电路原理图范例6篇

电路原理图

电路原理图范文1

关键词:Protel99SE;非层次原理图;电子线路CAD;自动编号;元件

中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0946-02

A Kind of Method about Non-hierarchical Sub-circuit Schematic Element of AutoNumber in the Protel99 SE

ZENG Xiao-bo, GE Qin

(Hunan Vocational Institute of Technology, Xiangtan 411104, China)

Abstract: Protel99 SE is one of present domestic widespread use electronic circuit CAD software, the depth the electronic circuit project engineering technical personnel and the electronic specialized teacher's favor, this article by the abundant and elegant way, introduced that in the Protel99se Central Africa level schematic diagram sub-circuit element automatic serial number's method, is for the purpose of filling in the electronic circuit CAD teaching material's blank, is the teacher teaching, the engineers and technicians actual operation provides the reference.

Key words: Protel99 SE; Non-hierarchical schematic; electronic circuit CAD; AutoNumber; part

Protel99 SE作为Altium公司1999年推出的电子线路设计CAD软件,是第一个将所有的设计工具于一身的设计系统,该系统包含了电路原理图编辑、电路性能仿真测试、设计PLD及印制电路板PCB编辑等功能融合一体。虽然2002年该公司推出了Protel DXP版本,但由于其界面按钮较多,不易初学者掌握,对显示器要求较高等因素制约,至今Protel99 SE用户升级到Protel DXP版本的并不多,Protel99 SE在今后一段时间内仍将成为主流的电子线路CAD设计软件之一。

本文阐述在Protel99 SE原理图编辑器环境下,元件的自动编号功能的操作,重点介绍非层次原理图的子电路元件自动编号的方法。笔者在多年的教学当中,使用了多套教材,发现共同的特点,对元件的自动编号操作介绍不少,但大部分只介绍单一原理图元件自动编号和层次原理图中子电路元件自动编号,对于同一原理图中不同模块子电路元件的自动编号,即非层次原理图子电路元件自动编号的方法介绍太少,基本不提或者一笔带过。经过本人的多年摸索,找到一种在Protel99 SE中非层次原理图子电路元件的自动编号的操作方法,旨在填补电子线路CAD教材中的空白,为教师教学,工程技术人员实际操作提供参考。

1 Protel99 SE原理图中元件自动编号的三种情况

在Protel99 SE原理图编辑器中,考虑到了层次电路原理图的绘制,因而应用了子电路的概念,从而有三种情况的自动编号。

第一种情况是单一模块电路元件的自动编号,这种情况大部分的教材都有详细的介绍,只需简单的运用Protel99 SE系统的菜单命令【Tools】--【Annotate…】即可实现,本文不再赘述。

第二种情况是层次电路原理图中子电路的自动编号,由于这种原理图的结构是由母图到子图的层次关系,各子电路分别绘制在不同的原理图中,对每一个子电路的元件自动编号与第一种情况类似,并不会影响其他电路;只是操作需放到每一个子电路原理图中进行,并且,注意将元件的序号改为“元件类型+子电路编号+序号”的形式即可;这些操作只需掌握第一种情况的操作,同时利用全局编辑功能,就不会有太多的困难,现在的教材也有详细叙述。

第三种情况是非层级原理图中的子电路元件自动编号,即对于包含多个子电路系统的设计项目,如果元件数目不多,整个电路绘制在同一张原理图中,称之为非层次原理图,对于这样原理图,由于子电路在同一个原理图中,在修改一部分子电路的全局属性时,也会影响到其他子电路元件,因而需要特别注意操作,这是本文需要重点介绍的内容。

2 非层次原理图中的子电路元件自动编号

如前文所述,由于所有子电路元件都在同一张原理图中,当通过全局编辑功能方式编辑某一子电路的同类元件属性时,势必会影响到其他子电路的元件属性。解决的办法是先将需要编辑的同类元件先标记,再进行全局编辑。具体操作如图1。

如图1所示,若七个电容为第三个子电路的元件,并且此子电路中的电容元件均在此,现需要将其编号编辑成C301-C307的形式,具体步骤为:

第一步,将这七个电容标记,具体操单击鼠标不放松从该图形的左上角到右下角拉出一矩形,将七个电容全部包围,这样被标记的电容元件呈黄色(系统默认颜色)。当然,子电路中的元件通常不可能排在一起,即需要标记分散的元件时,只需要执行Shift+鼠标单击元件,同样可以标记同一子电路中不同位置的元件。

