51單片機(jī)開(kāi)發(fā)板

1、課程名稱電路CAD作業(yè)項(xiàng)目-51單開(kāi)發(fā)板 作業(yè)日期2016-5-12成績(jī)哥級(jí)14物MLU XX李延暉 學(xué)號(hào) 卜課地戌啟智樓4122一.開(kāi)發(fā)機(jī)電路原理圖7 Hiufr Oe0j"rOJ -屮去MWCAOS凸Dx -斤“ Oocvru?to ALHUM卜 DXP R«EditViewProivctPlace OewanTodaAvpcrt*7«rxlowHvlp«»«* «a»a* ««* "»b»d i I口 十a(chǎn)*RCADSc»5tc7 _ J H'

2、;3yWCAD.ichDoc?l«ff.l& Q- 斗 !*Tbbh啣4乍0(1$著 Ax!. n總結(jié)資料Wort.：CVX*1» F*fr W”沁3e EdM2o<FfcQ P20tl野2嚴(yán)跖 *弐帚詁 GtallDim Dwiflner"存 On*$5H4) Inibjret!；：診鄉(xiāng) » » % k. t C " / R；爲(wèi)。圖1開(kāi)發(fā)板電路原理圖二.電路模塊則分及功能簡(jiǎn)介1 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊刀斗也1 m m刀W：i11<XCKD!C- 2：r>2Jr>ssP5>WE1 "g nx

3、®K?» nxOHT*actIAS (HA MVZ2 ZtHS ZffD 304Z0 » Z0 »""Ji >1J J R刀MMyw tK*-rxixr單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊1-1單片機(jī)最小系繚模挾圖簡(jiǎn)單功能介鉛：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng),也叫做單片機(jī)最小應(yīng)用系筑，是指用最少的原件組成單片機(jī)可以工作 的系統(tǒng)。單片機(jī)最小系筑的三要素就是電溫、晶振、夏位電胳。里號(hào)名稱:AT89S52主要使用方法:客房控制系筑的最大特點(diǎn)是輸人、輸岀開(kāi)關(guān)量多，主控制器單片機(jī)已有的I/O 口不能滿足使用需求，需要進(jìn)行擴(kuò)展。為降低成本，采用簡(jiǎn)單的TTL電路擴(kuò)展I/O 口

4、, IP單片機(jī)的P2.0、P2.1 口地址信號(hào)作為譯碼器74LS13 9的輸入信號(hào),74LS139的輸出信號(hào)作為總線驅(qū)動(dòng)器74LS244的片選信號(hào),74LS244的8個(gè)輸出腳分別接單片機(jī)PO 口的8位,通過(guò)片選74LS244 單片機(jī)即可把74LS244輸入腳上的數(shù)據(jù)讀人,其I/O輸人接口電路如圖2所示。IG01JG08是 一組弱電端子輸人信號(hào)線，它們分別和8個(gè)弱電開(kāi)關(guān)相連。由于系貌有24個(gè)開(kāi)關(guān)輸人量，B lit,電胳共用了3個(gè)74LS244,當(dāng)片選信號(hào)CS1-CS3中有一個(gè)有效時(shí),其對(duì)® 74LS244 ±的 數(shù)據(jù)畝被讀入到單片機(jī)中。典里應(yīng)用電路:» 21m

5、71;WM11w»4039RDJ3$kDC37RD7XROU!2MN3£OU!EDIJUK(DHC7cun8DHD19<OT> raX!kU > XIAL2KM2POMDO円池poi/xnW.<MW3AD2KJ/T1P0沁B4/WW.<AD»W3/OTPOJOJM.tADtP31/TXDK.W7WHO)皿P2.7WJPllP2.COP12刃BP13P2.MU2PBP23M1P1JP22OPl.cPJhWPl.7HC wHCHC 5>HC4RJWSJ2n KLE r 19 ID pFuTIL邑TTadTr D HID pTcuT1

6、3 UtD n !XD KG)0衛(wèi)二j£2Z27 C?O C?fl "F"而” c妙 ""ITc妙？cm ?Y1Y2nH7IM1Y1W1J31Y?IM2A12Y1?K2171M2WIM1G7»L«II曲9 AD? T"K5T F75T FTdT圖1-2以型應(yīng)用電路在本系貌中的功能:作為控制核心原件進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集分析運(yùn)算，協(xié)調(diào)各個(gè)管口及原件形成完整的控II系貌。圖1-3AT89S52的實(shí)物圖COMMON DIMENSIONS (Unit erf Weasure tm)-INotes:1. This package c

