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智能插座硬件电路设计

智能插座硬件电路设计
智能插座硬件电路设计

系统硬件电路图:

一、电源部分(降压整流)&CS5460A电压电流采集电路:

电路说明:

1. 由于实际功率信号不能完全符合正弦曲线,为预防数值波动,设定电源线电压和电源线电流的有效值分别为250V和20A时,我们需要将电压有效值和电流有效值寄存器设置为0.6。因此当RMS寄存器的值设置为0.6时,输入电平为0.6×250=150mV。

由此可以算出传感器增益常数:

Kv=150mV/250V=0.0006

Ki=150mV/20A=0.0075Ω

由此确定互感器比率。

2.由市电压降压整流为5V电压的芯片没有找到。

二、5V-3.3V 降压芯片(TPS73033)外围电路

IN

EN

OUT

FB

GND

TPS73033

Vout

Vin

1uF

1uF

NR 0.01uF

15pF

51K Ω

30.1K Ω

三、电池驱动芯片(BQ24070芯片)外围电路

420

IN Vcc

GND TMR

ISET2STAT2STAT114

2023GND 19PG

CE MODE

18

98Vref

OUT OUT

OUT SYSTEM BAT BAT TS 1

1516

175612Batter Pack

BQ24070

DPPM

ISET1Vss

13

1011

33K 21K 10uF

1uF

电路说明:

1. 管脚2,3电池充电状态输出。原本打算设计为与两个LED 指示灯相连用于指示BQ24070对电池充电的状态。指示灯状态如下:

上次老师开完会后对该设计的建议为:做一个指示灯即可,用由红->黄->绿的颜色改变来指示充电电池状态。

四、CS5460A和CC2430连接图

电路说明:

CC2430管脚分配:

P0.0-P0.7

P1.0-P1-7

P2.0-P2-4

共21个I/O口。其中P2.3和P2.4固用。

P0口用于和LCD驱动芯片并行传输数据。

P1口复用,用于和CS5460A传输数据命令、和LCD驱动芯片传输控制命令以及给继电器控制命令。

P2口用于按键控制。

五、LCD驱动芯片ST7565与CC2430连接图

并行接口,P/S=1.

51MPU8080系列,C68=0

电路说明:LCD 型号未确定

六、按键、继电器电路图:

RL1

电路说明:

上次老师开会的建议:按键电路需要加电容去抖动。 按键形式:

七、CC2430外围电路

智能蓝牙插座设计分析

2015届本科毕业论文(设计)智能蓝牙插座设计 学生姓名: 所在院系: 所学专业: 导师姓名: 完成时间:

智能蓝牙插座设计 摘要 随着现代通信技术的不断进步,蓝牙技术作为短距离通信技术的一种,逐渐应用于人们的日常生活中。本文研究的是基于手机蓝牙的智能插座设计,主要是基于安卓智能手机,借助于智能手机的应用程序通过手机蓝牙控制插座电源的开关、定时开关、显示时间等。设计方案主要包括插座硬件电路设计和软件程序设计两部分。本设计为插座的无线控制提供了一种方案,也给设计其它智能家居无线控制提供借鉴意义。 关键词:蓝牙、智能手机、智能插座

Smart Bluetooth socket design Abstract With the advances of modern communications technology, Bluetooth technology as a short-range communications technology, increasingly used in people's daily lives.This paper is based on the smart phone Bluetooth socket design is mainly based on Android smartphones, by means of smart phone applications via mobile phone Bluetooth control socket power switch, timer switch, display time.Design includes socket hardware circuit design and software design in two parts.The design for the socket wireless control provides a program, but also to design other smart home wireless control provides reference. Keywords: Bluetooth;smart phones;smart socket

超声波测距仪硬件电路的设计

超声波测距仪电路设计实验报告 轮机系楼宇071 周钰泉2007212117 实验目的:了解超声波测距仪的原理,掌握焊接方法,掌握电路串接方法,熟悉电路元件。 实验设备及器材:电烙铁,锡线,电路元件 实验步骤:1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试 超声波测距程序: #include unsigned char code dispbitcode[]={0x31,0x32,0x34,0x38,0x30,0x30, 0x30,0x30}; unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x77,0x7c,0x 39}; unsigned char dispbuf[8]={10,10,10,10,10,10,0,0}; unsigned char dispcount; unsigned char getdata; unsigned int temp; unsigned int temp1;

