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1、word一、实验目的此次实践可以让我们了解线路生产的过程和提高动手解决问题的能力。通过此次实践，更加深刻的理解理论知识，并初步了解了8051单片机的构成，同时也对印刷电路的过程有了更加清楚的了解。在整个过程中，要求我们掌握电子器件的根本功能和使用方法，相应工具的操作方法，相关软件的使用，电路的焊接，查找和排除电路故障。这些都为我们以后的学习打好了根底。二、实验原理微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器。单片机是一种集成电路芯片，是采用集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个
2、小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，开展到现在的300M的高速单片机。常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机最小系统，和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格廉价、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最优选择。它最早是被用在工业控制领域。三、设计过程1、单片机I/O口单片机管脚
3、是控制外设或与外设交换信息的通道。I/O是输入/输出的意思，单片机的I/O口肩负着控制外设和接收信号的责任。在单片机学习中，理解I/O口是如何在程序的控制下工作是首要解决的问题。 I/O口暴露在单片机的外部，用来与外设的管脚连接。在单片机部有相应的I/O口电路。2、串口与其电路串行接口是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，从而大大降低了本钱，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串口下载电路如如如下图所示。3、供电电路系统采用USB电源供电，用一个拨码开关S1实现电源选择，同时给电源一个附件
4、LED来显示正在使用的电源状态，电源电路如如如下图所示。4、时钟信号端AT89S51单片机的XTAL1端19管脚、XTAL218管脚部有一个片振荡器结构，但仍然需要在XTAL1和XTAL2之间连接一个晶振Y1，并加上两个容量介于2040pF的电容C1、C2组成时钟电路，如如下图。单片机上电后，用示波器可在XTAL1管脚观察到频率与晶振频率一样的方波信号。像图示这种使用晶振配合产生时钟信号的方法称为部时钟方式。晶振的频率决定了该系统的时钟频率，比如晶振频率选择12MHz，那么单片机工作的频率就是12MHz。根据系统对速度的要求，一般可以选择1.2MHz12MHz的晶振。通常我们使用12MHz的晶
5、振。如如下图所示即为实时时钟电路。5、复位端RSTAT89S51单片机的RST端9管脚是复位端。当向RST端输入一个短暂的高电平单片机就会复位，复位后单片机从头开始执行程序。如果在单片机执行程序的过程中触发复位，如此单片机立即放弃当前操作而被强行从头开始执行程序。最简单的复位电路就是在RST端与电源端之间连接一个10F左右的电解电容。单片机上电瞬间，电容C3的正极电压瞬间变为+5V，C3对于这个瞬间的电压突变相当于短路隔直通交，于是+5V高电平相当于直接加到了单片机的RST端上。正是这个加在RST端的瞬间高电平使单片机复位。很快，电容C3充满电，在电路中相当于断路，于是RST端电平由高转低，单
6、片机随即开始执行程序。有时，只使用一个电解电容的复位电路可靠性不高，所以图中给出两种较好的复位电路。其中，按钮开关S1可对单片机实现手动复位，当按下S1时，RST端获得复位信号高电平而使单片机复位，此时无论单片机在进展什么操作都得乖乖的从头开始执行程序。如如下图所示即为本设计电路的复位电路。6、流水灯电路设计从单片机最简系统出发，给I/O口添加8支发光二极管，得系统电路如图示。当然，除了使用P2口外还可以使用P0、P1、P3完成这个实例。本次电路如右图所示。7、七段数码管显示七段数码管中亮段的发光原理和普通的发光二极管一致，可以把这7个亮段看成7个发光二极管。根据部7个发光二极管的公共端不同，
7、七段数码管有共阳共阳极和共阴共阴极两种。只要向7447的A最低有效位、B、C、D最高有效位管脚输入BCD码二进制数就可以得到对应的数字显示。比如显示数字5，可以把5的BCD码二进制数0101输入A、B、C、D。此次电路显示电路如下。8、蜂鸣器与驱动电路在计时器电路的根底上再添加一个蜂鸣器与驱动电路：三极管Q1与电阻R16、R17构成一个三极管开关，Q1的b极与单片机的P1.7相连，当P1.7输出1时，三极管开关导通，蜂鸣器LS1鸣响；如果P1.7输出0，三极管开关截止，蜂鸣器LS1不工作。本次蜂鸣器电路如下。9、单片机与继电器继电器的低压控制端与接触端之间没有任何电气连接关系，只是利用电磁的吸
8、引和机械的手段实现接触控制，可实现低压直流开关高压直流/交流的功能。继电器通常使用三极管开关实现与单片机I/O的接口。本次电路的继电器电路如下。10、按键设计按键是单片机常用的输入部件，本电路设计了4个独立按键和两个中断按键，如如如下图所示四、整体电路原理图五、PCB开发板六、板子焊接焊接时，从个头较小的电阻、瓷介电容等元器件开始。把元器件插入印刷电路板的过孔，并从另一侧伸出。左手拇指和食指捏着焊锡丝，右手拿电烙铁左撇子可反过来，先在电烙铁头上轻轻蹭一点焊锡以便更好的导热。接着把电烙铁头贴到管脚和焊盘之间，等焊盘上的温度升高之后，一般会看到铜黄色的焊盘外表产生微小的泡泡，这时再把焊锡丝推到焊盘上。由于焊盘温度已经可以把焊锡丝熔化，所以焊锡丝很快熔化在管脚和焊盘之间，当焊点形成一个较为圆滑、饱满的锡点后立即把焊锡丝拿走，然后是电烙铁头。不一会，焊锡冷却而即形成一个焊点。七、总结通过本次线路生产实习，设计8051&AVR学习板，同时学会将原理图设计出PCB，最后生成板子并焊接成品等。10 / 11