7、txiforms to JEDGC reference MS-Ol 1, Variation AC.2. Dimensions D and E1 do not inebda mok Rash or Protrusion.Mold Flash or Protrusion shaflrvct e»eeed0.25 mm (0/)10").SYMBOLMINNOMMAXNOTEA-4.828-Alo；3eii三D52.07052.578hJ0le2E154015.875El訟462i3.d70Mom 2Bl0J3S60.569*Bl1J04-1-1.661L3.56&GO

8、NE0.361eB15.494一17.526e2.540 TYP圖1-4AT89S52的外形尺寸圖12345678910111213141516171819202122p?Header 11X2H 1-5 AT89S52元件符號(hào)圖1-6 PCB電路符號(hào)2.A/D. D/A 模挾3.顯示、指示模塊(1 )裁晶顯示模塊:U£：£EE7，、'O >2E££VCC7LP2 10K1C02液晶顯示模塊GWD圖3-1-1液晶顯示模挾圖簡(jiǎn)單功能介鉛:液晶顯示模塊是即HLiquid Crystal Display Module",簡(jiǎn)稱“LCM”

9、,是一種將液晶顯示器件、 連接件、集成電路、PCB線路極、背光溫、結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件。主要完成液晶顯示器 的連接功能。核心元器件X塑號(hào)LCD160281$：工業(yè)字符里液晶主要使用方法:1602液晶也叫1602字符塑液晶，它是一種專門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的自陣?yán)镆壕?模挾。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)暉字符位組成，毎個(gè)直陣字符位都可以顯示一個(gè)字符, 每位之同有一個(gè)點(diǎn)距的間碉,每行之間也有間隔，起到了字符同更和行間距的作用，正因?yàn)?aittffiWt不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM,顯示效果也不»）o 1602LCD是指顯示 的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行,毎II

10、16 f字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。1602液晶模 塊內(nèi)部的字符發(fā)生存棒器已經(jīng)存廊了 16 0個(gè)不同的慮陣字符圖形，毎一個(gè)字符都有一個(gè)固定 的代碼,顯示時(shí)，模挾把地址中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái),就能看到字骨。典里應(yīng)用電路：基于單片機(jī)的LCD1602浪晶顯示電胳圖3-1-2 LCD1602實(shí)物圖o o oooo9 _ 900 CO一r 0.0r75 073.7一r8.0一廠2.540000000000000000 16P?12345678910111213141516Header 16H£4. 5J13.0 *6 VL(匚1.2圖3-1-3 LCD1602外形尺寸圖圖 3-1-5 P

11、CD 圖圖3-1-4 LCD1602原理圖的元件符號(hào)70LCD 1602vccD D 1 2 GKVDgRSRWED0DlD2mb4DSD6D7BLBLVCClLOk3P2.0.D 4 P2D 5 盪無(wú)B百 piCd ? pi 工5"! Pl/R 9 pi* m P1_4_D 11PI_5_D 12 Fl：。13 ri 7 D u圖3-1-6 LCD典世應(yīng)用電路圖（2）核心元器件2：名稱：128*64點(diǎn)陣液晶模挾,里號(hào)12864貞陣?yán)司?。主要使用方法：?duì)12864的所有操作做括起來(lái)有4種：1 ）、讀忙狀態(tài)（同時(shí)讀出指H地址內(nèi)容），初始化之后每次對(duì)12864的讀寫(xiě)均要進(jìn)行忙檢測(cè)。2）、

12、寫(xiě)金令：所有的金令可以查看指令表，后續(xù)講解指令的岸細(xì)用法。寫(xiě)地址也是寫(xiě)指令。3）、寫(xiě)數(shù)據(jù):操作對(duì)象有DDRAM、CGRAM、GDRAM。4）、讀數(shù)據(jù):操作對(duì)象也是DDRAM、CGRAM、GDRAMODDRAM內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是字符的編碼,可以寫(xiě)入的編碼有ASCII碼、GB2312碼、BIG5碼。典塑應(yīng)用電路:基于51單片機(jī)的控制液晶顯示電路S 3 乜0出06" 3S.8 S0-HI0.0 卜圖 3-2-1 LCD12864 實(shí)物圖93.010W78 0 土 0.5730±0.366.52(I 128X64 DOTS IIIIIIIII<P24 502.54x19-48.