unsigned char i; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^4; sbit CLK=P3^5; sbit M1=P3^6; sbit M2=P3^7; sbit SPK=P2^6; sbit LA=P3^3; sbit LB=P3^2; sbit LC=P2^7; sbit K1=P2^4; sbit K2=P2^5; bit wd; bit yw; bit shuid; bit shuig; unsigned int cnta; unsigned int cntb; bit alarmflag; void delay10ms(void) { unsigned char i,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { M1=0; M2=0; yw=1; wd=0; SPK=0; ST=0; OE=0; TMOD=0x12; TH0=0x216; TL0=0x216; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; ST=1; ST=0; while(1) { if(K1==0) { delay10ms(); if(K1==0) { yw=1; wd=0; } } else if(K2==0) { delay10ms(); if(K2==0) { wd=1; yw=0; } } else if(LC==1) { delay10ms(); if(LC==1) { M1=0; M2=1; temp1=13; shuid=0; shuig=1; LB=0; } } else if((LC==0) && (LB==1)) { delay10ms(); if((LC==0) && (LB==1)) { M1=0; M2=0; temp1=12; shuig=0; shuid=0; LB=0; }

智能插座硬件电路设计

系统硬件电路图: 一、电源部分(降压整流)&CS5460A电压电流采集电路: 电路说明: 1. 由于实际功率信号不能完全符合正弦曲线,为预防数值波动,设定电源线电压和电源线电流的有效值分别为250V和20A时,我们需要将电压有效值和电流有效值寄存器设置为0.6。因此当RMS寄存器的值设置为0.6时,输入电平为0.6×250=150mV。 由此可以算出传感器增益常数: Kv=150mV/250V=0.0006 Ki=150mV/20A=0.0075Ω 由此确定互感器比率。 2.由市电压降压整流为5V电压的芯片没有找到。

二、5V-3.3V 降压芯片(TPS73033)外围电路 IN EN OUT FB GND TPS73033 Vout Vin 1uF 1uF NR 0.01uF 15pF 51K Ω 30.1K Ω 三、电池驱动芯片(BQ24070芯片)外围电路 420 IN Vcc GND TMR ISET2STAT2STAT114 2023GND 19PG CE MODE 18 98Vref OUT OUT OUT SYSTEM BAT BAT TS 1 1516 175612Batter Pack BQ24070 DPPM ISET1Vss 13 1011 33K 21K 10uF 1uF 电路说明: 1. 管脚2,3电池充电状态输出。原本打算设计为与两个LED 指示灯相连用于指示BQ24070对电池充电的状态。指示灯状态如下: 上次老师开完会后对该设计的建议为:做一个指示灯即可,用由红->黄->绿的颜色改变来指示充电电池状态。

四、CS5460A和CC2430连接图 电路说明: CC2430管脚分配: P0.0-P0.7 P1.0-P1-7 P2.0-P2-4 共21个I/O口。其中P2.3和P2.4固用。 P0口用于和LCD驱动芯片并行传输数据。 P1口复用,用于和CS5460A传输数据命令、和LCD驱动芯片传输控制命令以及给继电器控制命令。 P2口用于按键控制。 五、LCD驱动芯片ST7565与CC2430连接图 并行接口,P/S=1. 51MPU8080系列,C68=0

硬件电路设计过程经验分享 (1)

献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候,与你一样,俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。别急,一切要慢慢来。 1)总体思路。 设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。 如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分,原理图,pcb,物料清单(BOM)表。 原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。

pcb涉及到实际的电路板,它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁),而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上,然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后,要用到哪些元器件应该有所归纳,所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel,也就是altimuml容易上手,在国内也比较流行,应付一般的工作已经足够,适合初入门的设计者使用。 6)to be continued...... 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具,硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos,是post-command型的;而cadence的产品concept&allegro是pre-command型的,用惯了protel,突然转向cadence的工具,会不习惯就是这个原因)。设计大环节都要有1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM 表。现在简要谈一下设计流程(步骤): 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上,我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性,并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY),周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单,而且因为用的人多,许多元件都能找到现成的库,这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body,ic pins,input pin,output pin,analog pin,digital pin,power pin等区别。 2)有了充足的库之后,就可以在原理图上画图了,按照datasheet和系统设计的要

硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物)