第二步,双击七个元件中的任意一个元件,弹出属性对话框,点击【Global】按钮,启动全局编辑功能,此时设置如图2所示,匹配条件【Attributes To Match By】栏中不是通常选用的元件编号“C*”了,而是标记项【Selection】,具体如图2所示。需要特别注意的是【Selection】应该选择【Same】,单击【OK】按钮即可,此时七个电容元件统一编辑成图3所示情况。

第三步,执行菜单命令【Tools】--【Annotate…】,启动自动编号功能,即可编辑成C301-C307的形式。

这种操作可以将非层次原理图中子电路中的同类型的元件(如电阻、电容元件)自动编号成所需要的形式,依次类推,使用这种操作方法可以将其他类型元件自动编辑成所需要的形式。

3 同类元件超过十个元件的处理办法

自动编号功能是按着数字从小编号到大的递增方式进行,当元件的个数在99个以内时,1~9号元件的编号形式为C301-C309(还是以上图中的电容元件为例);当元件编号超过第9个时,如果不注意,会出现C3010、C3011的形式,而不会如期的出现C310、C311的形式;此时只要继续得使用前面的方法,先标记第10~19号元件,调出图2所示的全局编辑对话框,再将其复制值改为“C31?”的形式,这样就可以出现预想的编号号码。当元件的个数超过19个时,此时的操作方法同此步的操作类似。

通过上面的操作我们可以看出,不管是层次原理图还是非层次原理图中的子电路元件,利用全局编辑功能,每次只能编号十个元件,因此,在操作中需要注意。

4 结束语

Protel99 SE的原理图编辑的全局编辑功能和自动编号功能,当用户能够的深刻掌握每项操作的含义,灵活运用两者的组合关系,可以给用户的工作带来很多方便和给工作带来很高的效率。

参考文献:

[1] 潘永雄,沙河.电子线路CAD实用教材[M].3版.西安:西安电子科技大学出版社,2007.

[2] 张谨,张伟,张立宝. 电路设计与制板:Protel99 SE入门与提高[M]. 北京:人民邮电出版社,2007.

[3] 张伟,张颖,赵晶. 电路设计与制板:Protel99 SE高级应用[M]. 北京:人民邮电出版社,2007.

[4] 颜莉. Protel 99 SE设计电子原理图[J]. 科学大众,2009(2).

[5] 王朝红,李广兵. Protel 99 se使用技巧[J]. 科技创新导报, 2008(8).

电路原理图范文2

关键词:电子电路图;识图思路;视图方式;集成电路;复杂电路;等效电路图

中图分类号:TN925 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)01-0169-03

随着科学技术的发展,电子技术在各行各业的应用越来越来越广泛。通过查看它们的基本应用方式,可以发现大多数电子电路图都是根据电路应用的典型方式,通过重新配置参数、重新组合得到的电路扩展方式。因此可以说,作为各种专用电子电路的基础,电子电路图的视图方式非常重要。从产品设计、产品开发到产品维修,首先必须熟悉电子电路的基本应用方式,本文详细介绍了各种电子电路图的表示方式、分析特点,希望能够为各类从事电子技术工作与研究的工程师提供借鉴的作用。

1

电子电路图分类

对于电子产品,从设计初期到最终成型,采用的视图方式多种多样,包括方框图、单元电路、等效电路图等,应该先了解生产机械的基本结构、运行情况、工艺要求和操作方法,以便对生产机械的结构及其运行情况有总体了解。后识电就是在识机的基础上进而明确对电力拖动的控制要求,为分析电路做好前期准备。例如,在进行读DFl00kW发射机电路图时,先组织带领员工到机房参观发射机,对机器进行整体认知。先看方框图,让员工了解发射机的工作方式、工作流程,发射机由多少个单元组成,每个单元的工作原理及其有机联系。然后再具体到每个单元的结构、电气走向。例如讲解发射机一单元时,提出问题:发射机电子管灯丝为什么要两档上,冷却为什么要延时,发射机加电的顺序是怎样的?发射机工作时,电子管及其各元件温度非常高,必须进行冷却,因而讲其冷却原理、冷却方式。讲解电子管时,电子管与晶体管的区别,它属于哪类放大,为什么用这种放大?高频电路和低频电路的共性和区别,数字电路和模拟电路的接地等等,把员工学到的知识和实际结合起来,使员工产生好奇心,从而激发求知欲望。可以给员工演示加高压调谐的过程,这样整体对发射机已经有了感性到理性认识。再到某一具体线路时,就要对线路供电、信号走向、元器件的进行测量并详细分析。学习时,原理图和事物图对照。加深印象,对元器件的摆放位置和拆装了如指掌,便于出现故障时提高处理速度。奠次,识电很重要,一个设备往往多路供电,来龙去脉要十分清楚。检修设备时,必须停电、验电、放电,以保证人身和设备安全。这种教学模式可以使学生明确识图思路,很容易读懂电气控制电路图,从而提高识图能力。

