《精编》智能电子产品设计与制作-单片机技术应用项目

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1、书名 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ISBN 978 7 111 35076 7作者 刘娟出版社 机械工业出版社本书配有电子课件 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 项目1单片机最小系统的设计与制作项目2霹雳灯的设计与制作项目3自动计数报警器的设计与制作项目4自动演奏简易电子琴的设计与制作项目5单片机双机通信的设计与制作附录 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 项目1单片机最小系统的设计与制作 任务1最小系统主板的设计与制作任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试相关知识1 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件

2、 项目1单片机最小系统的设计与制作 表格 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 任务1最小系统主板的设计与制作 1 了解几种典型的单片机产品 2 了解8051CPU的基本结构 3 知道8051CPU的引脚及其封装方式 4 知道8051CPU各引脚的作用 5 知道时钟电路振荡方式及其作用 6 了解单片机复位后的状态 7 掌握单片机最小系统的设计方法 8 熟悉PROTUES仿真软件的使用 1 能选出适合本项目的CPU芯片 2 能根据设计要求设计时钟电路 复位电路 电源电路及接口电路 3 能焊接 制作电路板 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 任务1最小系统

3、主板的设计与制作 4 会用万用表检测元器件 会调试电路 5 能独立解决在设计与制作中遇到的问题 6 能使用PROTUES仿真软件对设计产品进行仿真 任务1 1分析任务并写出设计方案一 分析任务二 设计方案1 单片机芯片的选择2 时钟振荡电路的设计 图1 1时钟振荡电路 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 任务1最小系统主板的设计与制作 3 复位电路的设计 图1 2复位电路 4 电源电路的设计 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 任务1最小系统主板的设计与制作 图1 3电源电路 5 输入 输出端口接线的设计1 为什么要用上面的方案设计项目 2 还有没有

4、其他的设计方案 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 任务1最小系统主板的设计与制作 1 要想探讨上面的问题 先读一读本项目 相关知识1 的内容 2 用单片机学习网搜索相关知识 任务1 2设计原理图并画出焊接图1 设计最小系统原理图2 画出焊接图1 元器件布局合理 接线端口要便于与外部控制连接 2 不要有过多的跨接线 3 所有电源端要接在一起 所有地端要接在一起 图1 4最小系统仿真原理图 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 任务1最小系统主板的设计与制作 任务1 3制作最小系统主板1 填表 表1 1元器件表 2 工具1 万用表20块 每小组2人一块

5、2 直流稳压电源20台 3 芯片烧录器20个 4 电烙铁40个 焊锡丝若干 智能电子产品设计与制作 单片机技术应用项目教程ppt课件 任务1最小系统主板的设计与制作 3 制作工艺要求1 输出模块电路布局要合理 美观 2 控制板I O接线端口的位置要方便与主板接口电路连接 3 焊点要均匀 4 在设计电路板焊接图时 要考虑尽量避免出现跨接线 5 所有接地线都连接在一起 所有电源线也连接在一起 6 焊接时 每一步都要按焊接工艺要求去做 4 制作主板1 选择 测试元器件 2 安装元器件并焊接 5 测试电路板 任务1最小系统主板的设计与制作 图1 5工具及元器件 任务1最小系统主板的设计与制作 图1 6

6、主板电路布局参考图 任务1最小系统主板的设计与制作 表1 2测试记录表 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 1 了解PROTUES仿真软件 2 熟悉用PROTUES仿真软件设计仿真电路的方法 3 熟悉在PROTUES环境下仿真的操作 4 熟悉电路板的调试方法 1 能使用PROTUES仿真软件设计仿真电路 2 能在PROTUES环境下进行仿真 3 能利用适当的测试工具调试主板 完成最小系统主板的设计与制作 任务2 1在PROTUES环境下设计仿真电路图并仿真1 仿真电路图的设计 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 图1 7简单的仿真电路图 1 启动PROTUES仿真软件 进入

7、仿真界面 如图1 8所示 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 2 根据表1 3 在PROTUES元器件库中选择元器件 单击工具栏中的按钮 然后单击 对象选择器 窗口中的对象选择按钮 P 在 Keywords 框中输入要选的元器件 如输入元器件名称 LED 在 Results 中找到元器件 然后单击 OK 按钮 如图1 9所示 图1 8PROTUES仿真界面 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 图1 9选择元器件 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 表1 3元器件表 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 图1 10选择电源 POWER 3 取出电源和地的接头

8、 单击工具栏中的按钮 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 选择 对象选择器 窗口中的电源 POWER 如图1 10所示 4 按图1 7所示电路图连线 图1 11元器件编辑窗口 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 图1 12画图工具 5 用图1 12所示画图工具中的工具在图中添加文字 6 所有元器件都连接好后 单击 文件 中的 保存 将电路图保存为名为 指示灯 的文件 2 仿真操作 1 装入文件将可执行文件 P1s2 hex 该文件可向出版社索要 装入AT89C51CPU中 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 1 在设计好的电路图上单击AT89C51 弹出图1 13

9、所示的单片机器件编辑界面 图1 13单片机器件编辑界面 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 2 单击 ProgramFile 框中的打开 按钮 进入图1 14所示的选择程序文件界面 图1 14选择程序文件界面 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 3 选择 程序 文件夹中的 P1s2 hex 文件 然后单击 打开 按钮 即可进入图1 15所示的单片机的基本配置界面 4 单击图1 15中的 OK 按钮 即可将可执行文件 P1s2 hex 装入AT89C51CPU中 图1 15单片机的基本配置界面 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 2 仿真运行1 单击图1 16所示仿

