嵌入式系统硬件设计.doc

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1、嵌入式系统硬件设计课程设计报告书指导老师姓名学号院系机械设计制造及其自动化班级机械电子完成时间嵌入式硬件系统设计课程设计报告摘要嵌入式系统已经广泛应用于生产生活的方方面面，从电磁炉到机器人控制，从电子玩具到智能手机，都离不开嵌入式系统的应用。本报告主要记录了在《嵌入式硬件系统》课程中的所学所感。关键词：嵌入式系统，PCB焊接，AltiumDesigner，51单片机目录1概述41.1本课程主要教学内容41.2嵌入式硬件系统简介41.3本报告结构安排42PCB焊接练习52.1元器件符号的认识52.1.1了解元器件的尺寸52.1.2常见电路图元件

2、符号52.1.3常见元器件实物52.1.4认识元器件参数62.2元器件封装的认识72.2.1实物封装72.2.2封装尺寸介绍72.3焊接方法82.3.1焊接工具介绍82.3.2焊接要求82.3.3焊接过程中遇到的问题及解决方法83电路原理图设计93.1电路功能分析93.1.151单片机93.1.2LED93.1.3外部晶振93.1.4复位电路93.1.5报警器93.1.6CH340G93.1.7USB93.1.824C02CT-E93.1.9数码管93.2原理图设计103.2.1原理图设计软件103.2.2原理图设计要求103.3PCB设计1

3、03.3.1原理图导入103.3.2设置PCB尺寸大小113.3.3布局113.3.4布线113.3.5覆铜113.3.6检查113.4设计过程中遇到的问题及解决方法114PCB焊接及调试134.1焊接过程中遇到的问题134.2调试过程134.2.2调试过程遇到的问题135项目任务书145.1任务书145.2项目可行性分析146项目装置设计制作及调试156.1装置结构设计156.2硬件设计156.2.1电机选择156.2.2开关选择156.2.3单片机类型选择166.2.4WIFI模块选择166.3算法流程176.4运行代码176.5装置制作

4、及调试176.5.1盒子的制作176.5.2ESP8266调试187结语19参考文献20谢辞21附录（程序）221概述1.1本课程主要教学内容本课程由浅入深，主要讲授怎样设计运用一套完整的嵌入式系统。首先掌握基本工具及元件使用方法，如认识元器件、焊接技巧学习、AD软件使用等；其次学习嵌入式系统的基本知识，学习如何设计一个基本的嵌入式系统；最后自主设计一套完整的实用的嵌入式系统。1.2嵌入式硬件系统简介嵌入式系统（Embeddedsystem），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会（U.K.I

5、nstitutionofElectricalEngineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的；所以

6、经常称为“固件”。1.3本报告结构安排第二章为PCB焊接练习，介绍元器件的认识，及PCB焊接过程中遇到的困难。第三章为电路原理图设计，介绍了原理图各部分的功能第四章为PCB设计及制作，介绍PCB电路的绘制过程，及遇到的问题和解决方法。第五章为项目要求，描述了项目任务书及项目可行性。第六章为项目制作及调试，介绍了项目的制作过程。2PCB焊接练习2.1元器件符号的认识2.1.1了解元器件的尺寸元器件及线的粗细尺寸单位通常是mil。1mil=0.0254mm.2.1.2常见电路图元件符号图2.1常见电路图元件2.1.3常见元器件实物图2.2常见元器

7、件实物2.1.4认识元器件参数A.参数表示方法a.直接表示直接表示法是指将电阻标称值用数字和文字符号直接写在电阻体上，其允许偏差则用百分数表示。直接表示法通常仅用于体积尺寸较大的对象上，目前很少使用。b.色环标识使用4至5个彩色环表示阻值。普通色环电阻器用4环表示，精密电阻用5环表示，电阻体一端头色环为第一环，另一端头为末环，末环通常表示偏差率。色环表示一般用在直插电阻体上。图2.3色环标识c.数码表示使用3位数表示阻值。从左至右第1、2位表示有效数字，第3位表示10的幂次。通常用于贴片电阻及电容。2.2元器件封装的认识2.2.1实物封装通常

8、用封装类型来表示元器件的形状及尺寸。图2.4实物封装2.2.2封装尺寸介绍表2.1封装尺寸介绍英制公制长宽高020106030.60.30.23040210051.