1.1 方框图

主要通过方框、连线表示电路的工作原理和构成。主要为了从总体上把电路划分为若干模块,然后对各模块配合简单的文字说明,在各方框之间采用连线表明各模块之间的关系。

方框图可以用来表示系统电路方面的方框图、集成电路内电路方框图和整机电路方框图。如图1所示,该系统为一个两级放大器电路,主要包括信号源电路、第一级放大器、第二级放大器和负载电路。

方框图大致概述了复杂电路的构成,并且描述了信号传输方向,从图中可以清楚的看到电路的构成和信号的流向,逻辑性强,对于分析复杂的系统电路或是了解整机的电路组成情况时,采用方框图进行视图简易方便。

1.2 单元电路图

顾名思义,单元电路图为实现某一具体功能的最小电路单位,例如某一级放大电路、某一振荡器电路等。当然,从大的方面来看,一个集成电路也可以被认为是一个单元电路。单元电路图主要被用于分析某一部分的具体电路功能,而直接把该部分画出。

如图2所示为放大单元电路,+V为直流工作电压,用于供电给三极管,Ui为输入信号,作为需要放大的信号,Uo表示经过放大以后的信号。通过采用元器件、电阻、电容和有关连线连接,使得单元电路图能简洁、清楚地表明电路。

1.3 等效电路图

分析某些电路时,采用等效电路图的方式去分析电路,能更方便地理解电路的工作原理。虽然等效电路图与原电路表现形式不同,但是实际作用完全相同,它主要用于简化电路工作原理。

对于直流等效电路图,在电路中的电容采用开路对待、线圈采用通路对待:对于交流等效电路图,将电路中的耦合带内容认为通路、线圈认为通路;对于元器件,特别是新的或者特殊的元器件,为了能够更好的表明它的属性,必须采用等效电路图。

如图3所示,对于双端陶瓷滤波器,为了便于理解其工作原理,采用线圈L1、电容c1串联谐振电路进行等效,具体分析其特性。

1.4 集成电路应用电路图

随着电子技术的发展,集成电路被广泛使用在各方面,因此对于集成电路应用电路图的识图非常重要。

对于集成电路图,采用集成电路电路结构、元器件参数等,完整表明了其功能,使得分析非常方便。但是由于其大部分不会画出内部电路方框图。因此对于初学者分析其应用带路和分立元器件,由于不熟悉其内部构造,因此比较困难。

1.5 整机电路图

整机电路图,用于描述整个机器的电路结构、各单元电路的电路结构和连接方式,因此可以表明整个机器的工作原理,同时由于各元件都给出了其具体型号等一些重要数据,可以作为检测和更换的基础。然后再化整为零。任何复杂电路都是由一些基本环节电路组成的。因此,掌握基本环节电路的工作原理是掌握机器电气运行、安装和检修的基础。分析控制电路可根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求,逐一找出控制电路中的控制环节,将控制回路化整为零地进行分析。如果控制电路较复杂,则可先排除照明或显示等与控制关系不密切的电路,以便集中精力进行分析。

1.6 印制电路板图

对于印制电路版图,首先在一层绝缘板上覆盖一层金属箔,随后对电路板中不需要金属箔的位置进行腐蚀,用于放置元器件,其余没有腐蚀的金属箔作为导线使用。完成整个电路的连接。在印制电路板过程中,需要考虑各元件的体积、具体放置位置、散热、抗干扰等因素,虽然通过印制电路板很难与该电路的原理图对应,但其却可以更好地表现电路的功能。