二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略) 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子(-) ?空穴──电子跳走以后留下的坑(+) 三、杂质半导体──N型、P型 (前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体(自由电子多) 掺杂为+5价元素。如:磷;砷P──+5价使自由电子大大增加原理:Si──+4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体(空穴多) 掺杂为+3价元素。如:硼;铝使空穴大大增加 原理:Si──+4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──+3价 载流子组成:

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子; P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况: P区:空穴多 N区:自由电子多 扩散运动: 多的往少的那去,并被复合掉。留下了正、负离子。 (正、负离子不能移动) 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场(即势垒高度)。 方向:N--> P 大小:与材料和温度有关。(很小,约零点几伏)

智能家居系统设计方案

智能家居系统设计方案 时间:2014-09-24 分类:方案来源:书通网 方案一:智能家居系统设计方案 智能系统设计范围: 本设计包含的系统为:智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘(百叶窗、气窗)、背景音乐、环境监测(红外亮度、然气感应)、视频监视、集中控制和远程控制等。并且,以上所有系统都不是独立的,而是和其他系统相互联系,融合为一个统一的整体,并相互响应,做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则: 用户需要操作方便,功能实用,外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能,能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述: 以下,我们跟据房型结构,设计的智能家居系统: 区域:主楼一层:大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣

间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门 设备设置:电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述: ①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲,并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机,以方便主人可以通过电视、触摸屏、随时观察大门处的影像,并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接,可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅 设备设置:二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。 功能描述: ①主人在入户门口,押下智能门锁的指纹辨识器,入户门打开。

②进门后进行安防系统撤防;出门时安防系统布防。 ③安防系统报警,布防屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”,灯光受控制,“离家模式”,关闭所有的灯光,空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端,完成与访客对讲,开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏,平面图,浏览别墅中的各个系统;控制各个区域的灯光;查看视频监视;调节客厅空调温度;设定背景音乐系统; 3、客厅/餐厅设备设置:电动窗帘面板、背景音乐面板、多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。 功能描述: ①用1只触控开关取代普通的多个开关,客厅设计出如下场景:会客、休闲、明亮、全关等;餐厅设置如下多个场景:用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合,弹指之间,灯光瞬息变换,细微处彰显气派和尊贵。 ②通过背景音乐面板,随时选定不同的音乐,播放、3、任由选择,并可调节音量的

硬件电路设计流程系列--方案设计

平台的选择很多时候和系统选择的算法是相关的,所以如果要提高架构,平台的设计能力,得不断提高自身的算法设计,复杂度评估能力,带宽分析能力。 常用的主处理器芯片有:单片机,ASIC,RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH ),DSP和FPGA等,这些处理器的比较在网上有很多的文章,在这里不老生常谈了,这里只提1个典型的主处理器选型案例。 比如市场上现在有很多高清网络摄像机(HD-IPNC)的设计需求,而IPNC的解决方案也层出不穷,TI的解决方案有DM355、DM365、DM368等,海思提供的方案则有Hi3512、Hi3515、Hi3520等,NXP提供的方案有PNX1700、PNX1005等。 对于HD-IPNC的主处理芯片,有几个主要的技术指标:视频分辨率,视频编码器算法,最高支持的图像抓拍分辨率,CMOS的图像预处理能力,以及网络协议栈的开发平台。 Hi3512单芯片实现720P30 编解码能力,满足高清IP Camera应用, Hi3515可实现1080P30的编解码能力,持续提升高清IP Camera的性能。 DM355单芯片实现720P30 MPEG4编解码能力,DM365单芯片实现720P30 编解码能力, DM368单芯片实现1080P30 编解码能力。 DM355是2007 Q3推出的,DM365是2009 Q1推出的,DM368是2010 Q2推出的。海思的同档次解决方案也基本上与之同时出现。 海思和TI的解决方案都是基于linux,对于网络协议栈的开发而言,开源社区的资源是没有区别的,区别的只在于芯片供应商提供的SDK开发包,两家公司的SDK离产品都有一定的距离,但是linux的网络开发并不是一个技术难点,所以并不影响产品的推广。 作为IPNC的解决方案,在720P时代,海思的解决方案相对于TI的解决方案,其优势是支持了编解码算法,而TI只支持了MPEG4的编解码算法。虽然在2008年初,MPEG4的劣势在市场上已经开始体现出来,但在当时这似乎并不影响DM355的推广。 对于最高支持的图像抓拍分辨率,海思的解决方案可以支持支持JPEG抓拍3M Pixels@5fps,DM355最高可以支持5M Pixels,虽然当时没有成功的开发成5M Pixel的抓拍(内存分配得有点儿问题,后来就不折腾了),但是至少4M Pixel 的抓拍是实现了的,而且有几个朋友已经实现了2560x1920这个接近5M Pixel 的抓拍,所以在这一点上DM355稍微胜出。 因为在高清分辨率下,CCD传感器非常昂贵,而CMOS传感器像原尺寸又做不大,导致本身在低照度下就性能欠佳的CMOS传感器的成像质量在高分辨率时变差,

