單片機(jī)開發(fā)板論文設(shè)計

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1、基于STC12C5A系列單片機(jī)的開發(fā)板及18B20測溫系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計人_王俊河_________學(xué)號__0502090132__指導(dǎo)教師__陳援峰________2011-6-9摘要單片機(jī)發(fā)展背景簡介：單片機(jī)技術(shù)自發(fā)展以來已經(jīng)走了幾十年的發(fā)展路程，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器技術(shù)及超大規(guī)模集成電路的技術(shù)發(fā)展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用區(qū)域拉動，表現(xiàn)出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。小到電子玩具，大到航空航天技術(shù)等電子行業(yè)都有單片機(jī)應(yīng)用的影子。針對51單片機(jī)技術(shù)在電子行業(yè)的重要應(yīng)用，為滿足廣大學(xué)生、愛好者、產(chǎn)品開發(fā)者迅速學(xué)

2、會掌握單片機(jī)技術(shù)，于是產(chǎn)生了51單片機(jī)開發(fā)板。本單片機(jī)開發(fā)板所包含的功能：本開發(fā)板選用的單片機(jī)型號為STC12C5A32S2，但作為開發(fā)板只應(yīng)用了里面局部的功能，主要包括：1．LED流水燈2．鍵盤掃描并顯示（中斷方式）3．A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（可測電壓、溫度、亮度）4．用18B20檢測溫度5．?dāng)?shù)碼管電路6．繼電器模塊7．串口通信電路（單片機(jī)-單片機(jī)、單片機(jī)-PC）8．PWM調(diào)制器9．蜂鳴器模塊10．綜合應(yīng)用（結(jié)合鍵盤、顯示、串口、A/D、等）目錄摘要2引言6第一章方案分析7第二章方案設(shè)計72.1方案整體結(jié)構(gòu)72

3、.2最小系統(tǒng)電路82.3按鍵電路9第三章軟件設(shè)計103.1程序構(gòu)架103.2流程圖10第四章開發(fā)板調(diào)試及測試11第五章18B20測溫實現(xiàn)12總結(jié)13謝辭14參考文獻(xiàn)14附錄19引言單片機(jī)具有高集成度，體積小，高可靠性；單片機(jī)將功能集成在一塊芯片上，集成度很高，體積也很小，芯片本身按照工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計，內(nèi)部布線很短，抗噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU，單片機(jī)程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，所以可靠性很高。單片機(jī)控制功能強(qiáng)；為了滿足控制要求，單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條

4、件，分支轉(zhuǎn)移能力，I/0口的邏輯操作及處理能力，非常適用于專門的控制能力。單片機(jī)還是具有低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜的產(chǎn)品。51單片機(jī)除兼容性好，還具有較高的工作頻率，可以滿足絕大多數(shù)的用戶的應(yīng)用開發(fā)需求，在開發(fā)板上具有十分方便的使用。本課題設(shè)計的單片機(jī)開發(fā)板，具有一般的開發(fā)通用結(jié)構(gòu)，并基于硬件進(jìn)行相關(guān)的軟件設(shè)計，利用程序開發(fā)語言開發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)ISP在線下載到單片機(jī)，無需配置單獨的下載器；單片機(jī)使用ISP在線下載程序，加快了開發(fā)板上模塊的實驗，調(diào)試及相應(yīng)的開發(fā)，可以提到針對不同硬件進(jìn)行編程的能力，同時通過實驗現(xiàn)

5、象對硬件也有更深的認(rèn)識，因此該開發(fā)板對于初學(xué)者來說具有很強(qiáng)的實用價值和現(xiàn)實意義。第一章方案分析1.1總體設(shè)計方案本開發(fā)板分10個模塊，分別是51單片機(jī)控制模塊、LED模塊、鍵盤模塊、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、18B20檢測溫度模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、串口通信模塊、數(shù)碼管顯示模塊、蜂鳴器模塊和PWM調(diào)制器模塊。其中以單片機(jī)為主控芯片，外圍接串口通信模塊下載程序，8個LED顯示可實現(xiàn)流水燈等狀態(tài)，鍵盤電路向單片機(jī)輸入特殊數(shù)值，A/D模塊實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，18B20實現(xiàn)對溫度的檢測，步進(jìn)電機(jī)模塊是通過繼電器實現(xiàn)，PWM調(diào)制器模塊

6、是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制，數(shù)碼管顯示模塊對單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，蜂鳴器模塊實現(xiàn)報警和音樂等不同方式。1.2設(shè)計原則（1）從選芯片開始；先選擇芯片，再根據(jù)芯片的功能搭建外圍電路，用軟件實現(xiàn)單片機(jī)的功能；（2）從畫PCB圖開始，PCB圖是實現(xiàn)電路板功能的基礎(chǔ)，也是選擇器件封裝的重要過程，如何選擇器件的封裝，影響整個電路板的器件是否能夠焊接在板子上，也影響市場上是否有該種器件的封裝；（3）從芯片端口選擇入手，由于實現(xiàn)的功能較多，而單片機(jī)管腳有限，有些管腳需要共同一管腳，但是對于功能的實現(xiàn)又

7、不能有影響。（4）從布局入手，單片機(jī)的布局很重要；考慮到板子的成本問題，如果所需的功能不需要那么大的板子的話，就可以選擇較小的布局，這樣有利于成本的降低。第二章方案設(shè)計2.1方案整體結(jié)構(gòu)本單片機(jī)開發(fā)板的硬件主要包括：單片機(jī)控制模塊、LED流燈水模塊、鍵盤掃描模塊、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)碼管模塊、繼電器模塊、串口通信模塊、蜂鳴器模塊、18B20檢測溫模塊、PWM調(diào)制單片機(jī)控制模塊LED流水燈鍵盤掃描綜合應(yīng)用蜂鳴器18B20檢測溫A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)碼管繼電器串口通信PWM調(diào)制器2.2最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)包括S

8、TC單片機(jī)、電源模塊、復(fù)位電路、時鐘電路如圖所示：本單片機(jī)最小系統(tǒng)中選用MCU為STC12C5A60系列單片機(jī)，工作電壓為3.3-5.5V、采用Flash16K/1280的RAM等功能，電源模塊選用16V電源降壓為5V電壓，16V電源經(jīng)過二極管整流、電容濾波、再經(jīng)過7805穩(wěn)壓芯片，再經(jīng)過電容整流，將電源降為5V電壓。復(fù)位電路采用手動復(fù)位；時鐘電路選用11.0592MHz的晶振，兩邊經(jīng)過電容濾波，為