2 电子电路图的分析方法

2.1 方框图识图

对于方框图,信号的传输在识图过程中非常重要。在信号传输过程中,需要特别关注箭头的方向,箭头方向用于表明信号的传输。同时,由于具体电路比较复杂,在识图过程中容易使人困惑,因此首先查看方框图,查看其各部分信号流向,再确定具体原理,特别需要关注的是方框图的引脚具体作用,引脚包括输入脚、输出脚、电源脚、接地,通过查看信号的箭头指示即可确定。

作为学习电路的第一步,一般情况下厂家不会提供 方框图,但是大多数电路部分构造相同,可以作为参考。

2.2 单元电路图识图

由于单元电路图非常多,因此单元电路图的识别各有不同,但有其固有的共性。

(1)对于有源电路,由于采用直流电压工作,因此首先需要分析其电压供给,其电路中电容器可被认为开路,电感器被认为短路。通常情况下,由于电源供给在电路图上方,因此采用从上到下进行分析。

(2)在信号传输过程中,从输入端至输出端,信号经过如何处理,一般采用从左向右仔细分析。

(3)在单元电路中。元器件的作用分析非常重要,只有看懂电路的工作才能清楚各元器件的作用。

(4)当清楚了整个电路的工作原理后,当电路出现开路、短路、性能变差之后,就很容易进行电路的故障分析。

2.3 等效电路图识图

为了更容易理解电路图,采用等效电路图进行分析。一般情况下,有三种等效方式,在实际分析过程中需要确定其为哪种等效电路,尤其对于复杂电路,通过采用直流或交流等效电路很容易分析分析,但是并不是所有电路都适用于等效电路图进行分析。

2.4 集成电路应用电路图识图

如图4所示为集成电路分析步骤,首先需要对电源信号、传输信号和其他引脚(例如消振引脚等)电路进行分析,确定其具体形式。其次掌握外部电路分析,分析信号传输过程。最后找一些集成电路的关键点测试。这对故障查询非常重要。

2.5 整机电路图识图

对于整机电路图,首先整体把握功能,然后按照直流工作、交流工作进行分批分析,确定其具体工作形式。而那些此前没有见过的、复杂的单元电路作为分析的重点。

2.6 印制电路板图识图

对于印制电路板图,初看非常乱,需要首先根据元器件外形特征,查找具体元器件,对于芯片,可以根据其型号查找相关技术资料。通常电路板上的大面积铜箔线路为地线。通过查找各铜箔线的走向,确定整个电路连接部分,应与实电路板对照,采用一致的看图方向进行功能确定。

3 结语

各种电路图充分描述了电子设备的功能、用途和工作原理。作为电路设计、调试和维修的基础,硬件工程师需要结合各种电路图识图方式,充分了解其各单元工作原理,才能够不断提高识图能力,进而增强了分析、解决问题能力。

参考文献

[1]许飞.初学者如何读电子电路图[J].华章.2008.(10)

电路原理图范文3

【关键词】电气控制电路图;识读方法;教法

电气控制线路的安装,是职业学校电工专业学生必须掌握的专业知识和技能,也是对机床控制线路进行检修的基础。该课程在保证学生掌握必备专业知识的同时,特别加强了对学生实际操作能力的培养。但是要想能正确的对电气控制线路进行安装,必须首先能正确识读电气控制基本线路原理图。下面我就如何引导学生看懂和掌握电气控制线路原理图谈几点看法。

一、应该先教给学生了解电气控制电路图中相关的电气符号

实用中的电气线路图都是按照国家标准规定的电气图形符号与文字符号的要求,用这些电气图形、文字符号来表示电器元件、装置、设备、系统之间的连接及相互关系的图。要做到会看图和看懂图,必须掌握看电气图的基本知识,应该先了解电气符号。

电气符号包含有图形符号、文字符号等,它们相互关联、互为补充,以图形和文字的形式从不同角度为电气图提供各种信息。只用弄清楚了它们的含义、构成及使用方法,才能正确看懂电气图。

图形符号通常用于图样或其他文件,以表示一个设备(如电动机)或概念(如接地)的图形、标记或字符。图形符号是构成电气图的基本单元,是绘制和看懂电气图的基础。通常用一般符号或一般符号加上限定符号来表示。

