stc89c51單片機實驗開發(fā)板系統(tǒng)設計—維修電工技師論文

1、國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定維修電工技師論文（國家職業(yè)資格二級）論文題目： STC89C51單片機實驗開發(fā)板系統(tǒng)STC89C51單片機實驗開發(fā)板系統(tǒng)姓名：呂星明單位：無錫技師學院摘 要基于51單片機的綜合開發(fā)系統(tǒng)，目前國外的產(chǎn)品，主要是51廠家配套提供的學習開發(fā)系統(tǒng)，價格偏高，技術(shù)也基本處于保密狀態(tài)，深層次學習和利用比較困難，特別是全球領(lǐng)先的單片機和模擬半導體供應商不斷向高端推出他的一系列新產(chǎn)品，為汽車、工業(yè)產(chǎn)品、家電和消費類應用提供更高的能效、更低的噪音和更廣泛的使用范圍，這些技術(shù)已相對成熟。國內(nèi)正處于發(fā)展階段，大多數(shù)人學習的主要對象還都是MCU-51系列單片機，51單片機開發(fā)系統(tǒng)相對較少，也只

2、是與匯編語言配套，要達到普及和提高開發(fā)應用速度，必須采用C語言，而C語言配套程序又非常少并不完善，不適合學生與大眾人群學習和利用。關(guān)鍵詞 51單片機開發(fā)板 學習開發(fā)系統(tǒng)第1章 緒 論 單片機的發(fā)展現(xiàn)狀單片機屬于第四代微型計算機的一個重要分支。單片機是把中央處理器CPU（Central Processing Unit），隨機存取存儲器RAM（Random Access Memory），只讀存儲器ROM（Read Only Memory）,定時器/計數(shù)器以及I/O接口電路等主要計算部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。單片機的應用導致了控制領(lǐng)域的一場革命，是微控制技術(shù)逐步取代傳統(tǒng)的硬件控制。近

3、十幾年來，單片機在生產(chǎn)過程控制、自動檢測、數(shù)據(jù)采集與處理、科技計算、商業(yè)管理和辦公室自動化等方面獲得了廣泛的應用。單片機具有體積小、重量輕、耗能省、價格低、可靠性高和通用靈活等優(yōu)點，因此也廣泛應用于衛(wèi)星定向、汽車火花控制、交通自動管理和微波爐等專用控制上。近幾年來，單片機的發(fā)展更為迅速，己經(jīng)滲透到諸多學科的領(lǐng)域，以及人們生活的各個方面。在嵌入式系統(tǒng)低端的單片機領(lǐng)域，從8位單片機誕生至今，已近30年，在百花齊放的單片機家族中，80C51系列一直扮演著一個獨特的角色。Silabs推出89C51更令業(yè)界人士刮目相看?；仡櫄v史，在STC公司推出了MCS-51不久便實施了最徹底的技術(shù)開放政策,在眾多電器

4、商、半導體商的積極參與下，將MCS-51發(fā)展成了眾多型號系列的80C51 MCU家族。MCS-51經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)、極好的兼容性和STC公司的開放政策不僅使眾多廠家參與發(fā)展，也誘使半導體廠家對MCS-51實行為所欲為的改造。由于MCS-51提供的最佳兼容性，使MCS-51在被"肢解"式改造后，還能以不變的指令系統(tǒng)、基本單元的兼容性保持著8051內(nèi)核的生命延續(xù)，并在未來SoC發(fā)展中，擔任8位CPU內(nèi)核的重任?；仡?0C51系列從MCS-51、80C51到89C51的過程，我們可以深刻領(lǐng)會到單片機發(fā)展的一些規(guī)律性東西。早期單片機都是用1個時鐘控制片內(nèi)所有時序。進入CMOS時代后，

5、由于低功耗設計的要求，出現(xiàn)了在一個主時鐘下CPU運行速度可選擇在不同的時鐘頻率下操作；或設置成高、低兩個主時鐘，按系統(tǒng)操作要求選擇合適的時鐘速度，或關(guān)閉時鐘。而Silabs公司的89C51則提供了一個完整而先進的時鐘系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，片內(nèi)設置有一個可編程的時鐘振蕩器（無需外部器件），可提供2、4、8和16 MHz時鐘的編程設定。外部振蕩器可選擇4種方式。當程序運行時，可實現(xiàn)內(nèi)外時鐘的動態(tài)切換。編程選擇的時鐘輸出CYSCLK除供片內(nèi)使用外，還可從隨意選擇的I/O端口輸出。 實驗開發(fā)板的現(xiàn)狀與發(fā)展及使用對象51單片機技術(shù)自發(fā)展以來已走過了近20年的發(fā)展路程 。單片機技術(shù)的發(fā)展以微處理器(MPU)

6、技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導，以廣泛的應用領(lǐng)域拉動，表現(xiàn)出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。小到遙電子玩具，大到航空航天技術(shù)等電子行業(yè)都有單片機應用的影子。針對51單片機技術(shù)在電子行業(yè)自動化方面的重要應用，為滿足廣大學生、愛好者、產(chǎn)品開發(fā)者迅速學會掌握單片機這門技術(shù)，于是產(chǎn)生51單片機開發(fā)板。實踐表時，8位的單片機仍然占據(jù)著市場百分之八十的份量。單片機開發(fā)板是適合目前想要學習單片機技術(shù)的人士，這些人士大致可以分成三類：一類是在校的電子專業(yè)學生，為了完成一些科技項目或者是把學校學到的知識轉(zhuǎn)化成實際的電子作品，為以后的技術(shù)開發(fā)及工作求職創(chuàng)造更好的條件，這類學生需要的就是實踐經(jīng)驗了。一類是業(yè)余

