畢業(yè)論文：基于AVR單片機(jī)的脈沖計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)-精品

1、目 錄目 錄1摘 要21 緒論32 方案設(shè)計(jì)52.1 方案比較與選擇52.2 設(shè)計(jì)方案63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1 電路設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境簡(jiǎn)介73.2 脈沖輸入電路83.2.1 光電耦合器83.2.2 脈沖輸入電路設(shè)計(jì)83.3 單片機(jī)控制電路93.3.1 AVR單片機(jī)93.3.2 Atmega16簡(jiǎn)介103.3.3 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)123.4 JTAG接口133.4.1 JTAG簡(jiǎn)介133.4.2 JTAG接口電路143.5 485通信電路143.5.1 MAX1487簡(jiǎn)介143.5.2 485通信電路設(shè)計(jì)153.6 電源電路163.6.1 CD4047簡(jiǎn)介163.6.2 電源電路設(shè)計(jì)184 系統(tǒng)軟

2、件設(shè)計(jì)194.1 應(yīng)用環(huán)境簡(jiǎn)介194.2 主程序設(shè)計(jì)流程204.3 程序設(shè)計(jì)214.3.1 單片機(jī)214.3.2 串口通信215 制作與調(diào)試235.1 PCB圖繪制235.2 調(diào)試246 總結(jié)25致 謝26參考文獻(xiàn)27附 錄28摘 要在數(shù)字系統(tǒng)中計(jì)數(shù)器的主要功能是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能。脈沖計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的自動(dòng)化，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中。本文介紹了一種基于單片機(jī)的脈沖計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)以AVR單片機(jī)為控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入脈沖的計(jì)數(shù)功能，編程方法采用JTAG接口實(shí)現(xiàn)在線編程，同時(shí)還采用485串行通信方式實(shí)現(xiàn)了與上位機(jī)的通信，將計(jì)數(shù)上傳至上位機(jī)顯示。本文

3、提供的設(shè)計(jì)方案原理簡(jiǎn)單、功耗低、成本低廉，同時(shí)在脈沖輸入端增加了光電耦合器進(jìn)行光電隔離，以達(dá)到抗干擾的效果。關(guān)鍵字：計(jì)數(shù)器、AVR、JTAG接口、485串行通信1 緒論在數(shù)字系統(tǒng)中計(jì)數(shù)器的主要功能是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能。計(jì)數(shù)器不僅能用于對(duì)一些時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，還能用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等方面，計(jì)算結(jié)果一般要由LCD或者LED顯示屏才能顯示。計(jì)數(shù)器是由基本的計(jì)數(shù)單元和控制門所組成的，計(jì)數(shù)單元是由一系列具有存儲(chǔ)信息功能的各類觸發(fā)器所構(gòu)成，這些觸發(fā)器包括RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和D觸發(fā)器等。計(jì)數(shù)器分類：按照計(jì)數(shù)器中的觸發(fā)器是否同時(shí)翻轉(zhuǎn)來(lái)

4、分類可以分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按照技術(shù)過程中數(shù)字增減來(lái)分類，可以分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器，隨著時(shí)鐘信號(hào)不斷增加為加法計(jì)數(shù)器，隨是時(shí)鐘信號(hào)不斷減少的為減法計(jì)數(shù)器，可增可減的叫做可逆計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，如電子計(jì)算機(jī)的控制器中對(duì)指令地址進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便順序取出下一條指令；在運(yùn)算器中做乘法和除法運(yùn)算時(shí)記下加減法的次數(shù)，還可以在數(shù)字儀器中對(duì)脈沖實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。脈沖計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的自動(dòng)化，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中。脈沖計(jì)數(shù)器不僅可以對(duì)脈沖實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，還能根據(jù)脈沖數(shù)測(cè)量事件發(fā)生的頻率，為大批量生產(chǎn)提高效率同時(shí)為維修提供低成本和便攜性，而最早電子技術(shù)器都是為了諸如院

5、子之類的現(xiàn)象進(jìn)行技術(shù)而設(shè)計(jì)的，頻率的測(cè)量都是用頻率計(jì)，脈沖計(jì)數(shù)器的出現(xiàn)使其更適用于這些領(lǐng)域，而且功能比早期的頻率計(jì)更加完善，使用也更加方便。在實(shí)際應(yīng)用中，光能實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要根據(jù)計(jì)數(shù)結(jié)果實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的分析與控制，這就需要結(jié)合控制器和PC機(jī)了。單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)。它是把組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件：中央處理器CUP、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及串行接口等部件制作在一塊集成芯片中，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。利用單片機(jī)作為溫度控制器的中心控制器，不但能使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，還可以直接與PC機(jī)

