单片机开发板论文设计.doc

基于STC12C5A系列单片机的开发板及18B20测温系统的设计 设计人 _ 王俊河_________ 学号 __ 0502090132_ _ 指导教师 __ 陈援峰 ________ 2011-6-9 摘要 单片机发展背景简介： 单片机技术自发展以来已经走了几十年的发展路程，单片机技术的发展以微处理器技术及超大规模集成电路的技术发展为先导，以广泛的应用区域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。小到电子玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。针对51单片机技术在电子行业的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机技术，于是产生了51单片机开发板。 本单片机开发板所包含的功能： 本开发板选用的单片机型号为STC12C5A32S2，但作为开发板只应用了里面局部的功能，主要包括： 1．LED流水灯 2．键盘扫描并显示（中断方式） 3．A/D模数转换电路（可测电压、温度、亮度） 4．用18B20检测温度 5．数码管电路 6．继电器模块 7．串口通信电路（单片机-单片机、单片机-PC） 8．PWM调制器 9．蜂鸣器模块 10．综合应用（结合键盘、显示、串口、A/D、等） 目录 摘要 2 引言 6 第一章 方案分析 7 第二章 方案设计 7 2.1 方案整体结构 7 2.2 最小系统电路 8 2.3 按键电路 9 第三章 软件设计 10 3.1程序构架 10 3.2流程图 10 第四章 开发板调试及测试 11 第五章 18B20测温实现 12 总结 13 谢辞 14 参考文献 14 附录 19 引言  单片机具有高集成度，体积小，高可靠性；单片机将功能集成在一块芯片上，集成度很高，体积也很小，芯片本身按照工业测控环境要求设计，内部布线很短，抗噪音性能优于一般通用的CPU，单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，所以可靠性很高。单片机控制功能强；为了满足控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件，分支转移能力，I/0口的逻辑操作及处理能力，非常适用于专门的控制能力。单片机还是具有低电压，低功耗，便于生产便携的产品。 51单片机除兼容性好，还具有较高的工作频率，可以满足绝大多数的用户的应用开发需求，在开发板上具有十分方便的使用。 本课题设计的单片机开发板，具有一般的开发通用结构，并基于硬件进行相关的软件设计，利用程序开发语言开发程序实现ISP在线下载到单片机，无需配置单独的下载器；单片机使用ISP在线下载程序，加快了开发板上模块的实验，调试及相应的开发，可以提到针对不同硬件进行编程的能力，同时通过实验现象对硬件也有更深的认识，因此该开发板对于初学者来说具有很强的实用价值和现实意义。 第一章 方案分析1.1总体设计方案 本开发板分10个模块，分别是51单片机控制模块、LED模块、键盘模块、A/D模数转换模块、18B20检测温度模块、步进电机模块、串口通信模块、数码管显示模块、蜂鸣器模块和PWM调制器模块。其中以单片机为主控芯片，外围接串口通信模块下载程序，8个LED显示可实现流水灯等状态，键盘电路向单片机输入特殊数值，A/D模块实现模数转换，18B20实现对温度的检测，步进电机模块是通过继电器实现，PWM调制器模块是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，数码管显示模块对单片机处理后的数据进行显示，蜂鸣器模块实现报警和音乐等不同方式。1.2设计原则 （1）从选芯片开始；先选择芯片，再根据芯片的功能搭建外围电路，用软件实现单片机的 功能； （2）从画PCB图开始，PCB图是实现电路板功能的基础，也是选择器件封装的重要过程， 如何选择器件的封装，影响整个电路板的器件是否能够焊接在板子上，也影响市场上是否有该种器件的封装； （3）从芯片端口选择入手，由于实现的功能较多，而单片机管脚有限，有些管脚需要共同一管脚，但是对于功能的实现又不能有影响。 （4）从布局入手，单片机的布局很重要；考虑到板子的成本问题，如果所需的功能不需要那么大的板子的话，就可以选择较小的布局，这样有利于成本的降低。 第二章 方案设计2.1 方案整体结构 本单片机开发板的硬件主要包括：单片机控制模块、LED流灯水模块、键盘扫描模块、A/D模数转换模块、数码管模块、继电器模块、串口通信模块、蜂鸣器模块、18B20检测温模块、PWM调制 2.2 最小系统电路 单片机最小系统包括STC单片机、电源模块、复位电路、时钟电路 如图所示： 本单片机最小系统中选用MCU为STC12C5A60系列单片机，工作电压为3.3-5.5V、采用