智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作-單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程

書名：智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ISBN：978-7-111-35076-7作者：劉娟出版社：機(jī)械工業(yè)出版社本書配有電子課件智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件項目1單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計與制作

項目2霹靂燈的設(shè)計與制作

項目3自動計數(shù)報警器的設(shè)計與制作

項目4自動演奏簡易電子琴的設(shè)計與制作

項目5單片機(jī)雙機(jī)通信的設(shè)計與制作

附錄智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件項目1單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計與制作任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作

任務(wù)2PROTUES仿真軟件的使用與主板調(diào)試

相關(guān)知識1智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件項目1單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計與制作表格智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作1)了解幾種典型的單片機(jī)產(chǎn)品。

2)了解8051CPU的基本結(jié)構(gòu)。

3)知道8051CPU的引腳及其封裝方式。

4)知道8051CPU各引腳的作用。

5)知道時鐘電路振蕩方式及其作用。

6)了解單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)。

7)掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計方法。

8)熟悉PROTUES仿真軟件的使用。

1)能選出適合本項目的CPU芯片。

2)能根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及接口電路。

3)能焊接、制作電路板。智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作4)會用萬用表檢測元器件，會調(diào)試電路。

5)能獨立解決在設(shè)計與制作中遇到的問題。

6)能使用PROTUES仿真軟件對設(shè)計產(chǎn)品進(jìn)行仿真。

任務(wù)1-1分析任務(wù)并寫出設(shè)計方案

一、分析任務(wù)

二、設(shè)計方案

1.單片機(jī)芯片的選擇

2.時鐘振蕩電路的設(shè)計圖1-1時鐘振蕩電路智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作3.復(fù)位電路的設(shè)計圖1-2復(fù)位電路4.電源電路的設(shè)計智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作圖1-3電源電路5.輸入/輸出端口接線的設(shè)計

1.為什么要用上面的方案設(shè)計項目？

2.還有沒有其他的設(shè)計方案？智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作1.要想探討上面的問題，先讀一讀本項目“相關(guān)知識1”的內(nèi)容。

2.用單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng)搜索相關(guān)知識。

任務(wù)1-2設(shè)計原理圖并畫出焊接圖

1.設(shè)計最小系統(tǒng)原理圖

2.畫出焊接圖

1)元器件布局合理，接線端口要便于與外部控制連接。

2)不要有過多的跨接線。

3)所有電源端要接在一起，所有地端要接在一起。圖1-4最小系統(tǒng)仿真原理圖智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作任務(wù)1-3制作最小系統(tǒng)主板

1.填表表1-1元器件表2.工具

1)萬用表20塊(每小組2人一塊)。

2)直流穩(wěn)壓電源20臺。

3)芯片燒錄器20個。

4)電烙鐵40個、焊錫絲若干。智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作——單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目教程ppt課件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作3.制作工藝要求

1)輸出模塊電路布局要合理、美觀。

2)控制板I/O接線端口的位置要方便與主板接口電路連接。

3)焊點要均勻。

4)在設(shè)計電路板焊接圖時，要考慮盡量避免出現(xiàn)跨接線。

5)所有接地線都連接在一起，所有電源線也連接在一起。

6)焊接時，每一步都要按焊接工藝要求去做。

4.制作主板

1)選擇、測試元器件。

2)安裝元器件并焊接。

5.測試電路板任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作圖1-5工具及元器件任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作圖1-6主板電路布局參考圖任務(wù)1最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作表1-2測試記錄表任務(wù)2PROTUES仿真軟件的使用與主板調(diào)試1)了解PROTUES仿真軟件。

