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@richey 2020-08-31T12:19:45.000000Z 字数 3138 阅读 4211

物联网创新设计实践讲义-第一章-单片机硬件电路设计实践

物联网创新设计实践 讲义 单片机硬件电路设计实践

物联网创新设计实践课程概况

本文链接
https://www.zybuluo.com/richey/note/1735580
李琦
richey@imust.edu.cn

本课程的历史沿革

自动化卓越工程师班的教学实践（2014-2017-2019年）

教学效果反馈

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2020年面向自动化专业全体学生推广

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本课程的教学基本情况

本课程的教学计划（初步）

  1. 第一章  单片机硬件电路设计实践
  2. 1.1 MCS-51单片机硬件设计串讲
  3.     - 回顾MCS-51单片机芯片管脚、最小系统、I/O
  4.     - 口驱动等硬件设计基础。
  5. 1.2 立创EDA单片机电路原理图设计
  6.     - 立创EDA设计平台介绍
  7. 1.3 PCB设计
  8.     - 立创EDA PCB设计；
  9.     - 立创EDA平台在线设计、下单；
  10.     - 常见元器件及其封装介绍；
  11.     - 焊接要点。
  12. 第二章 单片机软件设计实践
  13. 2.1 基于协作式调度的单片机软件设计基础
  14.     - 中断系统、定时/计数器；
  15.     - 协作式调度器
  16. 2.2 AD转换及数字电压表应用综合实例
  17.     - 数码管动态扫描软件设计；
  18.     - AD转换、标度变换模块软件设计；
  19.     - 模块化软件设计思想及实践。
  20. 2.3 串口通信及通信协议设计
  21.     - MCS-51串口硬件串讲；
  22.     - 串口通信协议设计基础;
  23.     - 串口通信协议设计实践.
  24. 第三章 物联网创新设计综合实践
  25. 3.1 物联网创新实践综合项目
  26.     - 布置综合性创新性设计题目，4-5人一组，完成一个综合设计题目；
  27.     设计题目串讲。
  28. 3.2 python语言基础
  29.     - python3语言基础及其开发环境安装
  30. 3.3 物联网应用服务器端软件设计
  31.     - twisted异步框架及网络通信软件设计
  32.     - mysql关系数据库；
  33.     - redis数据库。
  34. 3.3 物联网应用服务器端软件设计
  35.     - Flask REST API软件设计
  36.     - 物联网创新设计综合题目汇报（3）
  37. 3.4 物联网应用移动端软件设计
  38.     - WEBAPP软件设计
  39. ** 期间穿插小组项目汇报，不少于5次。**

第一章 单片机硬件电路设计实践

1.1 MCS-51 单片机硬件设计串讲

1.1.1 MCS-51单片机的硬件结构

1.1.2 51单片机最小系统原理图

单片机、电源、晶振电路、复位电路
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1.1.3 单片机的内部硬件资源

1.1.3.1 I/O口

1.1.3.2 中断系统

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- 定时/计数器
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- 串口（重要）
设计物联网通信协议的主要组件
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1.2 立创EDA单片机电路原理图设计

白卓玉老师录制的教学视频：
链接：https://pan.baidu.com/s/1zpsveRzMP-C_OOS8wXTsqQ
提取码：oeh7

1.2.1 立创EDA设计平台介绍

1.2.2 51单片机最小系统原理图绘制

  1. 点击新建工程
  2. 填写工程名称
  3. 点击save
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  4. 新建原理图
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  5. 绘制原理图
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  6. 常见元器件

    • 电阻、电容、电感
    • 二极管
    • 三极管

  7. 常见元器件封装

    • 直插器件
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    • 贴片器件
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1.3 PCB设计

  1. 点击设计-原理图转PCB
  2. 元器件摆放
    • 规划好元器件分区
    • 双层板：顶层/底层，一般元器件布在同一层，方便生产
    • 先放置主要元器件（如单片机），再放置其外围电路
    • 模拟电路和数字电路分区域，单点共地（模拟地/数字地）
    • 接插件一般放置在板子边缘，方便插拔
    • 元器件尽量摆放整齐，如一组LED发光二极管及其限流电阻
    • 高频滤波电容（0.1uF/1uF）尽可能靠近元器件电源和地
    • 晶振电路尽可能靠近芯片管脚，呈对称状
    • 无线（射频）模块单独分区，其下方尽量不走信号线
    • 如布不通，可加过孔
  3. 布线
    • 电源线(VCC/GND)线宽尽可能宽:40mil（1mm）以上
    • 电源线:从电源输出处->单独引向主要元器件，形成单独电流回路
    • 信号线：10mil左右
    • 考虑大功率负载，如GPRS芯片，其发射峰值电流超过1A，其电源线要尽可能粗，并单独形成电流回路
    • 覆铜
    • 覆铜后通过过孔打通顶层和底层的地
    • 高频电路（100Mbps乃至更高）：考虑信号线等长，阻抗匹配
    • 泪滴
    • 丝印
    • 边框

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  1. 下PCB订单
    • 导出制造文件
      点击“文件”-生成PCB制版文件
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    • 访问 jlc.com
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    • 下载下单小助手，并安装
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    • 登录（与立创EDA账号相同
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      下单成功后，可以在订单列表查看订单状态

1.4 焊接要点

  1. 不要用力使用电烙铁按压电路板！！！
  2. 刀头电烙铁
  3. 要让焊锡融化后充分流动！！！
  4. 一把好镊子！！！
  5. 常见元器件焊接视频
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