13、28125 /圖3-2-2 LCD12864外形尺寸圖# UAX10.00.4a0.041 r tp?1234567891011121314151617181920nnnnnnnnnnnmnnnnnniHeader 20H圖3-2-3原理圖元件符號(hào) 圖3-2-4 PCD文檔下的實(shí)物圖8031SVI12864可訓(xùn)1OK圖3-2-5以型應(yīng)用電路圖一測(cè)試便件電路圖(2)數(shù)碼管顯示模塊數(shù)碼管顯示模塊圖1數(shù)碼管顯示模挾簡(jiǎn)單功能介鉛:數(shù)碼菅是一類價(jià)稔便宜使用簡(jiǎn)單，通11対其不同的管啣輸人相對(duì)的電流，使其發(fā)亮，U 而顯示岀數(shù)字能窮顯示時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)的器件。在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用板

14、為廣泛，如顯示屏、空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù) 熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。核心元器件塑號(hào)：四位0.56數(shù)S?管5461BS主要使用方法：共皿枚數(shù)碼管單片機(jī)編程設(shè)置段選和位選，給I/O 口寫(xiě)“0”選通。四位共陽(yáng)極數(shù)碼管，位 控制端（1 - 4）給高電平使能相應(yīng)的位,筆段控制端（A-B、DP.）給低電平可點(diǎn)亮。1 ）直流!E動(dòng)ubs個(gè)數(shù)碼管的毎一個(gè)段碼as由一個(gè)單片機(jī)的i/o端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用a bcd碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺自是占用i/o常口名。2）動(dòng)態(tài)顯示馳動(dòng)是將所有數(shù)碼管通過(guò)分時(shí)輪流控ST各f數(shù)碼管的的端，就使各f數(shù)碼管輪流受控顯

15、示。將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆如ab,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 增加位選通控制電胳，位選通由各自奴立的1/ 0線控制,當(dāng)單片機(jī)輸岀字形碼時(shí),所有數(shù)碼 管都接收到相同的字形碼，但究竟是Uli個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決干單片Hl對(duì)位選通端電 路的控制，所以8H1只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選 通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。以里應(yīng)用電胳及在本系筑中的功能：8值數(shù)昭管顯示，通過(guò)單片機(jī)編程可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示。圖3實(shí)物圖外形尺寸及電路康理圖：50.30mmX19.00mmX 8.00mmFigure Size& Circuit P

16、rinciple Diagram : 50.30mmX19.00mmX8.00mm12.750 30o o12.7o2 54*5=12.70assn圖4外形尺寸圖圖5原理圖元件符號(hào)圖6PCB電路圖符號(hào)4採(cǎi)集、報(bào)齊、控制模塊 5 罐盤(pán)模塊護(hù)4矩陣鍵盤(pán)SVJOSW1SW2SWjSVJ107J-SVJ12 =P10P11P12SVJ14SW3SW7SW11SW15圖14*4®Ra盤(pán)模塊圖簡(jiǎn)單功能介鉛:AT89C51單片機(jī)對(duì)4"4葩陣建盤(pán)進(jìn)行動(dòng)態(tài)甘描，當(dāng)有按建盤(pán)的律時(shí)，可將相應(yīng)按鍵值（0F）實(shí)時(shí)顯示在數(shù)附管上。由p1.0-p1.3（列）和P1.4p1.7 （行）組成47矩陳權(quán)盤(pán),p

17、O 口接LED 靜態(tài)顯示電胳。由干P0 口內(nèi)部無(wú)上也電址，因此必須外部接上上也電址，其值的選擇可以根搖LED數(shù)昭管發(fā)光電流及其亮度來(lái)決定。通過(guò)編寫(xiě)4*4健盤(pán)的馳動(dòng)程序，當(dāng)有權(quán)盤(pán)按下時(shí)，能皤在數(shù)碼管顯示器與按鍵的鍵值對(duì)應(yīng)的數(shù)字。核心元器件:按權(quán)主要使用方法:可以通過(guò)單片機(jī)fifiS程與其他設(shè)備如led顯示器、數(shù)碼管等實(shí)現(xiàn)各頂功能。典里應(yīng)用電胳：也亙XTM1BCIMOIW>2HleMBeRSTKHM?VI*LIWZ rzweF2»CFA卄A1EFZrzfinu11QF3UTXJ F>lfTX» F12WT!rum F3GAMB 11M2L13rtsF3T<T蘭