6、連接通信，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。在我國(guó)，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面。單片機(jī)的應(yīng)用具有范圍廣的特點(diǎn)，對(duì)各個(gè)行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品智能化的更新?lián)Q代起著重要的推動(dòng)作用。采用單片機(jī)來(lái)對(duì)他們控制，不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等特點(diǎn)，而且還可以大幅度提高被控對(duì)象的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高控制器的質(zhì)量?；谝陨显?，本文提出了一種基于AVR單片機(jī)的脈沖計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù)并上傳至PC機(jī)的功能。單片機(jī)與上位機(jī)采用485串行通信方式。常用的串行通信有兩種：232串行通信和485串行通信。工業(yè)設(shè)備使用環(huán)境一般比較惡劣，可能存在

7、噪聲或電源諧波的干擾，232在這種環(huán)境下工作抗干擾能力遠(yuǎn)不及485，而且232只能是一對(duì)一控制，而485可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多控制； 大部分232是9針接頭，而485則用兩根線就可以控制了。因此工業(yè)環(huán)境下，串行通信大多數(shù)都采取485串行通信方式，這種方式具有設(shè)備簡(jiǎn)單、傳輸距離遠(yuǎn)、容易實(shí)現(xiàn)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。2 方案設(shè)計(jì)2.1 方案比較與選擇對(duì)于控制芯片常用的可以選擇的有CPLD器件（可編程邏輯器件）和單片機(jī)。方案一：CPLD器件。采用CPLD器件設(shè)計(jì)起來(lái)結(jié)構(gòu)清晰，各個(gè)模塊從硬件上設(shè)計(jì)起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，控制與顯示模塊間的連接也會(huì)比較方便，但是考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，CPLD器件在功能擴(kuò)展上比較受限制，而且CPLD

8、器件占用的資源也相對(duì)多一些，從成本上來(lái)講，用CPLD來(lái)設(shè)計(jì)沒有什么優(yōu)勢(shì)。方案二：?jiǎn)纹瑱C(jī)。單片機(jī)有豐富的中斷源，方便本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，它的準(zhǔn)確度相當(dāng)高，并且C語(yǔ)言和匯編兼容的編程環(huán)境也很方便來(lái)實(shí)現(xiàn)一些調(diào)用。I/O口功能也比較強(qiáng)大，方便使用，方便對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)展，使設(shè)計(jì)更加完善，成本也相對(duì)低一些，雖然在控制與顯示的結(jié)合上有些復(fù)雜，但和前者相比用單片機(jī)設(shè)計(jì)還是比較可行的。對(duì)于單片機(jī)的選擇有以下幾種：方案一：Intel公司推出的MCS-48系列單片機(jī)，被稱為第一代單片機(jī)。由于8048硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，尋址能力也較弱，僅適用于一些簡(jiǎn)單實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合。方案二：MCS-51系列單片機(jī)稱為第二代單片機(jī)，與8048相比

9、，51系列單片的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)均有很大改進(jìn)，51系列在片內(nèi)存儲(chǔ)器容量、I/O口的功能以及指令系統(tǒng)功能等方面，都大大地得到加強(qiáng)，如支持更大的存儲(chǔ)空間，很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能，速度提高了2-5倍，可完成布爾運(yùn)算等。51系列特別適用于實(shí)時(shí)控制、只能儀表等領(lǐng)域，是控制應(yīng)用領(lǐng)域中最理想的8位機(jī)。方案三：近年來(lái)，又出現(xiàn)了十六位單片機(jī)，即MCS-96系列,8096、8098是先進(jìn)的十六位“片上計(jì)算機(jī)”，芯片內(nèi)含有2000個(gè)以上晶體管，速度快，集成度高，適合于I/O密集場(chǎng)合的實(shí)時(shí)控制，但是設(shè)計(jì)過程較復(fù)雜，價(jià)格較高。方案四：AVR系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)在吸收PIC及8051單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，做出了重大的改

10、進(jìn)，它的特點(diǎn)是：速度快、性能價(jià)格比高、系統(tǒng)內(nèi)從新編程（ISP In-System Programming)、工作電壓范圍寬（2.76V）、抗干擾能力強(qiáng)。根據(jù)上述比較可看出，AVR單片機(jī)在I/O功能、種類、數(shù)量級(jí)系統(tǒng)擴(kuò)展和CPU處理上都有較高性能，可謂是性價(jià)比最佳的單片機(jī)。因而本系統(tǒng)采用AVR單片機(jī)作為中心控制器。2.2 設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)以AVR單片機(jī)為控制器對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。系統(tǒng)的供電電源選用24V直流輸入5V直流輸出的設(shè)計(jì)方法，5V直流電源可以直接用于電路板中的元器件供電。脈沖輸入端采用光耦隔離的方法抗干擾，與上位機(jī)的通信采用485串行通信方式，通信芯片選用MAX1487。單片機(jī)的編程方式采用J