文字符号是表示电气设备、装置、电气元件的命名、状态和特征的字符代码。

文字符号可以用单一的字母代码或数字代码来表达,也可用字母和数字组合的方式来表达。如“R”表示电阻器、“SB”表示按钮、“KM”表示接触器,再例如3个继电器可用KA1、KA2、KA3表示等。文字符号一般标注在电气设备、装置、电气元件图形符号上或其近旁。

二、在了解电气控制电路图的基本知识基础上,要教给学生电气原理图的组成及各组成部分电器的布局

(一)电气原理图一般由电源电路、主电路和辅助电路三部分组成。

1.电源电路画成水平线,三相交流电源相序L1、L2、L3自上而下依次画出,中性线N和保护地线PE依次画在相线之下。直流电源的“+”端画在上边,“―”端在下边画出。

2.主电路是指受电的动力装置及控制、保护电器的支路等,它是由主熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件以及电动机等组成。主电路通过的电流是电动机的工作电流,电流较大。

3.辅助电路一般包括控制主电路工作状态的控制电路、显示主电路工作状态的指示电路、提供机床设备局部照明的照明电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。辅助电路通过的电流都较小,一般不超过5A。

(二)各组成部分电器的布局:

1.电源开关要水平画出。

2.主电路图要画在电路图的左侧并垂直电源电路。

3.画辅助电路图时,辅助电路要跨接在两相电源线之间,一般按照控制电路、指示电路和照明电路的顺序依次垂直画在主电路图的右侧,且电路中与下边电源线相连的耗能元件(如接触器和继电器的线圈、指示灯、照明灯等)要画在电路图的下方,而电器的触头要画在耗能元件与上边电源线之间。

无论是主电路还是辅助电路,为读图方便,一般应按照从左至右、自上而下的排列来表示操作顺序。

(三)再次,要让学生掌握绘制、识读电气原理图应遵循的原则:

1.电路图中,不画各电器元件实际的外形图,而采用国家统一规定的电气图形符号画出。

2.电路图中,各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。分析原理时,应从触头的常态位置出发。

3.电路图中,同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起,而是按其在线路中所起的作用分画在不同电路中,但它们的动作却是关联的,因此,必须标注相同的文字符号。

若图中相同的电器较多时,需要在电器文字符号后面加注不同的数字,以示区别,如KM1、KM2等。

4.画电路图时,应尽可能减少线条和避免线条交叉。

对有直接电路联系的交叉导线连接点,要用小黑圆点表示;无直接电路联系的交叉导线则不画出小黑圆点。

三、要让学生了解电路图的电路编号法

电路图采用电路编号法,即对电路中的各个接点用字母或数字编号。

1.主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。然后按从上至下、从左至右的顺序,每经过一个电器元件后,编号要递增,如U12、V12、W12;U13、V13、W13……。

单台三相交流电动机(或设备)的三根引出线按相序依次编号为U、V、W。对于多台电动机引出线的编号,为了不致引起误解和混淆,可在字母前用不同的数字加以区别,如1U、1V、1W;2U、2V、2W

2.辅助电路编号按“等电位”原则从上至下、从左至右的顺序用数字依次编号,每经过一个电器元件后,编号要依次递增。控制电路编号的起始数字必须是1,其他辅助电路编号的起始数字依次递增100,如照明电路编号从101开始;指示电路编号从201开始等。

四、结束语

以上所介绍的电气控制电路图的识读方法是我在进行电气控制线路安装教学实践中经常应用的教学方法。在教学中应针对实际情况灵活运用,以调动学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣,开拓学生的思维方法,突出学生的主体地位,培养学生分析、解决问题的能力及识图、画图能力,通过教与学的有机结合,才能更有效的提高教与学的质量,培养具有掌握本专业知识和专业技能的优秀人才。

参考文献

[1]唐辉.浅谈电气控制原理图设计应注意的问题[J].科技信息,2009,12:162.

[2]刘宗涛,王祥祯.机床电气原理图的识读思路[J].九江职业技术学院学报,2010,03:30-31.