18、一 M二ilha-elrppT-S2典塑應(yīng)用電路在本系貌中的功能：在單片HI中正好可以用一個(gè)P 口實(shí)現(xiàn)16 f按鍵助能，這也是單片機(jī)系筑中最常見(jiàn)的形式。用AT89C51單片機(jī)對(duì)4*4ffiB»盤(pán)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，當(dāng)按建盤(pán)的維時(shí),可以將相應(yīng)的按建值（0F）實(shí)時(shí)顯示在數(shù)碼管上。04矩陣建盤(pán)是用4條I/O線作為行線，4條I/O線作為列線,在行線 和列線的交叉自上設(shè)置一個(gè)按鍵,每個(gè)按建有它的行值和列值。在“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)裁中, 把單片機(jī)的P1.0-P1.7常口通過(guò)8朕抜動(dòng)抜瑪開(kāi)關(guān)連接到“4x4行列式建盤(pán)”區(qū)域的相應(yīng)端 口上。圖3實(shí)物圖5.15圖4外形尺寸圖QOSW-PB圖6PCB電路圖符號(hào)S?圖

19、5元件符號(hào)6接口模塊圖6-1核心模挾1 串口 RS232功能介給：串行按口簡(jiǎn)林串口,也林串斤通信接口或串行通HI接口（通常指接口），是采用串行通信方直的擴(kuò)展按 口。串（TO （Serial Interface）是指數(shù)據(jù)一位一位地頗序傳送，貝特點(diǎn)是嶇信找路簡(jiǎn)單,只要一對(duì)傳輸裁就可 以實(shí)現(xiàn)雙向通信（可以頁(yè)接利用線作力傳輸我），從而大大瞬低了成本，特別適用于遠(yuǎn)即離通信，但傳送 速度較慢。一條信息的各位數(shù)據(jù)被逐位按順序傳送的通訊方貳禰力串行通爪。串行通川的待直是：的傳送,按位噸序進(jìn)行,最少只需一根傳揄找即可完成;成本低但傳送速度慢。串行通訊的更離可1UJI 米到幾千米；根據(jù)信息的傳送方向，串行通爪可以

20、進(jìn)一步分力單工、半雙工和全雙工三種。圖62實(shí)物圖34.5nrn7.85mm41.7rrmEE9<n2L圖63尺寸圖圖6-4原理圖圖6-5PCB圖使用方法及典型應(yīng)用電路1CD載波偵測(cè)(Carrier Detect)2RXD後収數(shù)據(jù)（Receive）3TXD岌送數(shù)據(jù)（Transmit）4DTR數(shù)據(jù)終湍隹備(Data Terminal Ready)5GND地線(Ground)6DSR數(shù)據(jù)進(jìn)備好(Data Set Ready)7RTS請(qǐng)求芨送RaquastTo Send)8CTS清除發(fā)送(Clear To Send)9RI振鈴指示(Ring Indicator)9針RS-232串口 (DB9)引

21、陽(yáng) 簡(jiǎn)寫(xiě)功能說(shuō)明圖66引U圖與PC通信時(shí)通ffiilf?中只有兩個(gè)般參與通信2腳：電腦的輸入RXD3腳：電脳的輸出TXD通過(guò)2 , 3般就可以實(shí)現(xiàn)全雙工（可同時(shí)收發(fā)）的串斤異步通信 5W：接地RS232的引牌電路連接完J#（就三個(gè)腳）單片機(jī)的P3 口是有兩個(gè)復(fù)用接口 RXD相TXD逆是單片機(jī)進(jìn)行串行通信的收發(fā)口連接應(yīng)該猜位的對(duì)應(yīng)到電H的TDX RDX上注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)和rs232的電平標(biāo)旌是不一樣的單片機(jī)的電平TTL電平：+5V表示1 0V表示0Rs232的電平標(biāo)準(zhǔn)+15/+13 V表示115/-13表示0所£1卑片機(jī)與電腦串口通（I就應(yīng)該遵術(shù)下面的連接方氏：在單片機(jī)與上位UI給出的rs