-基于单片机的智能插座的设计

毕业论文(设计) 题目基于单片机的智能插座的设计 姓名学号 所在院(系) 专业班级 指导教师 完成地点

基于单片机的智能插座的设计 作者: ) 指导教师: [摘要]:本文主要描述了一个定时插座的设计与制作。定时插座可以弥补现实生活中普通插座功能的不足,能够通过外设按键设置两组开关定时时段和6组倒计时定时,同时也能够通过红外遥控进行无线控制,使外接电器可以按照一定规律工作,既可以达到智能控制的目的,又在很大程度上起到节能的作用。 [关键词]:STC89C52;定时;插座;红外;继电器

The design of timing socket based on microcontroller Author: () Tutor: Abstract: This paper mainly describes the design and production of a timing socket. The timing socket could compensate for the shortage of the common socket .It also could set any timing in a day and six groups of fast timing by the key. At the same time, it could also be remotely controlled by infrared controller, so that home appliances could work on rules. In this way, it can achieve the purpose of being intelligently controlled and will largely save the electric energy. Keywords: STC89C52; Timing; Socket; Infrared; Relay

硬件电路设计基础知识

硬件电路设计基础知识 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体

半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物) 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略) 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 掺杂──管子 温度──热敏元件 光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 自由电子──受束缚的电子(-) 空穴──电子跳走以后留下的坑(+) 三、杂质半导体──N型、P型 (前讲)掺杂可以显着地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 N型半导体(自由电子多) 掺杂为+5价元素。如:磷;砷 P──+5价使自由电子大大增加 原理: Si──+4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成:

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体(空穴多) 掺杂为+3价元素。如:硼;铝使空穴大大增加 原理: Si──+4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──+3价 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子; P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。

硬件电路板设计规范

硬件电路板设计规范(总36 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除

0目录 0目录............................................... 错误!未定义书签。

1概述............................................... 错误!未定义书签。 适用范围............................................ 错误!未定义书签。 参考标准或资料 ...................................... 错误!未定义书签。 目的................................................ 错误!未定义书签。2PCB设计任务的受理和计划............................ 错误!未定义书签。 PCB设计任务的受理................................... 错误!未定义书签。 理解设计要求并制定设计计划 .......................... 错误!未定义书签。3规范内容........................................... 错误!未定义书签。 基本术语定义........................................ 错误!未定义书签。 PCB板材要求: ....................................... 错误!未定义书签。 元件库制作要求 ...................................... 错误!未定义书签。 原理图元件库管理规范:......................... 错误!未定义书签。 PCB封装库管理规范............................. 错误!未定义书签。 原理图绘制规范 ...................................... 错误!未定义书签。 PCB设计前的准备..................................... 错误!未定义书签。 创建网络表..................................... 错误!未定义书签。 创建PCB板..................................... 错误!未定义书签。 布局规范............................................ 错误!未定义书签。 布局操作的基本原则............................. 错误!未定义书签。 热设计要求..................................... 错误!未定义书签。 基本布局具体要求............................... 错误!未定义书签。 布线要求............................................ 错误!未定义书签。 布线基本要求................................... 错误!未定义书签。 安规要求....................................... 错误!未定义书签。 丝印要求............................................ 错误!未定义书签。 可测试性要求........................................ 错误!未定义书签。 PCB成板要求......................................... 错误!未定义书签。

