超声波测距仪设计.doc

专业综合实验报告题 目 名 称 超声波测距仪设计 课 程 名 称 专业综合实验 学 生 姓 名 刘小剑 学 号 0741227099 系 、专 业 信息工程系07通信工程 指 导 教 师 黄乘顺 2010年 12 月 20 日第1部分 系统整体方案设计与比较一、实验目的1.用所学知识结合所查阅的资料提出设计方案2.掌握系统整体方案设计的方法3.培养分析系统设计方案的能力并从方案中选择一个最优的设计方案二、实验内容针对本次课题，提出几种总体设计方案，并比较其优缺点，确定两套方案中的一套为本课题采纳的方案并对主要思想进行初步的阐序。用方框图画出个方案的原理框图。并分析方案的重点也难点。三、实验原理与方法题目的要求是设计一个超声波测距仪，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可以用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。具体要求如下：1 测量范围在0.5-4.00m，测量精度1cm。2 测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。本次设计的重点与难点：1 要对单片机的内部结构，特别是各个I/O口，中断和定时器部分。以及其外围电路的具体连接方法。2 要对单片机的语言指令特别的熟练运用，能够根据参考资料结合自己的设计进行对程序的设计，排错。3 选择一种适合的超声波测距方法。同时掌握其原理及工作方式。四、实验步骤多路遥控开关的实现方法有很多。但大部分都是纯硬件的电路。这样的电路结构复杂，不容易调试。但总的来说有无线和红外线等几种方式。就器件的简单程度和特定的民用要求，采用了红外线的遥控方式。且利用的是两片AT89S51单片机来实现的。根据老师的建议及性能的比较，选择了用软硬件结合的方式来实现。现在对如下两种方案做如下的简要介绍。方案1：利用分立模块的超声波测距仪系统包括超声波测距模组、LED数码显示模组、驱动模组控制模组及电源五部分。超声波测距模块主要由发射部分和接收部分组成，超声波的发射受主控制器控制（如图1.1所示）；超声波换能器谐振在40KHz的频率，模块上带有40KHz方波产生电路。显示模块是一个8位段数码显示的LCD；测量结果的显示用到三位数字段码，格式为X点XX米，同时还用两位数字段码显示数据的个数。电源采用9V的DC电源输入，经稳压管后得出5V以及3.3V的电源供系统各部分电路使用。超声波发射调理电路超声波回波接收处理电路模块接口超声波发射头超声波接收头图1.1 超声波测距的结构图图1.2 红外接收电路方案2：根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89S52单片机作为主控制器，用LED数码管显示，超声波驱动信号用单片机发出和接收，基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图如图1.3所示。超声波测距原理，即超声波发生器T在某一时刻发出的一个超声波信号，当超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收。图1.3基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图这样只要计算出发出信号到接收返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。距离计算公式： d=s/2=(ct)/2d为被测物与测距仪的距离s为声波的来回路程c为声速t为声波来回所用时间超声波是指频率高于20kHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波，完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头，超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波，而在收回波的时候，则将超声振动转换成电信号。超声波测距的原理一般一般采用渡越时间法TOF（time off light）。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，测量距离的方法有很多种，短距离的可以泳尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量，因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45m/s。单片机使用12MHz晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。超声波发生器可以分为两类：一类是用电气方式产生超声波，另一类是用机械方式产生超声波。本课题属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。