22、232 口之間通過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路（Max232芯片）實(shí)觀TTL電平與RS232電平之間 的轉(zhuǎn)換PC機(jī)DB9DB9電平串口A插座良義哇"I茨插座轉(zhuǎn)換設(shè)備2.ISP 接口圖6-2-1實(shí)物圖圖6-2-3原理圖圖 6-2-4PCB 圖功能介及*8®用電路MOSINCRSTSCKMISO2 VCC9-10 GND4ATMEL指定的ISPJIOPIN標(biāo)準(zhǔn)接口ISP下我接口設(shè)廿ISP下我接口，不需要任何的外圍零件。使用雙排2*5插座。由于沒(méi)有外I8零件，J1PB5 (MOSI)、PB6(MIS0)、PB7(SCK)、IfiWW可以正常使用，不受ISP的干擾。重要說(shuō) 明：實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果你想

23、簡(jiǎn)化零件，可以不焊接2火5座。但在PCB設(shè)itME好保留迪f 空位，以便以后升級(jí)AVR內(nèi)的軟件。ISP接口定義標(biāo)準(zhǔn)SPI接口 (串行外圍設(shè)備接口 SPI ( serial peripheral interface )總線技術(shù))是以主從方氏工作的,這種模 貳通常有一個(gè)壬器件和一彳、或多f從器件，其接口包括以下四種信號(hào)：(DM0SI-壬器件數(shù)摒輸出，從器件數(shù)據(jù)輸人(2) MISO-壬器件數(shù)齬輸人，從器件數(shù)據(jù)輸出(3)SCLK-時(shí)丼信號(hào),由主器件產(chǎn)生(4J/SS-從器件使能信號(hào)，由主器件腔制MOSI ( SPI Bus Master Output/Slave Input) SPI 總線主輸岀/ 從輸

24、人MISO ( SPI Bus Master Input/Slave Output) SPI 機(jī)輸人/ 從機(jī)輸出7電源模塊圖7-1核心模塊該模塊中作為電壓專換穩(wěn)定的元件是7805正三常隱壓器在本設(shè)廿中的作用:電涮供電?？鞂?duì)于一個(gè)完整的電子設(shè)廿來(lái)講,首要間題就是為整個(gè)系統(tǒng) 提哄電源哄電模挾，電源?？斓碾[定可靠是系貌平隱運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)o 52片機(jī)雖笊使用時(shí) 間最早、應(yīng)用X圍最廣，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，一個(gè)和萸型的間題就是相比其他系列的單 片機(jī),52 H機(jī)更容易受到干擾而出現(xiàn)程序胞飛的現(xiàn)象,克服fittR象出現(xiàn)的一個(gè)重要手段就 是為單片Hl系貌配置一個(gè)穩(wěn)定可靠的電源哄電模塊。Hw t* t* rp

25、* g-圖7-2原理圖圖7-2原理圖JItw圖7-3PCB圖圖7-4實(shí)物圖78XX系列集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路如下圖所示，這是一個(gè)輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源 電路。IC采用集成穩(wěn)壓器7805, C1、C2分別為輸人端和輸岀端濾波電容，RL為負(fù)載電阻。 當(dāng)輸出電較大時(shí),7805應(yīng)配上散熱扳。8.時(shí)押模塊DSI3O2R33 R324.7K 4.7KC cR314.7K空|OO*P32 >圖8-1核心元件 本模挾使用了 ds1302時(shí)鉀模塊DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日 歷、時(shí)抑相關(guān)，存加的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式，其日歷、時(shí)同寄存器及其控制字此外，DS1302還 有年份寄存器

26、、控翎寄存器、充電寄存器、時(shí)外突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鉀 突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫(xiě)除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。DS1302與RAM相關(guān)的寄 存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一丫8位的字節(jié)，其金令 控制字為COHFDH,其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；另一類為突發(fā)方式卞的RAM寄存 器，此方式下可一次性瀆寫(xiě)所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為圧H（寫(xiě)）、FFH（讀）。DS13020734A4 *102B N圖82實(shí)物圖Bop asm xao xr a; *« acaa w&.«*”)o k"：vToy . “ / -* » * -> J -> 0 *二3- jpwvvWoM 8-4原g圖Fwz，zbd*口 mud b«cou 沁r vdm mmJU U 丄丄口 蟲(chóng)c / U zsi，0 o o oEJ 0 O Orram理理"為"皿agxgramzam呷普節(jié)呷嚴(yán)渦& 鬱人 <9 -< A d8-5PCB 圖DS1302功能介堀及典型電路:Vm匚1 81 VcciX1L27ZSCI KX2_3*O VO（3特0