嵌入式硬件技术实验指导书

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1、《— 嵌入式硬件技术—》实 验 指 导 书  罗海波  编写    适用专业：_09通信工程、09嵌入式__                                                  闽江学院_计算机科学系2011年 9月 前  言       《嵌入式硬件技术》是计算机科学与技术专业嵌入式方向的专业基础课之一。该课程系统地介绍了嵌入式系统的硬件基础知识、基本理论的应用、具体电路的分析。通过学习，学生不仅可以掌握嵌入式系统最基本的硬件知识点，更重要的是为后续学习各门专业基础课和专业课打下坚实的基础。  

2、    该课程主要讲授常用电子元器件知识、嵌入式硬件体系组成、以电源电路及脉冲发生电路为例讲解硬件电路的设计，并从仿真（multisim）、原理图、PCB图的设计(protel)全方位介绍硬件系统的设计流程，并详细介绍在CPLD/FPGA上构建数字系统的过程。该课程是一门实践性和工程性非常强的课程，为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，增强学生的实践动手能力，本实验部分主要培养学生的硬件系统设计能力和思想，锻炼学生的VerilogHDL的应用编程开发能力，让学生对基于CPLD的数字系统的开发过程、开发步骤有一个详尽的理解，

3、也让学生理解CPLD编程与数字硬件系统之间的关系。       由于课时限制，本实验指导书只涉及嵌入式硬件技术中的部分重要内容，其他在硬件设计中设计的内容需要课后自行练习或通过进行课外兴趣小组的训练得以加强。 17目录1、实验一：protel软件的使用及PCB板的设计···········································12、实验二：基于CPLD的数字系统设计初步················································73、实验三：数字时钟的设计·····

4、··································································214、实验报告基本内容要求········································································2817实验一：protel软件的使用及PCB板的设计实验学时：2实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的(1)学会使用Protel99SE开发软件。(2)熟悉原理图、PCB板图的绘制。(3)熟悉、理解硬件系统的整个开发过程。二

5、、实验内容(1)熟悉使用Protel99SE开发软件。(2)绘制频率计原理图。(3)绘制频率计PCB板图。三、实验原理、方法和手段硬件系统的开发流程大概可分为：需求分析、系统设计、模块设计、设计实施、测试等过程，其中在设计实施时，一般使用EDA工具进行原理图的绘制和印刷电路板（PCB）的绘制，以便进行硬件的制作及后期的测试。本实验由教师演示，学生自主验证操作。四、实验组织运行要求采用集中授课形式。五、实验条件（1）每2位同学为1组，每组一台PC机。（2）配套的软硬件设备：Protel99SE安装程序等。六、实验步骤1、Prot

6、el99SE的安装及启动。17安装略。安装完成后，启动Protel99SE，进入到主界面，了解其界面的功能，菜单栏各菜单的作用，常用的工具。2、按照提供的原理图（如下图1所示）绘制频率计的原理图，掌握常用的绘图技巧，如某个元器件在原理图库中找不到，则建立自己的原理图库文件并自行绘制元器件原理图库，并为每个元器件指定封装，如某个元器件在pcb库中找不到封装，则自己建立pcb库文件并绘制其pcb库。图1频率计原理图3、在以上步骤的基础上，进行PCB图的绘制。173.1：在原理图页面上，点击Design->CreateNetlist

7、…，生成网表文件，如果网表提示有错，则通过提示解决错误，直到网表文件合法。3.2：新建PCB文件，进入到PCB文件编辑界面，点击Design->LoadNets…，下载网表到当前PCB文件，则元器件都将导入页面，进行PCB图的绘制，实现PCB板图的制作。3.3：可以尝试自动布线，点击AutoRoute->All…，进行自动布线，然后手工调整。3.4：在布线完成后，进行DRC电气检查，这样可以保证该连接的线都已进行连接，而不该连接的线都没有连接在一起，并且线宽、孔径等参数都是符合要求的。点击Design->Rules…进行PCB

8、的电气特性检查。七、思考题1、为何需要绘制PCB文件？2、绘制PCB文件后，跟实际的电路板具有什么关系？八、实验报告要求及格式见本手册末尾说明。1、请将原理图文件截图保存或复制到报告中。2、请将PCB图截图保存或复制到报告中。九、其它说明本实验仅仅是PCB图绘制的基础，如果需