2)熟悉用PROTUES仿真軟件設(shè)計仿真電路的方法。

3)熟悉在PROTUES環(huán)境下仿真的操作。

4)熟悉電路板的調(diào)試方法。

1)能使用PROTUES仿真軟件設(shè)計仿真電路。

2)能在PROTUES環(huán)境下進(jìn)行仿真。

3)能利用適當(dāng)?shù)臏y試工具調(diào)試主板，完成最小系統(tǒng)主板的設(shè)計與制作。

任務(wù)2-1在PROTUES環(huán)境下設(shè)計仿真電路圖并仿真

1.仿真電路圖的設(shè)計任務(wù)2PROTUES仿真軟件的使用與主板調(diào)試圖1-7簡單的仿真電路圖1)啟動PROTUES仿真軟件，進(jìn)入仿真界面，如圖1-8所示。任務(wù)2PROTUES仿真軟件的使用與主板調(diào)試2)根據(jù)表1-3，在PROTUES元器件庫中選擇元器件：單擊工具欄中的按鈕，然后單擊“對象選擇器”窗口中的對象選擇按鈕“P”，在“Keywords”框中輸入要選的元器件，如輸入元器件名稱“LED”，在“Results”中找到元器件，然后單擊“OK”按鈕，如圖1-9所示。圖1-8PROTUES仿真界面任務(wù)2PROTUES仿真軟件的使用與主板調(diào)試圖1-9選擇元器件任務(wù)2PROTUES仿真軟件的使用與主板調(diào)試表1-3元器件表任務(wù)2推PROT補(bǔ)UES仿晶真軟件的融使用與主擁板調(diào)試圖1-擠10杠選擇電申源(“癥POW孩ER”呢)3)取出弟電源和地聰?shù)慕宇^：里單擊工具悼欄中的統(tǒng)按鈕，任務(wù)2任PROT著UES仿怪真軟件的洋使用與主匯板調(diào)試選擇“夜對象選她擇器”勇窗口中固的電源憲(“P順OWE房誠R”)蒜，如圖必1-1廣0所示塞。4)按輔圖1-照7所示雜電路圖很連線。圖1-告11享元器件鎖編輯窗這口任務(wù)2敲PR首OTU斷ES仿栽真軟件筒的使用嫁與主板濾調(diào)試圖1-恩12職畫圖工測具5)用圖物1-12斜所示畫圖挖工具中的討工具在圖對中添加文紡字。6)所有白元器件都研連接好后掌，單擊“悲文件”中席的“保存企”，將電凝路圖保存于為名為“帆指示燈”侍的文件。2.仿真禽操作(1)裝存入文件肯將可執(zhí)行搖文件“P錄1s2.勵hex”蓬(該文件少可向出版偏社索要)巨裝入AT坦89C5量1CP軌U中。任務(wù)2膠PR魯OTU毅ES仿盆真軟件炕的使用航與主板堅調(diào)試1)在裕設(shè)計好榮的電路暑圖上單嚼擊AT婆89C補(bǔ)51，軟彈出圖巧1-1頌3所示絲式的單片置機(jī)器件庭編輯界愁面。圖1-駕13機(jī)單片機(jī)畝器件編桌輯界面任務(wù)2價PROT席UES仿濕真軟件的學(xué)使用與主拉板調(diào)試2)單擊查“Pro忙gram口Fil貝e”框中侍的打開(制)按鈕，學(xué)進(jìn)入圖1盜-14所絹示的選擇葛程序文件銀界面。圖1-存14絹選擇程榨序文件合界面任務(wù)2鋪PR貧OTU估ES仿雜真軟件層的使用平與主板瞞調(diào)試3)選肝擇“程雜序”文徹件夾中些的“P摟1s2臭.he情x”文被件，然抽后單擊恩“打開腦”按鈕愈，即可持進(jìn)入圖畫1-1縫5所示市的單片壞機(jī)的基籍本配置綠界面。4)單液擊圖1耽-15借中的“吵OK”饑按鈕，險即可將固可執(zhí)行澇文件“防P1s史2.h宅ex”傷裝入A毒T89賊C51溜CPU固中。圖1-判15戶單片機(jī)搶的基本籃配置界胳面任務(wù)2跨PROT軋UES仿斃真軟件的糕使用與主寫板調(diào)試(2)仿具真運行1)單閉擊圖1做-16眠所示仿想真運行歷界面左柳下方的畏運行按炕鈕。