六、实验记录与结论以上两种方案都有各自的优缺点，其中前者是纯硬件的数模电路，电路所涉及的器件相对较多，结构比较复杂，产品的寿命也因器件的数量而减少。同时考虑到本次设计为专业综合实验和单片机的优越性，尽管方案2应用到软件的知识太多，增大了电路实现的难度。但根据设计的技术含量和调试的简便性，同时该方案的系统稳定性较好，故选择了第二套方案。第2部分 原理图的绘制及仿真软件训练一、实验目的1.掌握原理图的绘制方法和protel软件的使用，便于以后实验的设计与进行2.掌握电路仿真的方法和proteus软件的使用，便于对以后的实验的仿真与修改3.掌握运用SYSTEM VIEW的使用方法并用其对以后的软件系统做仿真二、实验内容1.练习使用protel软件，并且用其绘制系统原理图2.练习使用proteus软件，并且用来仿真单片机的部分实例3.练习使用SYSTEM VIEW系统平台，并进行系统的设计与仿真三、实验原理与方法本次实验主要用到了protel软件和proteus软件。1.PROTEL软件介绍PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。2. Proteus软件介绍Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。3. SYSTEM VIEW软件介绍System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。四、实验步骤使用protel绘制原理图的步骤1.设计图纸大小。首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。 2.设置protel 99 se/Schematic设计环境。包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。 3.旋转零件。用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。 4.原理图连线。利用protel 99 se/Schematic提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 5.调整线路。将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。 6.报表输出。通过protel 99 se/Schematic提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。 7.文件保存及打印输出。最后的步骤是文件保存及打印输出。 使用proteus仿真的步骤1. 添加元件；添加本次仿真所需要的元件到元件列表。2. 放置元件；将添加进来的元件，放置到原理图编辑区中。3. 电路图布线；将各个元件连接起来。4. 系统仿真；导入程序文件，进行仿真，观察结果。五、实验记录与结论使用protel绘制出来的单片机最小系统的原理图截图，如图2.1。图2.1 ADC转换原理图使用proteus设计的电动机显示实例截图，如图2.2。图2.2 电动机原理图通过本次实验让我对Proteus，protel和System view有了一定的了解，能用Proteus绘制一些简单的仿真图如图2.1和2.2。同时对protel的制作步骤也有了个较深的了解，相信对后面的系统设计有很大的帮助。最后也对System view做了一定的了解，但是还很薄弱，以后还得加强。第3部分 系统的硬件电路及软件设计一、实验目的1.掌握运用汇编语言编写程序和模块化的编程概念2.对系统硬件电路进行详细设计，画出原理图 3.掌握各单元模块的使用方法及功能二、实验内容1.设计超声波测距仪系统各个部分的硬件电路，并且在protel中画出原理图。2.利用Keil软件，设计出系统软件的程序代码。三、实验原理与方法。At89s52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编程 Flash AT89S52 P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0不具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI（在系统编程用）P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用）P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p3输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。端口引脚 第二功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INTO(外中断0)P3.3 INT1(外中断1)P3.4 TO(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。