电路原理图范文4

中图分类号:TN919-34文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)18-0170-02

Design of Cipher Lock Based on AT89S51

GAO Hai, GUO Hong-xia

(College of Energy Engineering, Yulin University, Yulin 719000, China)

Abstract: Combining the AT89S51main control chip with the pressed key circuit, display circuit, alarm circuit, storage circuit and unlock circuit, an electronic cipher lock which can change the passwords and sound alarm was designed to overcome the simple structure and unsafe of the traditional mechanical lock. Experiments show that the cipher lock is characterized by its reasonable designing methods, simple operation, low cost and safety.Keywords: cipher lock; AT89S51; alarm; mechanical lock

0 引 言

电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或芯片工作,从而控制机械开关的闭合,完成开锁、闭锁任务的电子产品。它具有保密性好、寿命长、操作简单等特点[1-4]。

本设计采用AT89S51作为主控芯片,结合电路,组成电子密码锁。用户想要开锁,必须先通过键盘输入正确的密码才能将锁打开。密码输入错误时有提示,为了提高安全性,当密码输入错误3次将报警。密码可以由用户自己修改设定,锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码,在输入新密码时需要二次确认,以防止误操作。

1 系统设计

本系统共由2部分构成,即硬件部分与软件部分。其原理框图如图1所示。

1.1 系统硬件设计

1.1.1 电源输入

密码锁主控部分电源需要用5 V直流电源供电,其电路图如图2所示。它可以把频率为50 Hz、有效值为220 V的单相交流电压转换为幅值稳定的5 V直流电压。其主要原理是把单相交流电经过变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路转换成稳定的直流电压[5]。

图1 电子密码锁原理框图

图2 电源输入电路原理图

1.1.2 键盘输入

本设计采用的是矩阵式按键键盘,它由行线和列线组成,按键位于行列的交叉点上,密码锁的密码由键盘输入完成。键盘的每个按键功能在程序设计中设置。其具体功能及与单片机引脚接法如图3所示。

图3 键盘输入原理图

1.1.3 密码存储

本设计用EPROM芯片AT24C02存储密码,其接线如图4所示。

图4 密码存储电路原理图

1.1.4 复位电路

复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作[6-7]。无论是在单片机刚开始接上电源时,还是断电后或者发生故障后都要复位。根据实际情况本设计选择如图5所示的复位电路[8]。

1.1.5 晶振电路

本设计中采用12 MHz作为系统的外部晶振。电容取值为20 pF。其电路图如图6所示。

图5 复位电路原理图

图6 晶振电路原理图

1.1.6 显示电路

本设计的显示部分由液晶显示器LCD1602来完成。只有按下键盘上的开启按键后,显示器才处于开启状态。其显示部分引脚接口如图7所示[9]。

1.1.7 报警电路

报警部分由陶瓷压电发声装置及电路组成,加电后不发声,当有键按下时,发“叮”声,每按一下,发声一次,密码正确时,不发声直接开锁,当密码输入错误时,单片机的P2.1引脚为低电平,三极管T3导通蜂鸣器发出蜂鸣声报警。电路图如图8所示[10]。

图7 显示电路原理图

1.1.8 开锁电路

开锁控制电路的功能是当用户输入正确的密码后,单片机控制电子锁内的微型继电器吸合。当继电器吸合以后带动锁杆伸缩,这时,锁勾在弹簧的作用下弹起,完成本次开锁。开锁以后,单片机自动清除掉由用户输人的这个密码。

1.2 系统软件设计

电子密码锁软件设计由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、EPROM读写程序和延时程序等组成。主程序设计流程图如图9所示。

图8 报警电路原理图

图9 主程序流程图

2 结 语

电子密码锁具有软硬件设计简单,易于开发,成本较低,安全可靠,操作方便等特点。同时,还具有按键有效提示,输入错误提示,修改密码等多种功能。可在意外泄密的情况下随时修改密码,保密性强,灵活性高,特别适合在家庭、办公室、学生宿舍及宾馆等场所使用。

参考文献

[1]王志宏,薛增涛.智能卡电子锁的设计[J].现代电子技术,2007,30(9):104-105.

[2]瞿贵荣.实用电子密码锁[J].家庭电子,2007(9):54-57.

[3]周明辉,张云.基于AT89C2051的多功能电子密码锁[J].中国科技博览,2009(14):230-231.

[4]郭海英.基于单片机的电子安全密码锁的设计[J].现代电子技术,2005,28(13):95-97.

[5]王千.实用电子电路大全[M].北京:电子工业出版社,2001.

[6]潘永雄.新编单片机原理与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.

[7]余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[8]杨振江,雷光纯.新颖实用电子设计与制作[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.

[9]沈任远,吴勇.常用电子元器件简明手册[M].北京:机械工业出版社,2006.

