课程设计报告(单片机最小系统及PCB板设计).docVIP

GUIZHOUUNIVERSITY

课程设计

报告

设计工程名称单片机最小系统及PCB板设计

专业班级电子信息科学与技术081班

学生姓名郎子龙

学号080712110069

指导教师马光喜李良荣

理学院

实验时间：2011年7月12日

一、课程设计目的

1、加强实践教学环节，掌握单片机开发一个实际应用系统

的实现技能。

2、锻炼提高将所学的专业知识应用在一个实际的单片机控制应用系统设计与实现的能力。

3、熟悉单片机最小系统的根本工作原理，能利用单片机进行系统开发，为毕业设计做好铺垫。

4、掌握并完成根本PCB板的设计与制作工艺。

二、课程设计任务

1、单片机最小系统的构成设计

2、单片机最小系统的开发板的软件使用

3、单片机应用程序的编辑与汇编软件〔Keil〕的使用

4、单片机应用系统软硬件设计与调试

5、Protel99软件的使用学习与PCB板的设计

三、课程设计具体内容

1、安装开发板〔安装之前请先熟悉电烙铁焊接技术〕

2、利用开发板完成步进电机的设计，掌握开发板的使用方法。

3、用PROTEL99完成PCB板的设计

四、单片机最小系统的根本原理及制作

1、MCS-51根本结构

MCS-51单片机是一款非常经典的单片机，极具代表性，而且资料非常丰富。

2、AT89S52根本结构

图中，有40个引脚的就是AT89S52单片机，这是单片机家族众多型号中的一种，这款单片机的核心是MCS-51单片机，而MCS-51单片机是一款非常经典的单片机，极具代表性，而且资料非常丰富。我们配套的电路板使用的是更为高端的STC89C52RC单片机，同样兼容MCS-51的指令集，并包含更丰富的存储器资源及片上外设资源。如AT89S52带有8KB的片内程序存储器。

3、最小系统硬件结构图

如上图，将LED与电阻串联，即构成最简单的LED指示电路。电阻限流，防止过强的电流损坏LED内部PN结。限流电阻的阻值可用如下公式计算。R=U-1.8/10(KΩ)。在本系统板中，设计有8位独立的LED显示电路，通过锁存器74HC573驱动，电路如下：其中JP1为LED的电源跳线，必须将其用跳线帽短路LED才能正常工作。

同样的8位数码管也需经过74HC573驱动，我们使用的8位数码管是共阳的，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

附74HC573真值表：

如上图，K2-K17构成了一个标准的4x4矩阵键盘，这里还有一个巧妙的设计，就是将最左一行按键的列公共端通过跳线JP7与GND或COL1连接。这样的话，当用跳线帽将JP7的2、3脚端接时，该电路形成一个完整的4x4矩阵键盘。当用跳线帽将JP7的1、2脚短路时，K2、K6、K10、K14构成一个4位独立键盘。

在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，在矩阵键盘中每条水平线和垂直线在交叉处不直接相连，而是通过一个按键相连接，这样在由N条水平线和M条垂直线最多可以有N*M个按键，大大的减少了对于芯片I/O的占用。

RS232〔DB9〕接口定义

1DCD载波检测

2RXD接收数据

3TXD发送数据

4DTR数据终端准备好

5SG信号地

6DSR数据准备好

7RTS请求发送

8CTS去除发送

9RI振铃提示

接口电平

RS232采用负逻辑电平：

-15~-3：逻辑1；

+15~+3：逻辑0；

由于单片机输出的串行信号为TTL电平，因此需加上电平转换电路才能和标准的RS232串口通信，本系统板采用的是MAX232电平转换芯片，具体原理如下列图。其中C14、C15、C18、C19为泵电容，要求采用高耐压低漏电电流的优质电容，否那么影响波特率。LD9、LD11为收发指示灯，当有数据流经串行口时，两灯闪烁。

因为单片机通常工作于正电压，本系统采用的STC89C52RC为+5V供电，因此采用了如下电路为整个系统板提供稳定的5V电源。该电路中，电源的输入有两个方式，一是从标准电源端口J7输入，从这个端口输出的电压范围为+8V-+10V/500mA。D3为反向保护二极管，防止因输入反极性电压造成后续芯片损坏。从外部输入的电源经过D3、7805稳压芯片后送至电源开关S1处。第二种方