圖1-話16曬仿真運設(shè)行界面任務(wù)2鍛PROT捆UES仿積真軟件的毀使用與主艙板調(diào)試2)觀杜察指示澆燈的亮溜滅。任務(wù)2價-2視燒錄程商序及軟蒙硬件聯(lián)岡調(diào)1.燒錄極程序1)將“滋P1.h郊ex”文犯件(該文遞件可向出真版社索要茂)燒錄到販AT89請S51肌CPU中植。①將別CPU溜放在芯獻(xiàn)片燒錄胸器上并凱鎖定。②將予芯片燒鴨錄器接劫上電源炒。③打開雁燒錄器驅(qū)振動程序。④單擊盒“Dev壩ice”嬌→“Se量lect飄”→選擇綠“AT8冤9S51加CPU良”。⑤單奴擊“F永ile申”中的毅“Lo朗ad”釘，找到窯保存“軟P1.旺hex坊”文件劈燕的文件犯夾，打沃開該文沾件。任務(wù)2蠻PROT匙UES仿焦真軟件的毒使用與主頑板調(diào)試⑥單擊腳工具欄上財?shù)摹癙r身ogra謠m”按鈕箏。這時可湯看到程序責(zé)的寫入過胸程，待寫權(quán)入成功后價單擊“O壓K”按鈕程，即將程體序?qū)懭隒啊PU。2)關(guān)稿閉燒錄誰器的電拾源，將價寫好的叨CPU不從芯片駝燒錄器壓上取出鎮(zhèn)。2.軟硬車件聯(lián)調(diào)1)將寫永好的CP爺U(kuò)芯片裝夜到主板的響CPU插妨座上。2)拿憂一只發(fā)鳳光二極暮管，將貍它的正橫極端接腔5V電磨源，負(fù)秩極端接谷220踩Ω電阻嫂的一端耀，22箏0Ω電辱阻的另凈一端插提入主板屈接線口和的P1圍.0岔線上。3)將主哄板接上5沉V電源。4)運行民程序，觀務(wù)察二極管洗的亮滅情寬況。5)進(jìn)小行電路暈板測試投。6)填寫卸調(diào)試記錄斤表，見表劑1-4。任務(wù)2訓(xùn)PR虧OTU雅ES仿姜真軟件渣的使用吹與主板結(jié)調(diào)試表1-展4調(diào)浮試記錄逮表任務(wù)2油PROT促UES仿督真軟件的感使用與主恭板調(diào)試表1-確4調(diào)母試記錄析表任務(wù)2燥PROT芬UES仿挎真軟件的胞使用與主款板調(diào)試表1-底4調(diào)丸試記錄產(chǎn)表任務(wù)2曬PR失OTU騎ES仿營真軟件豪的使用尸與主板散調(diào)試表格1.調(diào)試殊經(jīng)驗1)當(dāng)紐奉發(fā)光二廈極管不到能發(fā)光尾時：任務(wù)2批PROT課UES仿抖真軟件的僻使用與主芬板調(diào)試①查看設(shè)電源是否恢接好。②查采看地線朽是否接跨好。③查看撤主板31逆腳是否接撤上電源。④查綁看電路挖控制板歪是否虛稿焊。⑤查待看發(fā)光旦二極管躬是否焊泡接反向侮，是否恨已燒壞杰。⑥用萬舉用表測量友一下時鐘注振蕩電路裁，看是否忌有振蕩信袖號輸出。2)如豈果電路攏沒有問遲題，就規(guī)查看C表PU程侍序燒錄范是否有腥問題。2.焊接源經(jīng)驗1)發(fā)光月二極管極誘性不得接梅反，一般剪引線較長霜的為正極帝，引線較鍋短的為負(fù)俊極。2)焊接智時間應(yīng)盡央量短，焊遍點不能在捕引腳根部嫌。3)嚴(yán)彎禁用有搭機(jī)溶液腹浸泡或仆清洗。任務(wù)2拔PR峽OTU效ES仿騙真軟件彼的使用梯與主板島調(diào)試一、理心論題1.何宴謂單片濕機(jī)？單立片機(jī)與染一般微染型計算截機(jī)相比共，具有排哪些特菌點？2.除夏了單片頃機(jī)這一糊名稱之奸外，單衣片機(jī)還睡可以稱掩為什么黎？為什性么？3.微處盟理器、C串PU、單講片機(jī)之間墳有何區(qū)別胖?4.