11、TAG接口在線編程。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖如圖2-1所示。脈沖輸入AVR單片機(jī)JTAG接口485通信系 統(tǒng) 供 電 電 源圖2-1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 電路設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境簡(jiǎn)介Protel是Protel公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當(dāng)之無(wú)愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，它較早就在國(guó)內(nèi)開始使用，在國(guó)內(nèi)的普及率也最高，幾乎所有的電子公司都要用到它。早期的Protel主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用，運(yùn)行在DOS環(huán)境，對(duì)硬件的要求很低，在無(wú)硬盤286機(jī)的1M內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的

12、布通率也低，而現(xiàn)今的Protel已發(fā)展到Protel 99（網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板），是個(gè)龐大的EDA軟件，完全安裝有200多M，它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客戶/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB100布通率。進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)步驟：一、新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件

13、。雙擊Protel圖標(biāo)，點(diǎn)擊File(文件)中new項(xiàng)，新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。在Browse選項(xiàng)中選取需要存儲(chǔ)的文件夾，然后點(diǎn)擊OK即可建立自己的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。 二、打開和管理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。Protel 99 包括許多設(shè)計(jì)例子，選擇文件打開菜單Design Explorer 99Example folder，點(diǎn)擊photoplotter.ddb文件，左側(cè)窗口呈現(xiàn)樹狀結(jié)構(gòu)。點(diǎn)Photohead.pcb 文件，PCB版圖將出現(xiàn)，點(diǎn)Photohead.prj，原理圖管理文件將被打開。關(guān)閉文件，可以用鼠標(biāo)右鍵，選擇Close，也可以用CTRL+F4來(lái)關(guān)閉。三、原理圖連線設(shè)計(jì)。利用Protel所提供的各種工具、命

14、令進(jìn)行畫圖工作，將事先放置好的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等連接起來(lái)，布線結(jié)束后，一張完整的電路原理圖基本完成。四、檢查原理圖電性能可靠性。打開設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，點(diǎn)取文件夾下的.prj后綴原理圖設(shè)計(jì)窗口，Protel99可以幫助我們進(jìn)行電氣規(guī)則檢查選擇Tools下面的ERC，在“Rule Matrix”中選擇要進(jìn)行電氣檢查的項(xiàng)目，設(shè)置好各項(xiàng)后，在“Setup Electrical Rlues Check”對(duì)話框上選擇“OK”即可運(yùn)行電氣規(guī)則檢查，檢查結(jié)果將被顯示到界面上。Protel 99軟件沿襲了Protel以前版本方便易學(xué)的特點(diǎn)，內(nèi)部界面與Protel 98大體相同，新增加了一些功能模塊

15、。Protel公司引進(jìn)了德國(guó)INCASES公司的先進(jìn)技術(shù)，在Protel99中集成了信號(hào)完整性工具，精確的模型和板分析，幫助設(shè)計(jì)員在設(shè)計(jì)周期里利用信號(hào)完整性分析可獲得一次性成功和消除盲目性。3.2 脈沖輸入電路3.2.1 光電耦合器光電耦合器亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦，是開關(guān)電源電路中常用的器件。耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)，它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接受及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接受而產(chǎn)生電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。

16、這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作地低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。光電耦合器分為兩種：一種為非線性光耦，另一種為線性光耦。非線性光耦的電流傳輸特性曲線是非線性的，這類光耦適合于開關(guān)信號(hào)的傳輸，不適合于傳輸模擬量。常用的4N系列光耦屬于非線性光耦。線性光耦的電流傳輸特性曲線接近直線，并且小信號(hào)

17、時(shí)性能較好，能以線性特性進(jìn)行隔離控制。常用的線性光耦是PCB17A-C系列。光電耦合器引腳圖如圖3-1所示圖3-1 光電耦合器3.2.2 脈沖輸入電路設(shè)計(jì)脈沖輸入電路如圖3-2所示，脈沖由單片機(jī)的PA0和PA1口輸入。脈沖信號(hào)源可以通過信號(hào)發(fā)生器來(lái)輸入，也可以通過手動(dòng)按鍵模擬脈沖來(lái)進(jìn)行測(cè)試。外部脈沖信號(hào)源輸入時(shí)需要外加一個(gè)光電耦合器來(lái)進(jìn)行光電隔離，起到抗干擾的作用。按下按鍵S2時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，開始重新計(jì)數(shù)。圖3-2 脈沖輸入電路3.3 單片機(jī)控制電路3.3.1 AVR單片機(jī)ATMEL公司新推出的90系列單片機(jī)內(nèi)含高速閃存FLASH，是基于增強(qiáng)精簡(jiǎn)指令RISC（Reduced Instructi

