使用Protel99SE设计AT89S51单片机最小系统

"51单片机最小系统原理图及PCB设计制作" 在电子系统设计中，"最小系统"是指能够使微控制器（如51单片机）正常运行的最基本组件集合。这个概念在教学和实践中非常常见，因为它允许开发者以最低的成本和最简洁的结构理解微控制器的工作原理。在本实验中，学生被要求使用Protel99SE软件设计一个基于AT89S51单片机的最小系统板。 最小系统通常包括以下几个关键部分： 1. **微处理器**：在这个案例中是AT89S51，一款基于MCS-51系列的8位微控制器，用于执行程序和控制整个系统的运行。 2. **复位电路**：复位电路是确保单片机在启动时处于已知状态的必要部分，通常通过一个复位按键来触发。 3. **时钟电路**：12MHz的晶体振荡器提供系统时钟，它是单片机执行指令的速度基准。 4. **电源**：外接+5V电源为系统供电，确保稳定的工作电压。 5. **输入/输出设备**：4×4的键盘作为输入设备，4位7段数码管作为输出设备，供用户交互和数据显示。 6. **通信接口**：RS-232接口用于与其他设备进行串行通信。 在设计过程中，学生将使用Protel99SE这款强大的电子设计自动化（EDA）工具，它包含了以下主要功能： - **原理图设计模块**：原理图编辑器用于绘制电路原理图，元件库编辑器用于创建和编辑元件符号，报表生成器则用于输出设计报告。 - **印制电路板设计模块**：PCB编辑器用于布局和布线，Route模块用于自动布线，原件封装编辑器则用于创建和修改元件的物理形状，报表生成器同样用于PCB设计的检查和分析。 - **可编程逻辑器件设计模块**：对于涉及PLD（可编程逻辑器件）的设计，可以进行文本编辑、编译和仿真。 - **电路仿真模块**：用于验证设计的正确性，确保在实际制作PCB之前电路的功能符合预期。 在实验步骤中，学生需要学习如何使用Protel99SE进行以下操作： 1. 使用原理图编辑器绘制AT89S51最小系统的原理图。 2. 创建自定义的SCH零件，以满足特定设计需求。 3. 将原理图转换为PCB布局，这涉及到元件的放置和布线。 4. 利用自动布线功能优化PCB设计，确保信号的正确传输。 5. 创建和管理PCB零件库，以备后续项目使用。 6. 掌握高级PCB设计技巧，例如走线规则、过孔策略和空间优化。 通过这个实验，学生不仅能够掌握Protel99SE软件的使用，还能深入理解电子系统设计的基础知识，为未来更复杂的项目打下坚实基础。同时，单面布线和紧凑尺寸的要求，也锻炼了学生的实际设计能力和问题解决能力。