电路原理图范文5

 

集成电路(IntegratedCircuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1_4]

 

一、集成电路版图设计软件平台

 

为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称"我校”从2005年起借助于大学计划。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计 、 ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。56]

 

集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(fullcustom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。

 

在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(ZeniEDASystem),这是中国唯1的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。

 

九天EDA软件系统包括设计管理器,原理图编辑器,版图编辑工具,版图验证工具,层次版图设计规则检查工具,寄生参数提取工具,信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。

 

二、集成电路版图设计的教学目标

 

根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。

 

在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的_些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择_些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。7]

 

集成电路版图设计的教学目标是:

 

第熟练掌握华大EDA软件的原理图编辑器ZeniSE、版图编辑模块ZeniPDT以及版图验证模块ZeniVER丨等工具的使用;了解工艺库的概念以及工艺库文件technology的设置,能识别基本单元的版图,根据版图信息初步提取出相应的逻辑图并修改,利用EDA工具ZSE画出电路图并说明其功能,能够根据版图提取单元电路的原理图。

 

第二,能够编写设计版图验证命令文件(commandfile)。版图验证需要四个文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)来支持,要求学生能够利用ZeniVER丨进行设计规则检查DRC验证并修改版图、电学规则检查(ERC)、版图网表提取(NE)、利用LDC工具进行LVS验证,利用LDX工具进行LVS的查错及修改等。

 

第三,能够基本读懂和理解版图设计规则文件的含义。版图设计规则规定了集成电路生产中可以接受的几何尺寸要求和可以达到的电学性能,这些规则是电路设计师和工艺工程师之间的_种互相制约的联系手段,版图设计规则的目的是使集成电路设计规范化,并在取得最佳成品率和确保电路可靠性的前提下利用这些规则使版图面积尽可能做到最小。

 

第四,了解版图库的概念。采用半定制标准单元方式设计版图,需要有统一高度的基本电路单元版图的版图库来支持,这些基本单元可以是不同类型的各种门电路,也可以是触发器、全加器、寄存器等功能电路,因此,理解并学会版图库的建立也是版图设计教学的一个重要内容。

 

三、CMOS反相器的版图设计的教学实例介绍

 

下面以一个标准CMOS反相器来简单介绍一下集成电路版图设计的一般流程。

 

1.内容和要求

 

根据CMOS反相器的原理图和剖面图,初步确定其版图;使用EDA工具PDT打开版图编辑器;在版图编辑器上依次画出P管和N管的有源区、多晶硅及接触孔等;完成必要的连线并标注输入输出端。

 

2.设计步骤

 

根据CMOS反相器的原理图和剖面图,在草稿纸上初步确定其版图结构及构成;打开终端,进入pdt文件夹,键入pdt,进入ZeniPDT版图编辑器;读懂版图的层次定义的文件,确定不同层次颜色的对应,熟悉版图编辑器各个命令及其快捷键的使用;在版图编辑器上初步画出反相器的P管和N管;检查画出的P管和N管的正确性,并作必要的修改,然后按照原理图上的连接关系作相应的连线,最后检查修改整个版图。

 

3.版图验证

 

打开终端,进入zse文件夹,键入zse,进入ZeniSE原理图编辑器,正确画出CMOS反相器的原理图并导出其网表文件;调出版图设计的设计规则文件,阅读和理解其基本语句的含义,对其作相应的路径和文件名的修改以满足物理验证的要求;打开终端,进入pdt文件夹,键入pdt,进入ZeniPDT版图编辑器,调出CMOS反相器的版图,在线进行DRC验证并修改版图;对网表一致性检查文件进行路径和文件名的修改,利用LDC工具进行LVS验证;如果LVS验证有错,贝懦要调用LDX工具,对版图上的错误进行修改。

 

4.设计提示

 