18、on Set CPU)結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，簡(jiǎn)稱AVR單片機(jī)。它的特點(diǎn)是：1、速度快：AVR單片機(jī)在單一時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行功能強(qiáng)大的指令，每MHz可實(shí)現(xiàn)階段MIPS的處理能力，是具有最高M(jìn)IPS/mW能力的8位單片機(jī)。AVR單片機(jī)采用了大型快速存取寄存器文件和快速單周期指令。其快速存取RISC寄存器文件由32個(gè)通用工作寄存器組成。AVR用32個(gè)通用寄存器代替累加器，避免了傳統(tǒng)的累加器與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送，可在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令來(lái)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，代碼效率比常規(guī)CISC微控制器快十倍。AVR單片機(jī)是用一個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令的，即在執(zhí)行前一條指令時(shí)就取出下一條指令，然后以一個(gè)周期執(zhí)行指令（與D

19、SP類似），是8位單片機(jī)中第一種真的RISC單片機(jī)。2、性能價(jià)格比高：AVR單片機(jī)中既有引腳少的器件（8腳），也有存儲(chǔ)容量較大、引腳較多的器件，給用戶以充分的選擇余地。AVR單片機(jī)采用Harvard結(jié)構(gòu)，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分開的，可以直接訪問8M字節(jié)程序存儲(chǔ)器和8M的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。AVR單片機(jī)片內(nèi)資源豐富。包括：1K-128K字節(jié)可下載的Flash存儲(chǔ)器、64-4K字節(jié)EEPROM、1284K字節(jié)RAM、532條通用的I/O線，32個(gè)通用工作寄存器、摸擬比較器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)、可編程異步串行口、內(nèi)部及外部中斷、帶內(nèi)部晶振的可編程看門狗定時(shí)器、為下載程序而設(shè)計(jì)的SPI串行口、10位AD轉(zhuǎn)換器、

20、以及閑置摸式和掉電摸式2個(gè)可選擇的省電摸式等。AVR單片機(jī)具有高度保密性。程序存儲(chǔ)器FLASH具有多重密碼保護(hù)鎖死（LOCK）功能，絕不可能解密。3、系統(tǒng)內(nèi)從新編程（ISP In-System Programming)功能：AVR單片機(jī)片內(nèi)可下載FLASH存儲(chǔ)器，可以通過SPI串行接口或一般的編程器進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)重新編程（ISP In-System Programming)，給新產(chǎn)品的開發(fā)、老產(chǎn)品的升級(jí)和維護(hù)帶來(lái)極大的方便。4、工作電壓范圍寬（2.76V）、抗干擾能力強(qiáng)：總之，AVR單片機(jī)在一個(gè)芯片內(nèi)將增強(qiáng)性能的RISC 8位CPU與可下載的FLASH相結(jié)合使其成為適合于許多要求、具有高度靈活性和

21、低成本的嵌入式高效微控制器。3.3.2 Atmega16簡(jiǎn)介Atmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，Atmega16的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。Atmega16有如下特點(diǎn)：16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash（具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW）；512字節(jié)EEPROM；1K字節(jié)SRAM；32個(gè)通用I/O口線，32個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描JTAG接口；支持片內(nèi)調(diào)試與編程；三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T/C）；片內(nèi)/外中斷；可編程串行USART，有起始

22、條件檢測(cè)器的通用串行接口；8路10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益（TQFP封裝）的ADC；具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器；一個(gè)SPI串行端口，以及六個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。工作于空閑模式時(shí)CPU停止工作，而USART、兩線接口、A/D轉(zhuǎn)換器、SRAM、T/C、SPI端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)；ADC噪聲抑制模式時(shí)終止CPU和除了異步定時(shí)器與ADC以外所有I/O模塊的工作，以降低ADC轉(zhuǎn)換時(shí)的開關(guān)噪聲；Standby模式下只有

23、晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力；擴(kuò)展Standby模式下則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。Atmega16的引腳圖如圖3-3所示。分為插列式和貼片式。圖3-3 Atmega16的引腳圖引腳說明：VCC：數(shù)字電路的電源。GND：地。端口A（PA7-PA0）：端口A作為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電阻拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口A處于高阻狀態(tài)。端口B（PB7-PB

24、0）：端口B為8位雙向I/O口，使用方法與端口A同理。端口B也可以用作其他不同的特殊功能，如表3-1所示。表3-1 端口B的第二功能引腳功能引腳功能PB7SCL(SPI總線的串行時(shí)鐘)PB3AIN1(模擬比較負(fù)輸入)OC0(T/C0輸出比較匹配輸出)PB6MISO(SPI總線的主機(jī)輸入/從機(jī)輸出信號(hào))PB2AIN0(模擬比較正輸入)INT2(外部中斷2輸入)PB5MOSI(SPI總線的主機(jī)輸出/從機(jī)輸如信號(hào))PB1T1(T/C1外部計(jì)數(shù)器輸入)PB4/SS(SPI)從機(jī)選擇引腳PB0T0(T/C0外部計(jì)數(shù)器輸入)XCK(USART外部時(shí)鐘輸入/輸出) 端口C（PC7-PC0）：端口C為8為雙向