基于单片机的智能插座设计毕业论文

基于单片机的智能插座设计毕业论文 目录 中文摘要........................................................... I 英文摘要.......................................................... II 前言............................................................ III 1 整体方案设计及选择 (1) 2 元件介绍 (2) 2.1 STC15F408AD单片机 (2) 2.2 DS1302时钟芯片 (3) 2.3 BT136晶闸管 (6) 2.4 光耦MOC3022 (7) 2.5 电流互感器 (8) 3 硬件电路设计 (9) 3.1 显示模块设计 (9) 3.2 时钟模块设计 (10) 3.3 按键模块设计 (11) 3.4 电流检测模块设计 (12) 3.5 晶闸管控制模块设计 (13) 3.6 电源模块设计 (14) 4 软件设计 (16) 4.1 主程序设计 (16) 4.2 显示子程序设计 (17) 4.3 时钟子程序设计 (18) 4.4 按键子程序设计 (19) 4.5 电流检测子程序设计 (20) 5 Protel DXP电路板制作 (22)

6 系统调试 (22) 6.1 硬件电路部分调试 (23) 6.2 软件部分调试 (23) 6.3 调试结果 (24) 结论 (25) 结束语 (26) 致谢 (28) 参考文献 (29) 附录1 实物照片 (30) 附录2 原理图 (31) 附录3 PCB图 (32) 附录4 源程序 (33) 附录5 元器件清单 (38)

电路硬件设计基础

1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤:设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板,如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发,首先要进行原理图设计,需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”,除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件,用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具,将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来,构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁,它是设计工具软件自动布线的灵魂,可以从原理图中生成,也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能,这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时,可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能,完成复杂的印制电路板设计,达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步,也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础,因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤,如图所示。

图1-2原理图设计流程图 (1)建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件,然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时,系统电路是针对封装的引脚关系图,与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 (2)设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台,才能够在上面设计符合要求的电路图。 (3)放置元件 在这个阶段,设计者根据原理图的需要,将元件从元件库中取出放置到图纸上,并根据原理图的需要进行调整,修改位置,对元件的编号、封装进行设置等,为下一步的工作打下基础。 (4)原理图布线 在这个阶段,设计者根据原理图的需要,利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线,将工作平面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)检查与校对 在该阶段,设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对,以保证原理图符合电气规则,同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 (6)电路分析与仿真 这一步,设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能,对原理图的性能指标进行仿真,使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试,从而避免前期问题后移,造成不必要的返工。

硬件电路设计规范

硬件电路板设计规范 制定此《规范》的目的和出发点是为了培养硬件开发人员严谨、务实的工作作风和严肃、认真的工作态度,增强硬件开发人员的责任感和使命感,提高工作效率和开发成功率,保证产品质量。 1、深入理解设计需求,从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求; 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案,对CPU等主芯片进行选型,CPU 选型有以下几点要求: 1)容易采购,性价比高; 2)容易开发:体现在硬件调试工具种类多,参考设计多,软件资源丰富,成功案例多; 3)可扩展性好; 3、针对已经选定的CPU芯片,选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计。 一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证,厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西,也应该是经过严格验证的,否则也会影响到他们的芯片推广应用,纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方,CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的,当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同,可以细读CPU芯片手册和勘误表,或者找厂商确认;另外在设计之前,最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进

行软件验证,如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的;但要注意一点,现在很多CPU都有若干种启动模式,我们要选一种最适合的启动模式,或者做成兼容设计; 4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型,元器件选型应该遵守以下原则: 1)普遍性原则:所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷、偏芯片,减少风险; 2)高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元器件,减少成本; 3)采购方便原则:尽量选择容易买到,供货周期短的元器件; 4)持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件; 5)可替代原则:尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件; 6)向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件; 7)资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚; 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改,修改时对于每个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计,如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的,那么基本可以放心参照设计,但即使只有一个参考设计与其他的不一样,也不能简单地少数服从多数,而是要细读芯片数据手册,深入理解那些管脚含义,多方讨论,联系芯片厂技术支持,最终确定科学、正确的连接方式,如果仍有疑义,可以做兼容设计;当然,如果所采用的成功参考设计已经是