图3.1 AT89S52引脚图此设计采用AT89S52单片机作为主控制器，用LED数码管显示，超声波驱动信号用单片机发出和接受，基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图如图3.1所示。电源电路AT89S52控制器超声波发生器T显示模块超声波接收器R图3.1 基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图超声波测距原理，即超声波发生器T在某一时刻发出的一个超声波信号，当超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收。单片机采用AT89S52，系统用12MHz高精度晶振得到较为稳定的时钟频率以减小测量误差。用单片机P1.0端口输出40KHz方波信号，利用外中断0检测接受返回的超声波信号，显示电路采用常用的七段数码管，电路图原理图如图3.2所示。图3.2 基于AT89S52单片机的超声波测距仪原理图超声波发射采用推挽形式将P1.0端口发出的方波信号加到超声波换能器两端以提高超声波发射的强度。发射电路主要由74LS04和超声波换能器构成，用单片机P1.0端口输出40KHz方波信号一路经一级反向后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向后送到超声波换能器的另一个电极。超声波接受采用的是常用于电视机红外遥控接收器的芯片CX20106A。考虑到红外遥控常用的载波频率38KHz与测距超声波频率40KHz较为接近，可以利用它作为超声波检测电路。实验证明其具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当改变超声波接收探头两端电容的大小，可改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。软件设计部分超声波测距仪软件设计主要由主程序、超声波发射子程序、超声波接收中断程序及显示子程序组成。超声波主程序首先对系统初始化，设置定时器的初值和工作方式，使总中断允许位EA=1，并给显示端口清0。然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲，为避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直接波触发，需延迟0.1ms（这也就是测距仪会有一个最小可测距离的原因）后，才打开外中断0接收返回的超声波信号。由于采用12MHz的晶振，机器周期为1s,当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器T0中的数（即超声波来回所用的时间）按下式计算即可测得物体与测距仪之间的距离，设计时取20时的声速344m/s,则有：d=(ct)/2=(172T0/10 000)cm,（其中T0为计数器T0的计数值）。超声波发生子程序的作用是通过P1.0端口发送2个左右的超声波信号频率约40kKz的方波，脉冲宽度为12s左右，同时把计数器T0打开进行计时。超声波测距仪主程序利用外中断0检测返回超声波信号，一旦接收到返回超声波信号（INT0引脚出现低电平），立即进入中断程序。进入该中断后就立即关闭计时器T0停止计时，并将测距成功标志字赋值1。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器T0溢出中断将外中断0关闭，并将测距成功标志字赋值2，以表示此次测距不成功。程序流程图：开始系统初始化发射超声波脉冲接收超声波脉冲计算距离显示结果图3.13 超声波测距仪系统程序流程图四、实验记录及结果PROTEL原理图：图3.4 超声波测距仪硬件图程序设计清单：（1）发射程序VOUTEQUP1.0;超声波脉冲输出端口ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJMPPINT0ORG000BHLJMPINTT0ORG0013HRETIORG001BHLJMPINTT1ORG0023HRETIORG002BHRETISTART:MOVSP,#4FHMOVR0,#40HMOVR7,#0BHCLEARDISP: MOVR0,#00HINCR0DJNZR7,CLEARDISPMOV20H,#00HMOVTMOD,#21HMOVTH0,#00HMOVTL0,#00HMOVTH1,#0F2HMOVTL1,#0F2HMOVP0,#0FFHMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHMOVP3,#0FFHMOVR4,#04HSETBPX0SETBET0SETBEASETBTR0start1:LCALLDISPLAYJNB00H,START1CLREALCALLmathSETBEACLR00HSETBTR0MOVR2,#64HLOOP:LCALLDISPLAYDJNZR2,LOOPSJMPStart1DISPLAY: MOVR1,#40HMOVR5,#0F7HPLAY: MOVA,R5MOVP0,#0FFHMOVP2,AMOVA,R1MOVDPTR,#TABMOVCA,A+DPTRMOVP0,ALCALLDL1MSINCR1MOVA,R5JNBACC.0,ENDOUT;GRRAMOVR5,AAJMPPLAYENDOUT: MOVP2,#0FFHMOVP0,#0FFHRETTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,88H,0BFH;共阳断码表 “1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”“8”“9”“不亮”“A”-DL1MS:MOVR6,#14HDL:MOVR7,#19HDL1:DJNZR7,DL1DJNZR6,DLRETmath:PUSHACCPUSHPSWPUSHBMOVPSW,#18HMOVR3,45HMOVR2,44HMOVR1,00DMOVR0,17DLCALL MUL2BY2MOVR3,#03HMOVR2,#0E8HLCALLDIV4BY2LCALLDIV4BY2MOV40H,R4MOVA,40HJNZJ0MOV40H,#0AHJ0: MOVA,R0MOVR4,AMOVA,R1MOVR5,AMOVR3,#00DMOVR2,#100DLCALLDIV4BY2MOV41H,R4MOVA,41HJNZJ1MOVa,#40HSUBBA,#0AHJNZJ1MOV41H,#0AHJ1: MOVA,R0MOVR4,AMOVA,R1MOVR5,AMOVR3,#00DMOVR2,#10DLCALLDIV4BY2MOV42H,R4MOVA,42HJNZJ2MOVA,41HSUBBA,#0AHJNZJ2MOV42H,#0AHJ2: MOV43H,R0BPOP PSWPOPACCRETINTT0:CLR EACLRTR0MOV TH0,#00HMOVTL0,#00HSETBET1SETBEASETBTR0SETBTR1OUT:RETIINTT1:CPL VOUTDJNZR4,RETIOUTCLR TR1CLRET1MOVR4,#04HSETBEX0RETIOUT:RETIPINT0:CLRTR0CLRTR1CLRET1CLR EACLREX0MOV44H,TL0MOV45H,TH0SETB00HRETIMUL2BY2:CLR AMOVR7,AMOVR6,AMOVR5,AMOVR4,AMOV46H,#10HMULLOOP1:CLRCMOVA,R4RLCAMOVR4,AMOVA,R5RLCAMOVR5,AMOVA,R6RLCAMOVR6,AMOVA,R7RLC AMOVR7,AMOVA,R0RLCAMOVR0,AMOVA,R1RLCAMOVR1,AJNCMULLOOP2MOVA,R4ADDA,R2MOVR4,AMOVA,R5ADDCA,R3MOVR5,AMOVA,R6ADDCA,#00HMOVR6,AMOVA,R7ADDCA,#00HMOVR7,AMULLOOP2:DJNZ46H,MULLOOP1RETDIV4BY2:MOV46H,#20HMOVR0,#00HMOVR1,#00HDIVLOOP1:MOVA,R4RLCAMOVR4,AMOVA,R5RLCAMOVR5,AMOVA,R6RLCAMOVR6,AMOVA,R7RLCAMOVR7,AMOVA,R0RLCAMOVR0,AMOVA,R1RLCAMOVR1,ACLRCMOVA,R0SUBBA,R2MOVB,AMOVA,R1SUBBA,R3JCDIVLOOP2MOVR0,BMOVR1,ADIVLOOP2:CPLCDJNZ46H,DIVLOOP1MOVA,R4RLCAMOVR4,AMOVA,R5RLCAMOVR5,AMOVA,R6RLCAMOVR6,AMOVA,R7RLCAMOVR7,ARETEND通过本次实验让我对汇编有了进一步的了解，并用汇编语言编写了超声波测距仪程序。也对模块化设计有了一定的印象，能用它做一些简单的设计。并且熟悉了AT89S52单片机，这对以后的设计都打下了坚实的基础。第4部分 电路仿真及修改一、实验目的1.掌握巩固PROTEUS,KEIL的使用方法及原理2.验证程序和电路的正确性是否能达到预期的结果3.学会在PROTEUS中调试原理图和在KEIL中对程序排错；用其仿真并对电路及程序进行验证和修改二、实验内容利用Proteus软件进行系统仿真，并且使用Proteus中自带的调试工具，修改设计过程中的错误。利用KEIL软件对编写的程序进行排错，并在Proteus中运行进行仿真。三、实验原理与方法用Proteus软件画出超声波测距仪仿真图，如图4.1。 图4.1 红外发射仿真图四、实验记录及结果使用Proteus软件中自带的数字示波器，观察发射P1.0口输出的方波波形。如下图：图4.2 信号发射仿真图通过本次实验让我对Keil，Proteus都有了进一步的了解和认识。并在Proteus中画出了超声波测距仪电路原理图，且用其进行的仿真，原理图基本正确，但程序有一点瑕疵，不过进过自己的仔细检查，最后发现只是书写错误，改正后就没问题了。