25、I/O口，其使用方法與端口A同理。如果JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳PC5(TDI)、PC3(TMS)與PC2(TCK)的上拉電阻被激活。端口C也可以用作特殊功能，見表3-2所示。表3-2 端口C的第二功能引腳功能引腳功能PC7TOSC2(定時(shí)振蕩器引腳2)PC3TMS(JTAG測(cè)試模式選擇)PC6TOSC1(定時(shí)振蕩器引腳1)PC2TCK(JTAG測(cè)試時(shí)鐘)PC5TDI(JTAG測(cè)試數(shù)據(jù)輸入)PC1SDA(兩線串行總線數(shù)據(jù)輸入/輸出線)PC4TDO(JTAG測(cè)試數(shù)據(jù)輸出)PC0SCL(兩線串行總線時(shí)鐘線) 端口D（PD7-PD0）：端口D為8位雙向I/O口，其使用方法與端口A同理。端口D

26、的特殊功能見表3-3所示。表3-3 端口D的第二功能端口功能端口功能PD7OC2(T/C2輸出比較匹配輸出)PD3INT1(外部中斷1的輸入)PD6ICP1(T/C1輸入捕捉引腳)PD2INT0(外部中斷0的輸入)PD5OC1A(T/C1輸出比較A匹配輸出)PD1TXD(USART輸出引腳)PD4OC1B(T/C1輸出比較B匹配輸出)PD0RXD(USART輸入引腳)/RESET：復(fù)位為輸入引腳。持續(xù)時(shí)間超過最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。持續(xù)時(shí)間小于門限的脈沖不能保證可靠的復(fù)位。XTAL1：反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。XTAL2：反向振蕩放大器的輸出端。AVCC：AVCC是

27、端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源，不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接，使用ADC時(shí)應(yīng)通過一個(gè)低通濾波器與VCC連接。AREF：A/D的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。3.3.3 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 控制電路如圖3-4所示。單片機(jī)的PA0和PA1引腳作為脈沖輸入端和脈沖計(jì)數(shù)清零端；485串口通信采用MAX1487芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，將MAX1487與單片機(jī)的RXD和TXD連接即可。編程采用JTAG接口。圖3-4 控制電路3.4 JTAG接口3.4.1 JTAG簡(jiǎn)介JTAG是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。

28、JTAG的基本原理是在器件內(nèi)部定義一個(gè)TAP（測(cè)試訪問口），通過專用的JTAG測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。JTAG測(cè)試允許多個(gè)器件通過JTAG接口串聯(lián)在一起，形成一個(gè)JTAG鏈，女呢個(gè)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)器件分別測(cè)試?，F(xiàn)在，JTAG接口還常用于實(shí)現(xiàn)ISP（在線編程），對(duì)FLASH器件進(jìn)行編程。JTAG編程方式是在線編程。傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編程再裝到板子上，而用JTAG可以簡(jiǎn)化流程，先將芯片固定到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進(jìn)度。JTAG口的芯片引腳定義：TCK：測(cè)試時(shí)鐘輸入。TDI：測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI輸入JTAG口。TDO：測(cè)試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO從JTAG口輸出

29、。TMS：測(cè)試模式選擇，TMS用來(lái)設(shè)置JTAG口處于某種特定的測(cè)試模式。可選引腳TRST：測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。含有JTAG口的芯片種類較多，如CPU、DAP、CPLD等。3.4.2 JTAG接口電路 JTAG接口電路如圖3-5所示。將JTAG接口與單片機(jī)的PC2、PC3、PC4、PC5連接，即TCK、TMS、TDO、TDI引腳。從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的在線編程。圖3-5 JTAG接口電路3.5 485通信電路3.5.1 MAX1487簡(jiǎn)介MAX1487是用于RS-485通信的低功耗收發(fā)器，具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器，它的驅(qū)動(dòng)器擺率不受限制，可以實(shí)現(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率。MAX148

30、7接收器可檢測(cè)低達(dá)200mv的信號(hào)，是一種高速、低功耗、控制方便的異步通訊接口芯片，其器件特性如下：供電電壓：4.75VVCC5.25V；供電電流：120uA-500uA，靜態(tài)電流230uA；共模輸入電壓范圍：-7V-+12V；通訊傳輸線最多可掛128個(gè)收發(fā)器；傳輸速率：2.5MB/S；傳輸延時(shí)：30ns；跳變坡度：5ns；工作溫度：0-+70。MAX1487的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-6所示，引腳功能如表3-4所示。圖3-6 MAX1487引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖表3-4 MAX1487引腳功能引腳功 能 描 述RO接收器輸出：若RI>RR 200mV，則RO為高電平；若RI<RR 200

