单片机实验板的设计

《电子产品实训》实践设计报告姓名：游建雷学号：20120510104班级：12电子指导教师：王新玲、邹明礼、钟仙凤完成日期：2014.12.26目录项目1直流稳压电源设计.......................................31.1直流稳压电源的设计原理..............................................................................................................31.11电源变压器......................................................................................................31.12整流和滤波电路................................................................................................41.13稳压电路..........................................................................................................41.14附录仿真原理图................................................................................................51.2直流稳压电源的制作.................................................................................................................51.21根据实验仿真原理图进行实物焊接................................................................51.22直流电源的布线图............................................................................................51.23直流电源的实物图............................................................................................6项目2单片机实验板的设计.....................................62.1实验板使用说明...........................................................................................................................62.11单片机STC89C51...............................................................................................62.12数码管显示电路设计........................................................................................72.13蜂鸣器电路........................................................................................................82.14继电器控制电路................................................................................................82.15LCD显示电路....................................................................................................82.2实验板设计原理图.......................................................................................................................92.21PCB设计图..........................................................................................................92.22LCD模块图......................................................................................................102.23LED模块图......................................................................................................112.24数码管模块图..................................................................................................112.25蜂鸣器模块图..................................................................................................122.26单片机最小系统图..........................................................................................122.3程序设计.....................................................................................................................................132.31程序1数码管动态显示1234.........................................................................132.32程序2按键控制继电器和蜂鸣器..................................................................142.33程序3按键数码管显示..................................................................................152.4实验板调试与实现.....................................................................................................................17总结.......................................................................................................................................................18项目1直流稳压电源设计1.1直流稳压电源的设计原理（这部分包括原理说明和仿真原理图）小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。+电源+整流+滤波+稳压+u1u2u3uIU0_变压器_电路_电路_电路_（a）稳压电源的组成框图u1u2u3uIU00t0t0t0t0t（b）整流与稳压过程图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程1.11电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：12PP其中：2P是变压器副边的功率，1P是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示：表1小型变压器的效率副边功率2PVA10VA30~10VA80~30VA200~80效率0.60.70.80.85因此，当算出了副边功率2P后，就可以根据上表算出原边功率1P。1.12整流和滤波电路在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为：2)2.1~1.1(UUI在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：22UURM流过每只二极管的平均电流为：RUIIRD245.02其中：R为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：2)5~3(TRC其中：T=20ms是50Hz交流电压的周期。1.13稳压电路由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。（1）固定电压输出稳压器常见的有CW78（LM78）系列三端固定式正电压输出集成稳压器；CW79（LM79）系列三端固定式负电压输出集成稳压器。三端是指稳压电路只有输入、输出和接地三个接地端子。型号中最后两位数字表示输出电压的稳定值，有5V、6V、9V、15V、18V和24V。稳压器使用时，要求输入电压UI与输出电压Uo的电压差UI-Uo≥2V。稳压器的静态电流Io=8mA。当Uo=5~18V时，UI的最大值UImax=35V；当Uo=18~24V时，UI的最大值UImax=40V。本实验是用的L7805三端稳压器。1.14附录仿真原理图1.2直流稳压电源的制作1.21根据实验仿真原理图进行实物焊接1.22直流电源的布线图1.23直流电源的实物图项目2单片机实验板的设计2.1实验板使用说明2.11单片机STC89C51STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X51可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。最