計腫算機(jī)的菠基本結(jié)兇構(gòu)由哪窮幾部分自組成？斃各部分農(nóng)的作用加是什么象？5.單能片機(jī)與籮微型計詠算機(jī)的貝區(qū)別與箏相似之靈處有哪我些？6.單片袍機(jī)根據(jù)其噸基本操作跡處理的位編數(shù)可分為民哪幾種類士型？7.簡述消今后單片目機(jī)的發(fā)展掘方向。8.請始列出在扔生產(chǎn)、買生活各青個領(lǐng)域左中的機(jī)抱電設(shè)備埋等，哪箱些產(chǎn)品勿是以單桿片機(jī)為沾核心的銜？9.什么拔是二進(jìn)制雀？為什么席在數(shù)字系卸統(tǒng)、計算皇機(jī)系統(tǒng)中雨采用二進(jìn)慨制？10.恭什么是輛BCD任務(wù)2頁PROT稈UES仿簡真軟件的跨使用與主衫板調(diào)試11.枕為什么栽要用“谷十六進(jìn)暈制”呢徐？12.將再下列各數(shù)做按權(quán)展開蜻為多項式美：(1)1寧1011艷0B13.鮮把下列筒十進(jìn)制樹數(shù)轉(zhuǎn)化咽為二進(jìn)禮制、十徐六進(jìn)制糞和84面21(1)敘135簡.62樹514.單漂片機(jī)的時緣瑞鐘電路有派何用途？旱起什么作叛用？15.A筐T89C教5l單片辨機(jī)的時鐘貌周期、機(jī)磚器周期、蠟指令周期高是如何設(shè)怖置的？當(dāng)紀(jì)主頻為1頌2MHz侮時，時鐘綁周期、機(jī)州器周期和需指令周期倦各等于多態(tài)少？16.什隸么時候需譽要復(fù)位操扔作？對復(fù)拖位信號有績何要求？17.拒使單片抄機(jī)系統(tǒng)勝復(fù)位常夾見的有純哪幾種竟方法？藥繪出其羞原理圖類，復(fù)位獄后特殊雅功能寄呼存器的拳初始值桿如何？任務(wù)2更PROT跨UES仿烘真軟件的稈使用與主窯板調(diào)試18.開扮機(jī)復(fù)位后條，CPU19.呀AT89呈C51單蝴片機(jī)如何爛進(jìn)入節(jié)電拒工作方式同？如何退嫩出節(jié)電工有作方式？20.當(dāng)侵51系列降單片機(jī)運健行出錯或小程序陷入級死循環(huán)時慈，如何來窯擺脫困境傅？21.漂單片機(jī)匪在工業(yè)惰控制中不為什么喚有時需濁要工作稈在低功搭耗方式樓？如何黃設(shè)置A恰T89己C51震單片機(jī)勸的低功稈耗工作倒?fàn)顟B(tài)？22.罷AT8逮9C5抓1系列被單片機(jī)殼芯片包握含哪些群主要組脫成部分??？各有那什么主洗要功能沸？23.結(jié)一個十火六位二掩進(jìn)制整賊數(shù)，若翅采用補(bǔ)劇碼表示肆，由4二、設(shè)計剛題任務(wù)2掙P(guān)R勞OTU鋪ES仿窩真軟件赤的使用以與主板拐調(diào)試圖1-愧17兔自動計爛數(shù)報警賢器電路役圖設(shè)計誘仿真電炊路圖相關(guān)知識剖11-1闊認(rèn)識單片餐機(jī)1-1織-1撥單片機(jī)車的概念1-1-員251洲系列單片搖機(jī)的外形局與引腳圖1-1脖851欠系列單片精機(jī)的外形相關(guān)知識缺1圖1-帥19餃51系勿列單片晉機(jī)的引染腳1.電辟源引腳艘VCC(40擦腳)和吹GND澤(20勒腳)相關(guān)知后識12.時鐘殺電路引腳宴XTAL窄1(19溪腳)和X蹦TAL2溜(18腳蜘)3.地孔址鎖存銷允許A聽LE(加30腳并)4.外弄部程序印存儲器固讀選通腔信號(行29腳趣)5.程適序存儲稀器地址貌允許輸躬入端/香VPP鐮(31愚腳)6.復(fù)琴位信號屯RST樓(9腳悲)7.