31、mV，則RO為低電平。RE/接收器輸出使能。當(dāng)RE/為低電平時(shí)，RO有效；當(dāng)RE/為高電平時(shí)，RO為高阻狀態(tài)。DE驅(qū)動(dòng)器輸出使能。DE變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出Y與Z有效；當(dāng)DE為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出為高阻狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出有效時(shí)，器件被用作線驅(qū)動(dòng)器。而高阻狀態(tài)下，若RE/為低電平，則器件被用作線接收器。D0驅(qū)動(dòng)器輸入。DO上的低電平強(qiáng)制輸出Y為低電平，而輸出Z為高電平。同理，DO上的高電平強(qiáng)制輸出Y為高電平，而輸出Z為低電平。GND地RI接收器同相輸入端和驅(qū)動(dòng)器同相輸出端RR接收器反相輸入端和驅(qū)動(dòng)器反相輸出端VCC正電源：4.75VVCC5.253.5.2 485通信電路設(shè)計(jì) 該部分電路設(shè)計(jì)如

32、圖3-7所示。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)與上位機(jī)通信采用485總線方式。485通信芯片采用MAX1487。電路中MAX1487的RO和DO分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD連接即可，RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)，當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX1487工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳（即第11引腳）即可，DO和OR分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)DO電平高于OR時(shí)，代表發(fā)送數(shù)據(jù)為1，當(dāng)DO電平低于OR時(shí)，代表發(fā)送數(shù)據(jù)為0。圖3-7 485通信接口電路3.6 電源電路3.6.1

33、 CD4047簡(jiǎn)介CD4047由可選通的非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器組成，可靠用作正/反向邊沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，具有重觸發(fā)和外部計(jì)數(shù)選項(xiàng)功能。輸入端包括TR+、AST、RET及CR。緩沖輸出端為Q、和。該器件在所有工作模式，應(yīng)在、/端間外接電容（C），在/、端外接電阻（R）。AST為高電平時(shí)，為非穩(wěn)態(tài)工作模式，Q和輸出端的方波周期為R和C的函數(shù)。AST的元脈沖或反脈沖允許電路用作一可選通多諧振蕩器，端輸出周期為Q端輸出的一半，但在此輸出不能保證50%的占空比，在單穩(wěn)態(tài)模式，為低電平時(shí)，加至TR+輸入端的前沿脈沖位正向邊沿觸發(fā)；同樣，TR+為高電平時(shí)，加至的后沿脈沖為反向邊沿觸發(fā)。相對(duì)于輸出脈沖，輸入脈

34、沖的脈寬可為任何值。在RET和TR+輸入端加一公共脈沖，多諧振蕩器可重觸發(fā)（僅在前沿）。利用外接計(jì)數(shù)器集成電路可以延長(zhǎng)輸出脈寬。CD4047提供了14引線多層陶瓷雙列直插、熔封陶瓷雙列直插、塑料雙列直插和陶瓷片狀載體4種封裝形式。工作條件：電源電壓范圍：3V15V；輸入電壓范圍：0VVdd；工作溫度范圍：-55125；CD4047引腳圖如圖3-8所示。圖3-8 CD4047引腳圖引腳功能描述：AST、：非穩(wěn)態(tài)允許輸入端；：外接電熔端；CR：復(fù)位端；RET：重觸發(fā)輸入端；：外接電阻電容公共端；/：外接電阻電容公共端；TR+：上升沿觸發(fā)輸入端；：下降沿觸發(fā)輸入端；Q：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)脈沖輸出端；：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)脈沖

35、互補(bǔ)輸出端；：非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出端；Vdd：正電源；Vss：地。3.6.2 電源電路設(shè)計(jì)電源電路如圖3-9所示。通過CD4047調(diào)節(jié)電壓頻率，再通過降壓變壓器來(lái)得到+5V電源。變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，可用來(lái)把某一數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。降壓變壓器就是用來(lái)把高數(shù)值的電壓變換為同頻率的較低數(shù)值電壓的變壓器。其在高頻領(lǐng)域應(yīng)用較廣，如逆變電源等。變壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。與電源相連的線圈接收交流電能，稱為一次繞組，與負(fù)載相連的線圈送出交流電能，稱為二次繞組。一次繞組的電壓相量為U1，電流相量為I1，匝數(shù)為N1，二次繞組的電壓相量為U2，電流相量為I

36、2，匝數(shù)為N2，它們滿足的公式為： 由于輸入為24V，輸出為5V，根據(jù)上述公式U1/U2=NI/N2可得，N1/N2=24/5，只要保證變壓器的這個(gè)匝數(shù)比就可以，輸出端的電容為濾波電容。圖3-9 電源電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 應(yīng)用環(huán)境簡(jiǎn)介ICCAVR是一種使用符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言來(lái)開發(fā)微控制器，MCU程序的一個(gè)工具，它具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：ICCAVR是一個(gè)綜合了編輯器和工程管理器的集成工作環(huán)境IDE，其可在WINDOWS9X/NT下工作，源文件全部被組織到工程之中，文件的編輯和工程的構(gòu)筑也在這個(gè)環(huán)境中完成，編譯錯(cuò)誤顯示在狀態(tài)窗口中，并且當(dāng)你用鼠標(biāo)單擊編譯錯(cuò)誤時(shí)，光標(biāo)會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到編輯窗口