最后有了图4.2仿真图。第5部分 PCB图的绘制及制版一、实验目的1.学习Protel的使用方法和原理并初步掌握PCB图的绘制2.了解PCB制作过程中各种工艺要求，掌握PCB制版的全过程3.按照发射和接收原理图画出PCB图，便于实际的产品制作二、实验内容查阅资料学习protel的PCB制板方法，使用Protel软件绘制出接收、发射系统的PCB电路板，并指出制版过程中的工艺要求体会制版过程。保存PCB制版图。对PROTEL的制版步骤有一个比较全面的了解，并对过程步骤做阐叙，对实际的制版有一个比较深刻的了解。三、实验原理、方法与步骤利用Protel绘制PCB版的基本流程，制作工艺包含在步骤内。1.启动原理图元件库编辑器，并创建元件库文件a.新建一个名为“MySchLib.ddb”的设计数据库文件；b.进入“Documents”设计文件夹后，执行菜单命令File/New；c.在弹出的“New Document”对话框中，双击原理图元件库编辑器（Schematic Library Document）图标，创建一个名为“mylib.lib”原理图元件库文件；d.双击工作窗口中该元件库文件的图标，即可进入原理图元件库编辑器；2.打开原理图元件库绘图工具栏执行菜单命令View/Toolbars/Drawing Toolbar，即可打开原理图元件库绘图工具栏。3.更改元件名称执行菜单命令Tools/Rename Component后，在弹出的更改元件名称对话框中，将新建元件的名称改为“LED”，并单击OK按钮确认。4.重新设定锁定栅格和可视栅格为了便于绘图，我们应重新设定锁定栅格和可视栅格，具体操作如下：执行菜单命令Options/Document Options后，在弹出的对话框中选中复选框【Snap】和【Visible】，并将【Snap】栏设为“5”，【Visible】栏设为“10”，然后单击OK按钮确认。5.绘制元件a.按【PageUp】键，将工作区放大至合适的比例；b.绘制LED元件外形单击原理图元件库绘图工具栏中的画矩形工具按钮，在出现十字光标后，按下【Tab】键，将弹出的矩形属性对话框中的边界属性【Border】设置为“Medium”，并单击OK按钮确认；将十字光标移至适当的位置，拖拽出适当大小的矩形框，单击鼠标左键确认，这样即可绘制出所需的LED数码管的外形。c.绘制LED元件上的“日”字 单击原理图元件库绘图工具栏中的画直线工具按钮，在出现十字光标后，按下【Tab】键，将弹出的直线属性对话框中的【Line】选项设置为“Medium”，并单击OK按钮确认；设置完线型后，在工作平面上绘制出LED数码管上的“日”字。e.绘制LED元件上的小数点 执行菜单命令Place/Pie Charts，绘制小数点（其边界和内部填充色设定为黑色）。6.放置元件引脚a.单击原理图元件库绘图工具栏中的画引脚工具按钮；b.在出现十字光标后，按下【Tab】键，将弹出的引脚属性对话框中的【Name】（名称）设置为“A”，【Number】（引脚号）设置为“1”，【Electrical】（电气属性）设置为“Passive”，并单击OK按钮确认；c.将十字光标移至适当的位置，并按空格键调整引脚方向，然后单击鼠标左键确认；d.重复步骤（3）的操作，放置好所有引脚后，分别双击各引脚，在弹出的引脚属性对话框中设置其名称、引脚号、电气属性等，并单击OK按钮确认；7.修改元件属性 单击浏览器窗口中的Description按钮或执行菜单命令Tools/Description，在弹出的元件文字栏编辑对话框中将【Default】栏设置为“LED?”，【Description】栏设置为“LED”，然后单击OK按钮确认。8.保存元件 执行菜单命令File/Save将新建的元件“LED”保存在当前的元件库文件“mylib.lib”中。四、实验记录及结果最后绘制出来的PCB电路板如.图5.1。图5.1 PCB电路图绘制出来的PCB电路板正面图如图5.2。图5.2 接收电路PCB正面图PCB电路板反面图如图5.3图5.3 接收电路PCB反面图通过本次实验让我对PCB有了个大概的了解，因为以前我们没学过Protel的PCB制图，刚开始制作还是很困难，不过借书自己自学，最后终于基本完成了任务如图5.1， 5.2，5.3。相信对我以后找工作都有很大的帮助。 第6部分 系统的安装调试与故障排除一、实验目的 1.掌握元件安装调试的方法2.掌握调试过程中故障排除及系统功能和参数测试的方法3.掌握调试和故障排除的一些基本方法和原则二、实验内容进行PCB元件安装，调试，并且排除安装测试过程所出现的故障。了解PCB板原件的焊接过程如焊前准备、焊接顺序及原件的焊接要求。对系统硬件的调试过程进行阐叙并测试出系统的功能和各种系统参数。对系统的安装调试过程所遇问题做记录，并对综合实验做最后的总结。三、实验原理与方法(一)PCB板元件的焊接过程：1、焊前准备首先要熟悉所焊印制电路板的装配图，并按图纸配料，检查元器件型号、规格及数量是否符合图纸要求，并做好装配前元器