基于STM32的智能插座设计

基于STM32的智能插座设计 摘要】智能插座主要应用于智能家居的大平台中,不知道大家有没有羡慕一些 发达国家拍摄的科幻电影的那种超智能,超人性化的大别墅以前或许只是想象, 但智能插座的设计让梦想照进了现实,智能插座的成功研发和投入使用,完美的 解决了千家万户用电隐患的问题,把火灾几率降到了最低。本文介绍了关于智能 插座的软硬件设计开发,红外控制插座的闭合,红外控制插座定时功能,温度警 报功能的实现原理。 【关键词】 stm32 红外线控制定时开关 1 引言 华夏五千年,从前的我们很难想象现如今的社会会被一张“无形的大网”网住。这 张网,网住了我们的吃的、喝的、用的、娱乐的等所有方面。有一种很有趣的现象,无论你是学生党,上班族,还是家里蹲,好像都会接触到两样东西。第一个 就是用电插座;第二个就是容易让人上头的现代的一种用于高速计算的电子设备。两者相结合,在人类发达的智慧改造下,智能插座孕育而生。从起源来讲,它就 是用那种电子设备做出来的插座。 智能插座主要应用于智能家居的大平台中,不知道大家有没有羡慕一些发达国家 拍摄的科幻电影的那种超智能,超人性化的大别墅以前或许只是想象,但智能插 座的设计让梦想照进了现实,智能插座的成功研发和投入使用,完美的解决了千 家万户用电隐患的问题,把火灾几率降到了最低。本文介绍了关于智能插座的软 硬件设计开发,红外控制插座的闭合,红外控制插座定时功能,温度警报功能的 实现原理。 文章所运用的是STM32F103C8T6的单片机系统,负载一个红外控制接收器和遥控器,用于遥控器远程控制整个智能插座系统。一个1路5V版本兼容3.3V带光耦 隔离的继电器模块,用于控制插座的开关。一个DS18B20的测温模块,一个高电 平触发的有源蜂鸣器模块,两个模块可以实现负载电器运行出现高温时,实现高 温报警的功能。 2 智能插座的目前处境以及发展现状 在互联网没有发展的时代,按照国际标准,传统的插座可以分为多种类型,其中 既包括民用、工业用的插座,也包括防水、电源插座,还包括移动式、固定式等 类型的插座。后来,物联网引领新时代,插座中开始接入电脑控制芯片,接入无 线通讯传输协议芯片,智能插座由此诞生。 智能插座作为智能家居中举足轻重的角色,最早在1984年由某发达国家建造的 世界史上第一栋智能建筑提出概念,该国家电子工业协会在四年后拟定了首个能 够很适用各家各户住宅的电气设计标准;我国进入上世纪90年代末期后,有关 标准也进行了制定。知名企业公司董事长宣布的“维也纳计划”,该方案在某些程 度上很好的解决了中国数字生活家电的问题,为中国后来的智慧城市发展奠定了 夯实的一步。21世纪初期的中国并不对智能家居这个新概念抱有多大希望,国内甚至在十年内都没人愿意去品尝这块大蛋糕。直到2014年,BroadLink公司的崛起,眼红了一大堆国内企业家。渐渐的,“米家”等其他称呼的涌现,让社会都开 始感受智能生活带来的便捷。推动了中国往智能化现代,智慧城市的规划的大跨步!当前市场随着过多企业的加入,智能插座的开发与应用越来越广泛,就连叫 法都五花八门:无线插座、智能接线板、WiFi插座等等不计其数。然后市场上的 智能插座主要有如下几种:

硬件课程设计简易计算器设计

中国矿业大学徐海学院 单片机课程设计 姓名:XXX学号: 22090XXX 专业:计算机09-4班 题目:硬件课程设计 专题:简易计算器设计 指导教师: XXX 设计地点:嘉园时间: 2011-12-23 20011年12月

单片机课程设计任务书 专业年级计算机09-4 学号22090XXX 学生姓名XXX 任务下达日期:2011年12 月15日 设计日期:2011 年12 月15 日至2011 年12 月23日 设计题目:硬件课程设计 设计专题题目:简易计算器设计 设计主要内容和要求: 摘要: 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器。 主要能实现 1.加法:能够计算四位以内的数的加法。 2减法:能计算四位数以内的减法。 3乘法:能够计算两位数以内的乘法。 4除法:能够计算四位数的乘法 5有清零功能,能随时对运算结果和数字输入进行清零。 关键词:单片机; 计算器 ; 加减乘除 指导教师签字:

目录 1 系统概述 (1) 1.1硬件知识概述 (1) 1.1.1 单片机 (1) 1.1.2 C语言 (1) 1.1.3 ISP (1) 1.2设计基本思想 (1) 2硬件电路设计 (2) 2.1 单片机最小系统 (2) 2.2键盘接口电路 (2) 2.3数码管显示电路 (3) 3 软件设计 (4) 3.1 复位电路 (4) 4.系统调试 (5) 4.1 软件流程图 (5) 4.1.1系统软件系统流程图 (5) 5.结束语 (6) 参考文献 (7) 附录 (8)