37、中引起錯(cuò)誤的那一行，這個(gè)工程管理器還能直接產(chǎn)生用戶希望得到的可以直接使用的INTEL HEX格式文件，INTEL HEX格式文件可被大多數(shù)的編程器所支持，用于下載程序到芯片中去。ICCAVR是一個(gè)32位的程序，支持長(zhǎng)文件名。ICCAVR中的文件類型及其擴(kuò)展名：文件類型是由它們的擴(kuò)展名決定的，IDE和編譯器可以使用一下幾種類型的文件輸入文件：.c擴(kuò)展名表示是C語(yǔ)言源文件；.s擴(kuò)展名表示是匯編語(yǔ)言源文件；.h擴(kuò)展名表示是C語(yǔ)言的頭文件；.prj擴(kuò)展名表示是工程文件，這個(gè)文件保存由IDE所創(chuàng)建和修改的一個(gè)工程的有關(guān)信息.a擴(kuò)展名庫(kù)文件，它可以由幾個(gè)庫(kù)封裝在一起，libcavr.a是一個(gè)包含了標(biāo)準(zhǔn)C的

38、庫(kù)和AVR特殊程序調(diào)用的基本庫(kù)，如果庫(kù)被引用，鏈接器會(huì)將其鏈接到模塊或文件中，用戶也可以創(chuàng)建或修改一個(gè)符合需要的庫(kù)。輸出文件：.s：對(duì)應(yīng)每個(gè)C語(yǔ)言源文件，由編譯器在編譯時(shí)產(chǎn)生的匯編輸出文件；.o：由匯編文件匯編產(chǎn)生的目標(biāo)文件，多個(gè)目標(biāo)文件可以鏈接成一個(gè)可執(zhí)行文件；.hex：INTEL HEX格式文件，其中包含了程序的機(jī)器代碼；.eep：INTEL HEX格式文件，包含了EEPROM的初始化數(shù)據(jù)；.cof：COFF格式輸出文件，用于在ATMEL的AvrStudio環(huán)境下進(jìn)行程序調(diào)試；.lst：列表文件，在這個(gè)文件中列舉出了目標(biāo)代碼對(duì)應(yīng)的最終地址；.mp：內(nèi)存映像文件，包含了程序中有關(guān)符號(hào)及其所占

39、內(nèi)存大小的信息；.cmd：NoICE 2.xx調(diào)試命令文件；.noi：NoICE 3.xx調(diào)試命令文件；.dbg：ImageCraft調(diào)試命令文件。AVR系列使用高級(jí)語(yǔ)言編程時(shí)有很高的C語(yǔ)言密度，允許對(duì)訪問呢目標(biāo)MCU的底層硬件進(jìn)行訪問，由于AVR性能，除了要最大程序地優(yōu)化代碼很少使用匯編。與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)上、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。4.2 主程序設(shè)計(jì)流程本設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖4-1所示。開始初始化是否有脈沖輸入？S1按下？開始計(jì)數(shù)將計(jì)數(shù)上傳至上位機(jī)S2按下？計(jì)數(shù)清零結(jié)束NYYNYN圖4-1 主程序流程圖4.3 程序設(shè)計(jì)4.3.1 單片機(jī)為了獲得最高的性能

40、以及并行性，AVR采用了Harvard結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線。程序存儲(chǔ)器里的指令通過一級(jí)流水線運(yùn)行，CPU在執(zhí)行一條指令的同時(shí)讀取下一條指令。這個(gè)概念實(shí)現(xiàn)了指令的單時(shí)鐘周期運(yùn)行。程序存儲(chǔ)器是可以在線編程的Flash。程序流程通過有/無(wú)條件的跳轉(zhuǎn)指令和調(diào)用指令來(lái)控制，從而直接尋址整個(gè)地址空間。大多數(shù)指令長(zhǎng)度為16位，亦即每個(gè)程序存儲(chǔ)器地址都包含一條16位或32位的指令。程序存儲(chǔ)器空間分為兩個(gè)區(qū)：引導(dǎo)程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū)。這兩個(gè)區(qū)都有專門的鎖定位以實(shí)現(xiàn)讀和讀/寫保護(hù)。用于寫應(yīng)用程序區(qū)的APM指令必須位于引導(dǎo)程序區(qū)。在中斷和調(diào)用子程序時(shí)返回地址的程序計(jì)數(shù)器保存于堆棧中，堆棧位于通用數(shù)據(jù)SRAM

