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1、 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计 1单片机综合性实验电路板的设计与制作摘 要单片机最小系统，无论对单片机初学人员还是开发人员都具有十分重要的意义，初学人员可以利用最小系统逐渐了解单片机的设计原理与功能，开发人员可以进行编程实现工业控制。单片机最小系统电路板在单片机开发市场和大学生电子设计方面非常流行，设计单片机最小系统电路板，能够让设计者迅速掌握单片机应用技术特点与实际要求。印制电路板技术正在飞速发展，在各个领域得到了广泛应用。本文主要对单片机综合性实验电路板进行设计和制作。本设计选择的方法是单片机开发设计使用的传统方法，通过本次设计，可以了解整个实验电路板的设计制作过程以及模拟仿真的过
2、程。首先介绍了单片机的理论知识，其次根据需求分析进行了系统设计，介绍了实验电路板的组成部分，分别对每个部分的内容例如：AD、DA、复位、晶振等几个模块进行设计，其中包括主要元器件的选择、主要技术指标和技术参数的确定。然后在 Protel 99SE 平台下对单片机最小系统进行了详细的原理图设计以及 PCB 设计。综合上述所有模块进行 PCB 设计，并介绍了 PCB 设计的参数设置，布线规则。最后应用 Proteus 软件在实验板上进行软件的仿真。我所采用的控制芯片为 AT89C51，此芯片功能强大，能够满足设计要求。利用 Protel 电路软件进行原理图设计，PCB 布线，Proteus 软件进
3、行仿真，借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及 Protel、Proteus 工程软件的使用。初步完成了设计要求，达到了设计目的。关键词：实验电路板，原理图，Proteus 仿真，AT89C51辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计 1目 录摘摘 要要.11 1 绪论绪论 .11.1 单片机的历史和发展 .11.1.1 单片机的发展概况.11.1.2 单片机的主要技术发展方向.11.1.3 单片机的应用领域.11.1.4 典型单片机产品.21.2 课题研究的主要内容.32 2 系统设计方案系统设计方案.42.1 设计任务 .42.2 设计步骤 .43 3 系统硬件模块设计系统硬件模块设计.
4、53.1 基于 AT89C51 单片机的时钟复位电路设计 .53.1.1 AT89C51 单片机的主要特性及管脚说明.63.1.2 具体设计方案 .83.2 8279 键盘/显示器接口电路设计.103.2.1 8279 与键盘接口电路 .133.2.2 8279 与显示器接口 .143.3 AD 转换模块设计.153.3.1 AD574A 简介 .153.3.2 A/D 转换模块设计方案 .173.4 D/A 转换模块设计.193.4.1 DACO832 简介 .193.4.2 具体方案设计.21辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计 23.5 LED 灯模块设计.213.5.1 74LS04
5、简介 .213.5.2 具体方案设计.223.6 单片机输出接口模块设计 .233.6.1 8155 芯片简介 .233.6.2 8255 芯片简介 .243.6.3 具体设计方案.254 4 ProteusProteus 系统仿真系统仿真 .264.1 Proteus 软件简介.264.1.1 Proteus 软件功能特点 .274.1.2 Proteus 的功能模块 .274.2 应用电路板实现步进电机控制 .294.2.1 硬件设计.294.2.2 系统程序设计.304.2.3 系统仿真.335 5 总结总结.35参考文献参考文献.36谢辞谢辞.37辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
6、11 绪论1.1 单片机的历史和发展1.1.11.1.1 单片机的发展概况单片机出现的历史并不长，它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体上同步。1970 年微型计算机研制成功后，随即在 1971 年，美国 Intel 公司生产出了 4 位单片机 4004，它的特点是结构简单、功能单一、控制能力较弱，但价格低廉。1976 年 Intel 公司推出了 MCS-48 系列单片机，它以体积小、功能全、价格低等特点获得了广泛的应用，成为单片机发展进程中的一个重要阶段，此可谓是第一代单片机。在 MCS-48 系列单片机的基础上，Intel 公司在 20 世纪 80 年代初推出了第二代单片机的代表 MCS
7、-51 系列单片机。这一代单片机的主要技术特征是为单片机配置了完美的外部并行总线和串行通信接口，规范了特殊功能寄存器的控制模式，以及为增强控制功能而强化布尔处理系统和相关的指令系统，为发展具有良好兼容性的新一代单片机奠定了良好的基础。近几年出现了具有许多新特点的单片机，可称之为第三代单片机。它以新一代的80C51 系列单片机为代表。同时 16 位单片机也有很大发展。1.1.2 单片机的主要技术发展方向综观单片机 20 多年来的发展过程，再从半导体集成电路技术的发展和微电子设计技术的发展，我们可以预见未来单片机技术发展的趋势。单片机将朝着大容量高性能化、小容量低价格化、外围电路的内装化以及 IO
8、 接口功能的增强、功能降低等方向发展。1.1.31.1.3 单片机的应用领域单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1.在智能仪器仪表上的应用：单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计 2微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器
9、，各种分析仪） 。2. 在工业控制中的应用：用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。3. 在家用电器中的应用：可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。4. 在计算机网络和通信领域中的应用：现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，