1 系统概述 1.1硬件知识概述 1.1.1 单片机 单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 1.1.2 C语言 C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。1978后,C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。它可以作为工作系统设计语言,编写系统应用程序,也可以作为应用程序设计语言,编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛,具备很强的数据处理能力,不仅仅是在软件开发上,而且各类科研都需要用到C语言,适于编写系统软件,三维,二维图形和动画。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。 1.1.3 ISP ISP(In-System Programming)在系统可编程,指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码,而不需要从电路板上取下器件,已经编程的器件也可以用ISP 方式擦除或再编程。本次课程设计便使用ISP 方式,直接将编写好的程序下载到连接好的单片机中进行调试 1.2设计基本思想 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器,用四位一体数码管显示计算数值及结果。要求用Protel 画出系统的电路原理图,绘出程序流程图,并给出程序清单。 主要能实现 1.加法:能够计算四位以内的数的加法。 2减法:能计算四位数以内的减法。 3乘法:能够计算两位数以内的乘法。 4除法:能够计算四位数的乘法 5有清零功能,能随时对运算结果和数字输入进行清零。

基于物联网的智能插座设计

基于物联网的智能插座设计 随着技术的发展和人类生活水平的提高,越来越多的人开始追求高科技和高质量的生活。智能电子设备的发展给人类生活提供了很大的便利。近年来,智能移动设备,智能家居设备,智能可穿戴设备发展迅速。智能家居作为其中一个重要的方面,极大方便了人们对家庭电子设备和电气设备的管理和使用。 物联网是一个基于互联网、传统电信网等讯息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。物联网通过互联网,将物体与物体之间建立通信连接。智能家居建立在物联网基础之上,将家用电器和智能网关、个人电脑、手机等电子设备连接,以实现统一的和自动化的管理,为居民的生活提供便利。 家用电器作为普遍存在的家居设备,缺乏统一的智能化方案和接口,因此要实现家电总体的智能化绝非朝夕之功。但插座作为家用电器连接电源必须使用的设备,若能实现智能化管理,则会在很大程度上借助对插座的管理实现对家电的智能化管理。本文提出一种智能插座设计方案,实现了简单的功能设计,并进行了样机设计和测试。在本文提出的硬件方案的基础上可以进行更加专用和更加复杂的功能设计和实现。 模块设计 控制器 控制器使用A VR ATmega16,它具有16K 字节的系统内可编程闪存,512 字节EEPROM,1K 字节片上内存,32个通用输入输出接口和寄存器,通用同步/异步串行接收/发送器(USART),10位精度的模数转换器,可通过编程配置外接晶体振荡器提供时钟信号。通信模块 无线通信使用WIFI 实现。WIFI 对比蓝牙、ZigBee等其他无线通信方式,有较多的优点。 1.WIFI已经有着极其广泛的应用。WIFI形成一种工业化的标准,目前市面上的智能手机、平板电脑和笔记本电脑、无线路由器等都支持WIFI通信。很多家庭都有WIFI 设备。可以说,WIFI 设备更容易被广大用户接受。 图1ATmega16引脚示意图 2. 通信距离长,一个遵循IEEE802.11b 或IEEE802.11g标准的无线路由器在使用外置天线时可能有一个长达32m的室内传输距离,这比蓝牙等技术有明显的优势。 3.传输速度快,WIFI的传输速度相对蓝牙和ZigBee 要快很多——遵从IEEE802.11b 标准的可高达11Mbps,遵从IEEE802.11a 和IEEE802.11g 标准的可高达54Mbps。 4.WIFI芯片的价格便宜,有完善的标准、电器特性说明,和技术文档。 WIFI模块是实现了TCP/IP协议栈的WIFI解决方案。在具体选择WIFI设备时,我们使用USR-WIFI232模块。USR -WIFI232 是一款USART 接口的WIFI 模块(以下简称WIFI 模块),一端可以通过USART与单片机连接,接收单片机的指令,另一端可以通过WIFI 与其他无线终端或路由器直接连接。通过简单的操作,可以在第一次连接的时候配置并保存网络信息。此模块内置轻型TCP/IP协议栈(LWIP),它的运用实现了数据的透明传输和安全传输,使得系统其它功能的设计可以更加灵活。USR-WIFI232模块支持通过串口和通过无线连接,进行参数配置。

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