41、，因此其深度僅受限于SRAM的大小。在復(fù)位例程里首先要初始化堆棧指針SP。這個(gè)指針位于I/O空間，可以進(jìn)行讀寫訪問。數(shù)據(jù)SRAM可以通過5種不同的尋址模式進(jìn)行訪問。本設(shè)計(jì)中的程序設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單易懂，只需要檢測(cè)引腳的高低電平實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能即可。4.3.2 串口通信AVR單片機(jī)的USART是一個(gè)高度靈活的串行通信設(shè)備，主要特點(diǎn)：全雙工操作；異步或同步操作；主機(jī)或從機(jī)提供時(shí)鐘的同步操作；高精度的波特率發(fā)生器；支持5、6、7、8或9個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)貨2個(gè)停止位；硬件支持的奇偶校驗(yàn)操作；數(shù)據(jù)過速檢測(cè)；幀錯(cuò)誤檢測(cè)；噪聲濾波，包括錯(cuò)誤的起始位檢測(cè)及數(shù)字低通濾波器；三個(gè)獨(dú)立的中斷，發(fā)送結(jié)束中斷、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空中斷

42、及接收結(jié)束中斷；多處理器通訊模式、倍速異步通訊模式。對(duì)USART的初始化除妖包括波特率的設(shè)定、幀結(jié)構(gòu)的設(shè)定以及根據(jù)需要使能接收器或發(fā)送器，對(duì)于中斷驅(qū)動(dòng)的USART操作，在初始化時(shí)首先要清零全局中斷標(biāo)志位。USART發(fā)送器有兩個(gè)標(biāo)志位：USART數(shù)據(jù)寄存器空標(biāo)志UDRE及傳輸結(jié)束標(biāo)志TXC，兩個(gè)標(biāo)志位都可以產(chǎn)生中斷。數(shù)據(jù)寄存器空UDRE標(biāo)志位表示發(fā)送緩沖器是否可以接收一個(gè)新的數(shù)據(jù)，該位在發(fā)送緩沖器空時(shí)被置“1”；當(dāng)發(fā)送緩沖器包含需要發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)清零。當(dāng)整個(gè)數(shù)據(jù)幀移出移位寄存器，同時(shí)發(fā)送緩沖器中又沒有新的數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送結(jié)束標(biāo)志TXC置位，TXC在傳送結(jié)束中斷執(zhí)行時(shí)自動(dòng)清零，也可在該位寫“1”來(lái)清零。

43、TXC標(biāo)志位對(duì)于485標(biāo)準(zhǔn)的通信接口十分有用，一旦傳送完畢，應(yīng)用程序必須釋放通信總線并進(jìn)入接收狀態(tài)。TXEN清零后，只有等到所有數(shù)據(jù)發(fā)送完成后發(fā)送器才能真正禁止，即發(fā)送移位寄存器與發(fā)送緩沖寄存器中沒有要傳送的數(shù)據(jù)，發(fā)送器禁止后，TXD引腳恢復(fù)其通用I/O功能。置位UCSRB寄存器的接收允許位RXEN可啟動(dòng)USART接收器，接收器使能后RXD的普通引腳功能被USART功能所取代，成為接收器的串行輸入口。進(jìn)行數(shù)據(jù)接收之前首先要設(shè)置好波特率、操作模式及幀格式。一旦接收器檢測(cè)到一個(gè)有效的起始位，便開始接收數(shù)據(jù)。5 制作與調(diào)試5.1 PCB圖繪制畫好電路原理圖后，啟動(dòng)PCB編輯器。在設(shè)計(jì)印刷電路板前，首

44、先要在PCB編輯器中規(guī)劃好電路板，設(shè)置印制電路板的物理邊界和電氣邊界，只有設(shè)置了電氣邊界才能進(jìn)行自動(dòng)布局和自動(dòng)布線的工作。然后調(diào)入封裝庫(kù)，設(shè)置布線規(guī)則及其參數(shù)。電路板布局要求：要保證電路功能和性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；滿足工藝性，檢測(cè)、維修方面的要求，工藝性是指元器件排列順序、方向、引線間距等，在批量生產(chǎn)和采用自動(dòng)插裝機(jī)時(shí)尤為突出，對(duì)于檢測(cè)和維修方面的要求，主要是考慮檢測(cè)時(shí)信號(hào)的注入或測(cè)試，以及有關(guān)元器件替換等；適當(dāng)兼顧美觀性，如元器件排列整齊、疏密得當(dāng)?shù)?。布局?guī)則：就近原則，元器件的擺放應(yīng)根據(jù)電路圖就近安放；信號(hào)流原則，按信號(hào)流向放元件，避免輸入、輸出，高低電平部分交叉、成環(huán)；散熱原則，有利于發(fā)熱元件的散熱；合理布置電源濾波/去耦電容，電源濾波電容應(yīng)接在電源的入口處。為了防止電磁干擾，一般在集成電路的電源端要加去耦電容，尤其多片數(shù)字電路IC更不可少。這些電容必須加在靠近IC電源處與IC地線連接。布線分為自動(dòng)布線和手工