10、真运行界面左下方的运行按钮 图1 16仿真运行界面 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 2 观察指示灯的亮灭 任务2 2烧录程序及软硬件联调1 烧录程序1 将 P1 hex 文件 该文件可向出版社索要 烧录到AT89S51CPU中 将CPU放在芯片烧录器上并锁定 将芯片烧录器接上电源 打开烧录器驱动程序 单击 Device Select 选择 AT89S51CPU 单击 File 中的 Load 找到保存 P1 hex 文件的文件夹 打开该文件 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 单击工具栏上的 Program 按钮 这时可看到程序的写入过程 待写入成功后单击 OK 按钮

11、即将程序写入CPU 2 关闭烧录器的电源 将写好的CPU从芯片烧录器上取出 2 软硬件联调1 将写好的CPU芯片装到主板的CPU插座上 2 拿一只发光二极管 将它的正极端接5V电源 负极端接220 电阻的一端 220 电阻的另一端插入主板接线口的P1 0线上 3 将主板接上5V电源 4 运行程序 观察二极管的亮灭情况 5 进行电路板测试 6 填写调试记录表 见表1 4 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 表1 4调试记录表 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 表1 4调试记录表 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 表1 4调试记录表 任务2PROTUES仿真软件的

12、使用与主板调试 表格 1 调试经验1 当发光二极管不能发光时 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 查看电源是否接好 查看地线是否接好 查看主板31脚是否接上电源 查看电路控制板是否虚焊 查看发光二极管是否焊接反向 是否已烧坏 用万用表测量一下时钟振荡电路 看是否有振荡信号输出 2 如果电路没有问题 就查看CPU程序烧录是否有问题 2 焊接经验1 发光二极管极性不得接反 一般引线较长的为正极 引线较短的为负极 2 焊接时间应尽量短 焊点不能在引脚根部 3 严禁用有机溶液浸泡或清洗 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 一 理论题1 何谓单片机 单片机与一般微型计算机相比 具有哪

13、些特点 2 除了单片机这一名称之外 单片机还可以称为什么 为什么 3 微处理器 CPU 单片机之间有何区别 4 计算机的基本结构由哪几部分组成 各部分的作用是什么 5 单片机与微型计算机的区别与相似之处有哪些 6 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型 7 简述今后单片机的发展方向 8 请列出在生产 生活各个领域中的机电设备等 哪些产品是以单片机为核心的 9 什么是二进制 为什么在数字系统 计算机系统中采用二进制 10 什么是BCD 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 11 为什么要用 十六进制 呢 12 将下列各数按权展开为多项式 1 110110B13 把下列十进制数转化

14、为二进制 十六进制和8421 1 135 62514 单片机的时钟电路有何用途 起什么作用 15 AT89C5l单片机的时钟周期 机器周期 指令周期是如何设置的 当主频为12MHz时 时钟周期 机器周期和指令周期各等于多少 16 什么时候需要复位操作 对复位信号有何要求 17 使单片机系统复位常见的有哪几种方法 绘出其原理图 复位后特殊功能寄存器的初始值如何 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 18 开机复位后 CPU19 AT89C51单片机如何进入节电工作方式 如何退出节电工作方式 20 当51系列单片机运行出错或程序陷入死循环时 如何来摆脱困境 21 单片机在工业控制中为什么有

15、时需要工作在低功耗方式 如何设置AT89C51单片机的低功耗工作状态 22 AT89C51系列单片机芯片包含哪些主要组成部分 各有什么主要功能 23 一个十六位二进制整数 若采用补码表示 由4二 设计题 任务2PROTUES仿真软件的使用与主板调试 图1 17自动计数报警器电路图设计仿真电路图 相关知识1 1 1认识单片机1 1 1单片机的概念1 1 251系列单片机的外形与引脚 图1 1851系列单片机的外形 相关知识1 图1 1951系列单片机的引脚 1 电源引脚VCC 40脚 和GND 20脚 相关知识1 2 时钟电路引脚XTAL1 19脚 和XTAL2 18脚 3 地址锁存允许ALE

16、30脚 4 外部程序存储器读选通信号 29脚 5 程序存储器地址允许输入端 VPP 31脚 6 复位信号RST 9脚 7 I O端口引脚P0 P1 P2和P31 251系列单片机的系统结构及内部资源1 2 151系列单片机的系统结构 图1 2051系列单片机的系统结构框图 相关知识1 1 2 251系列单片机的内部资源1 CPU 1 运算器电路运算器电路包括ALU 算术逻辑单元 ACC 累加器 B寄存器 状态寄存器 暂存器1和暂存器2等部件 运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算 2 控制器电路控制器电路包括程序计数器 PC PC加1寄存器 指令寄存器 指令译码器 数据指针 DPTR 堆栈指针 SP 缓冲器以及定时与控制电路等 2 定时器 计数器3 存储器4 并行I O端口5 串行接口 相关知识1 6 中断控制系统7 时钟电路8 总线1 3单片机的工作方式和时钟1 3 1工作方式1 复位电路 图1 21上电复位电路 相关知识1 表1 5部分专用寄存器复位状态 2 程序执行方式3 单片机的低功耗方式 相关知识1 表1 6PCON寄存器格式 1 待机方式将PCON寄存器的IDL位置 1 单片