要很好的理解版图设计的过程和意义,应对MOS结构有一个深刻的认识;需要对器件做衬底接触,版图实现上衬底接触直接做在电源线上;接触孔的大小应该是一致的,在不违反设计规则的前提下,接触孔应尽可能的多,金属的宽度应尽可能宽;绘制图形时可以多使用〃复制"操作,这样可以大大缩小工作量,且设计的图形满足要求并且精确;注意P管和N管有源区的大小,一般在版图设计上,P管和N管大小之比是2:1;注意整个版图的整体尺寸的合理分配,不要太大也不要太小;注意不同的层次之间应该保持一定的距离,层次本身的宽度的大小要适当,以满足设计规则的要求。四、基本MOS差分放大器版图设计的设计实例介绍在基本MOS差分放大器的版图设计中,要求学生理解构成差分式输入结构的原理和组成结构,画出相应的电路原理图,进行ERC检查,然后根据电路原理图用PDT工具上绘制与之对应的版图。当将基本的版图绘制好之后,对版图里的输入、输出端口以及电源线和地线进行标注,然后利用几何设计规则文件进行在线DRC验证,利用版图与电路图的网表文件进行LVS检查,修改其中的错误并优化版图,最后全部通过检查,设计完成。

 

五、结束语

 

集成电路版图设计的教学环节使学生巩固了集成电路设计方面的理论知识,提高了学生在集成电路设计过程中分析问题和解决问题的能力,为今后的职业生涯和研究工作打下坚实的基础。因此,在今后的教学改革工作中,除了要继续提高教师的理论教学水平外,还必须高度重视以EDA工具和设计流程为核心的实践教学环节,努力把课堂教学和实际设计应用紧密结合在一起,培养学生的实际设计能力,开阔学生的视野,在实验项目和实验内容上进行新的探索和实践。

 

参考文献:

 

[1]孙玲.关于培养集成电路专业应用型人才的思考[J].中国集成电路,2007,(4):19-22.

 

[2]段智勇,弓巧侠,罗荣辉,等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5):25-26.

 

[3]唐俊龙,唐立军,文勇军,等.完善集成电路设计应用型人才培养实践教学的探讨J].中国电力教育,2011,(34):35-36.

 

[4]肖功利,杨宏艳.微电子学专业丨C设计人才培养主干课程设置[J].桂林电子科技大学学报,2009,(4):338-340.

 

[5]窦建华,毛剑波,易茂祥九天”EDA软件在"中国芯片工程〃中的作用[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2008,(6):154-156.

 

[6]易茂祥,毛剑波,杨明武,等.基于华大EDA软件的实验教学研究[J].实验科学与技术,2006,(5):71-73.

电路原理图范文6

现在我们把实验电路更改成如图2所示,这时我们不把所有电表看成理想电表而是都考虑内阻并设电压表内阻为RV、电流表内阻为RA,更改实验原理如下:如图当开关打到1时,实验时移动滑片可测得几组U与I的数据,作出图象如图3中U甲线所示,同时分析电路后可得U甲=E-I(RA+r),则图线中当I=0时,U甲=E,即图线中U甲线在纵轴的截距就是E;当开关打到2时,移动滑片又测得几组U与I的数据,作出图线如图3中U乙线所示,此时电路经分析得U乙= E-(I+U乙RV)r,当U乙=0时此时I=I短,即此时图中U乙线在横轴上的截距就是I短也就是所谓的电源的短路电流,最后由上面的E 和I短可求出电源内阻r=EI短!书中的实验电路原理经如此改进后,虽然电路中已经考虑了电流表、电压表的实际内阻,但实际没必要知道它们有多大,仍然可以从实验所得的图线中求得电源电动势E和内阻r,但由于这时实验中已经考虑了电压表、电流表实际内阻,实验原理比原来的既精确又巧妙多了,避免了因为原有书本中实验原理方面由于不考虑电表内阻从而实验原理不精确产生的不必要的实验系统误差.这样我们在工作原理上进行创新,只是更改了一小点,加了个单刀双掷开关,但电路工作原理发生了质上的飞跃,从而明显地提高了科学实验探究的科学性和严谨性,给人有一种柳暗花明又一村的感觉!

由于改变了实验原理,该实验教具的实验步骤可以更改如下:

(1)如上图2连接好电路,闭合开关并把单刀双掷开关掷于图1中1位置,多次移动滑动变阻器滑片得到几组电压表、电流表读数,作出图象如图3中U甲线所示,延长U甲线交于纵轴于一点,则该处读数就是电源的电动势E.

(2)把单刀双掷开关掷于图2中2位置,多次移动滑动变阻器滑片再次得到几组电压表电流表读数,作出图象如图3中U乙线所示,延长U乙线交于横轴于一点,则该处读数就是电源的短路电流I短,最后算出电源的内阻r=EI短.