(yè)出版社， ，第三版 。最后將仿真完成的程序文件利用 ISP 在線編程器燒錄到實(shí)際電路的 STC89C52RC 芯片中，進(jìn)行系統(tǒng)整體電路的調(diào)試，測(cè)試電子時(shí)鐘的顯示效果及各個(gè)按鍵的功能，若有異常則對(duì)程序文 件進(jìn)行針對(duì)性的修改，直到電子時(shí)鐘最終效果滿足設(shè)計(jì)全部要求。并根據(jù)實(shí)際電路需要 正確選擇各個(gè)器件型號(hào)及其相應(yīng)技術(shù)規(guī)范 （封裝等）。 3. 電源的選取和電源電路的設(shè)計(jì) 電源主要用于對(duì)單片機(jī)、時(shí)鐘芯片和顯示器件進(jìn)行供電。由于本次設(shè)計(jì)沒(méi)有對(duì)精確性進(jìn)行詳細(xì)的要求，故對(duì)時(shí)鐘芯片的選取只要考慮其可行性、易用性和經(jīng)濟(jì)性即可。在此 同時(shí) ， 主控制器也不斷的掃描 按鍵模 塊與單片機(jī)的連接端口 ， 當(dāng)有鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)端口電位發(fā)生變化，單片機(jī)內(nèi)部程序判斷出按鍵位置 并 執(zhí)行與該鍵相對(duì)應(yīng)的功能操作，最后再將調(diào)整后的日歷、星期或時(shí)間數(shù)據(jù) 寫入時(shí)鐘芯片內(nèi)部。它的 正常工作電 壓范圍為 ~，正常工作溫度范圍為 0~75℃，理論工作頻率為 0~40MHz，實(shí)際可達(dá)到 48MHz，片上集成了 512 字節(jié)的 RAM， 8K 字節(jié)的用戶應(yīng)用程序存儲(chǔ)空間。 三、 設(shè)計(jì)任務(wù) 1. 控制系統(tǒng)的核心部件選擇 STC89C52RC 單片機(jī)； 2. 電子線路原理圖的設(shè)計(jì) 3. 電子線路 PCB 布置圖的設(shè)計(jì)； 4. 結(jié)合實(shí)際應(yīng)用正確選擇各個(gè)器件型 號(hào)及其相應(yīng)技術(shù)規(guī)范。 四、 設(shè)計(jì)完成提交技術(shù)資料 1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求字?jǐn)?shù)為 10000~15000 字，論文格式參照華北水利水電學(xué)院關(guān)于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式要求計(jì)算機(jī)打印； 2. 系統(tǒng)電氣原理圖，要求用 0圖紙（按國(guó)標(biāo)要求繪制）； 3. 各部分環(huán)節(jié)的工作原理及調(diào)試故障分析及排除方法； 4. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)插圖必須用電腦制作。它擁有 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器 0 可以作為 2 個(gè)8 為定時(shí)器使用； 4 路外部中斷可由下降沿或低電平觸發(fā)；它擁有 32 個(gè)通用I/O 口，其中 P P P3 為準(zhǔn)雙向口， P0 口為開(kāi)漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，但作為 I/O 口使用時(shí)，需加上上拉電阻；它的 ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程）可通過(guò)串口（ ）直 接下載用戶程序；作為眾多單片機(jī)中的一員，和其他種類單片機(jī)一樣，它具有很強(qiáng)的擴(kuò)展功能，只要采用常用的電路芯片，按照典型的電路連接，就能方便的構(gòu)成各種不同擴(kuò)展的應(yīng)用系統(tǒng)。 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖 三、主要任務(wù) 1. 以 STC89C52RC 為控制核心，選擇比較適用的電源、時(shí)鐘芯片以及顯示器件； 2. 設(shè)計(jì)各個(gè)部分的適用電路并最終畫出整體的原理圖； 3. 結(jié)合實(shí)際應(yīng)用正確選擇各個(gè)器件型號(hào)及其相應(yīng)技術(shù)規(guī)范 ； 3. 根據(jù)原理圖生成 PCB 圖，并對(duì)該圖進(jìn)行合理的元件布局和整板布線； 4. 根據(jù) STC89C52RC 及所選外圍器件的參數(shù)編寫單片機(jī)應(yīng)用程序以使電子時(shí)鐘的日歷、星期以及時(shí)間得到正確顯示，并能通過(guò) SET、 MODE、 UP、DOWN 四個(gè)按鍵對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整； 主控制器 STC89C52RC 時(shí)鐘模塊 顯示模塊 按鍵模塊 電源模塊 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ V ~ 5. 利用電腦軟件對(duì)原理圖和系統(tǒng)程序進(jìn)行仿真，并根據(jù)仿真效果對(duì)電路和系統(tǒng)程序進(jìn)行修改； 6. 對(duì)照電路原理圖，對(duì)硬件電路進(jìn)行元件的焊接； 7. 對(duì)硬件電路進(jìn)行調(diào)試，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行分析排除直到滿足所有的設(shè)計(jì)要求； 8. 完善畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文和說(shuō)明書等。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)主要參考所選時(shí)鐘芯片的各項(xiàng)實(shí)際參數(shù)，要求盡量做到既能滿足芯片本身的要求，又能符合整體的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)思路且能得到較為準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)。電源供電電壓 大小要根據(jù)實(shí)際電路中單片機(jī)、時(shí)鐘芯片和顯示器件正常工作的電壓要求選擇，電源的供電形式要求做到安全便捷、簡(jiǎn)單易用。 5. 電子線路 PCB 布置圖的設(shè)計(jì) 由電氣常規(guī)檢查無(wú)誤的電子時(shí)鐘原理圖生成 PCB 圖，檢查各元器件的封裝形式是否適用，根據(jù)實(shí)際元件大小及電磁干擾等因素對(duì) PCB 圖中的元件合理放置并對(duì)連線進(jìn)行合理布置，最后對(duì)比原理圖檢查是否有錯(cuò)誤，無(wú)誤之后交由電路板印制企業(yè)。 8. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文和說(shuō)明書等的完善 根據(jù)自己的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文和說(shuō)明書等進(jìn)行完善，并根 據(jù)《 華北水利