霉I/O耀端口引鋸腳P0袋、P1示、P2灣和P31-2路51蒙系列單棟片機(jī)的予系統(tǒng)結(jié)烤構(gòu)及內(nèi)促部資源1-2-洽151棚系列單片機(jī)機(jī)的系統(tǒng)神結(jié)構(gòu)圖1-2舟051個系列單片致機(jī)的系統(tǒng)用結(jié)構(gòu)框圖相關(guān)知句識11-2腹-2副51系掘列單片伏機(jī)的內(nèi)橫部資源1.C默PU(1)難運算器鋼電路遇運算器撿電路包邪括AL摔U(算后術(shù)邏輯票單元)涉、AC沒C(累共加器)騰、B寄嬸存器、向狀態(tài)寄余存器、咸暫存器優(yōu)1和暫施存器2紹等部件地，運算幣器的功淺能是進(jìn)鋸行算術(shù)滲運算和灣邏輯運衡算。(2)控錫制器電路站控制器島電路包括嗎程序計數(shù)次器(PC促)、PC淚加1寄存程器、指令包寄存器、越指令譯碼礙器、數(shù)據(jù)并指針(D碗PTR)煤、堆棧指拘針(SP鋼)、緩沖喇器以及定益時與控制訊電路等。2.定竟時器/援計數(shù)器3.存謊儲器4.并行殲I/O端肉口5.串蘋行接口相關(guān)知莊識16.中俊斷控制夫系統(tǒng)7.時長鐘電路8.總才線1-3左單片熊機(jī)的工匹作方式接和時鐘1-3-墨1工作障方式1.復(fù)位蜻電路圖1-文21役上電復(fù)飾位電路相關(guān)知此識1表1-5幸部分專族用寄存器推復(fù)位狀態(tài)2.程包序執(zhí)行限方式3.單片桂機(jī)的低功對耗方式相關(guān)知歇識1表1-6場PCO炭N寄存器服格式(1)輔待機(jī)方聾式將道PCO兔N寄存至器的IDL位置“1厘”，單片臉機(jī)則進(jìn)入鄰待機(jī)方式鄉(xiāng)豐。(2)鳴掉電保內(nèi)護(hù)方式糞將P容CON禍寄存器扛的PD位置“紗1”，其單片機(jī)喜則進(jìn)入驕掉電保志護(hù)方式臺。1-3-腐2時鐘1.時鐘巡壽方式電路相關(guān)知逝識1圖1-2獎2時鐘補(bǔ)方式電路2.時序相關(guān)知政識1(1)薄振蕩周鹿期振亦蕩周期慌指為單悅片機(jī)提陷供定時霧信號的葉振蕩源跟的周期雅或外部高輸入時喘鐘的周胳期。(2)羨時鐘周拐期時斯鐘周期諒又稱為利狀態(tài)周灑期或狀褲態(tài)時間S，它是沫振蕩周劣期的兩支倍，它含分為P冷1節(jié)拍燈和P2艱節(jié)拍，盲通常在柿P1節(jié)膀拍完成渴算術(shù)邏僻輯操作耽，在P韻2節(jié)拍建完成內(nèi)果部寄存鄙器之間農(nóng)的傳送旗操作。(3)機(jī)透器周期逼一個機(jī)器箱周期由6麗個狀態(tài)組飲成，每個娘狀態(tài)由兩施個時相P酸1和P2待構(gòu)成，故罰一個機(jī)器側(cè)周期可依變次表示為遵S1P1巾、S1P瞎2、.松..、S裹6P1、叼S6P2糧，即一個拍機(jī)器共有躺12個振必蕩脈沖。(4)皺指令周黑期指布令周期跡即執(zhí)行蜘一條指喘令所占猜用的全慈部時間慚，通常過為1～您4個機(jī)降器周期還。相關(guān)知既識1圖1-講23度51系量列單片啦機(jī)的典今型取指炎、執(zhí)行敗時序項目2拔霹靂燈的累設(shè)計與制招作任務(wù)1釣不可控霹橡靂燈的設(shè)樣計與制作任務(wù)2殿可控霹靂棵燈的設(shè)計井與制作相關(guān)知繳識2項目2笑霹靂脈燈的設(shè)閥計與制籮作表格任務(wù)1妨不可控霹上靂燈的設(shè)鑄計與制作1)熟離悉80蕩51單久片機(jī)存沉儲器的檔結(jié)構(gòu)。2)熟悉誓單片機(jī)的近