7、的電子愛好者，想通過自學單片機來提高自己的電子技術(shù)水平，以后能夠運用到自己熟悉的領(lǐng)域中有所作為，這類學員的動手能力一般比較好，但是理論知識一般欠缺一些。最后一類人就是有一定的理論和較少的開發(fā)經(jīng)驗者。這類時需要豐富自己的開發(fā)經(jīng)驗，并與現(xiàn)實生活中實際用例相接合。1.3 STC89C51 在實驗板中的應用STC89C51是STC公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4KB 的可反 復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 128b 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM） ，器件采用 STC公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用中央處 理器（CPU）和

8、 Flash 存儲單元，功能強大 STC89C51 單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領(lǐng)域。 STC89C51 在此整個實驗板系統(tǒng)中處于核心地位。硬件電路板設計中，幾乎其它所有的元器 件的選取都要依據(jù) STC89C51 的性能參數(shù)來決定。 例如電源電路中基于 STC89C51 的工作電壓 為+5V 所以穩(wěn)壓芯片選擇 7805 系列。 在軟件設計中，STC89C51 接收并處理鍵盤輸入的信號，將其發(fā)送給顯示器件，實現(xiàn)液晶顯 示功能，或發(fā)送給 PC 機 實現(xiàn)串行通信功能。另一方面，它也接收上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)，處理后傳送給顯示器件 。 課題的背景與意義MCS-51單片機的運行

9、速度快,工作電壓低,功耗低,抗干擾能力強,被廣泛應用于辦公自動化設備,消費電子產(chǎn)品,電訊通信,智能儀器儀表,汽車電子,金融電子,工業(yè)控制等不同領(lǐng)域，特別是近幾年應用更加廣泛，各公司兼采用此芯片開發(fā)應用類產(chǎn)品。而目前市場上的學習套件一般功能不全，配套的軟件系統(tǒng)都是匯編語言，還沒有一個比較完善的51開發(fā)板供學習和研究。鑒于此，本設計設計了一個可供學習與開發(fā)系統(tǒng)于一體的51單片機的綜合開發(fā)系統(tǒng)。第2章 開發(fā)板的總體設計 開發(fā)板系統(tǒng)功能單片機開發(fā)板是一個實際應用的系統(tǒng)，能夠為相關(guān)的單片機實驗提供支持。此開發(fā)板是參考單片機教材中的實驗內(nèi)容設計的，能夠?qū)崿F(xiàn)一些測試實驗。本論文包括硬件系統(tǒng)的詳細設計及C語言

10、程序流程圖的制作。此開發(fā)板設計的功能如下：(1)DS18B20數(shù)字溫度傳感器。(2)燒錄HEX文件。(3)動態(tài)數(shù)碼管顯示。(4)八位獨立鍵盤。(5)1602LCD。(6) DS1302時鐘芯片。(7) ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換。(8) DAC0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換。(9) 4*4矩陣鍵盤。 開發(fā)板的性能要求基于開發(fā)板的功能定義和各種芯片的性能參數(shù)，總結(jié)系統(tǒng)基本性能要求如下：(1)各芯片所需的+5V平穩(wěn)電壓。(2)STC89C51單片機時鐘信號為12MHz。(3)STC89C51單片機手動復位電路。(4)顯示器件（1602、8位一體數(shù)碼管）。(5)8位獨立鍵盤，4*4矩陣鍵盤。(6)與PC機串行通信

11、。硬件總體設計本人設計的單片機開發(fā)板是以STC89C51作為主控制芯片,串口通信芯片MAX232、液晶顯示器、按鍵開關(guān)、DS18B20等元器件組成,通過軟硬件結(jié)合實現(xiàn)鍵盤掃描,液晶顯示,與PC機串行通信功能等。一方面,它能作為學生實驗的工具,另一方面,它也是綜合型單片機系統(tǒng)設計的基礎(chǔ),可擴展許多其它功能。外圍電路是STC89C51工作的基礎(chǔ)保障電源電路提供穩(wěn)定的+5V工作電壓，時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，復位電路使單片機實現(xiàn)初始化狀態(tài)復位。鍵盤電路用于向系統(tǒng)輸入運行參數(shù)，控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。通過鍵盤掃描等程序設計把鍵盤輸入的數(shù)據(jù)在液晶顯示器上顯示或把數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機實現(xiàn)串行通信。

12、LCD電路用來顯示鍵盤輸入的數(shù)據(jù)，PC機發(fā)送到STC89C51的數(shù)據(jù)，其功能也是靠硬件電路的設計和軟件程序的結(jié)合來實現(xiàn)的。串行通信電路主要是為了單片機與PC機之間數(shù)據(jù)傳送而設計的，DS18B20電路是把溫度模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字溫度信號的電路。此開發(fā)板中采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232與9芯D插座連接方式。STC89C51器件集成了一個完整的全速/低速USB功能控制器，用于實現(xiàn)USB外部設備（STC89C51不能被用作USB主設備）。圖21最小系統(tǒng)圖 第3章 開發(fā)板的模塊電路設計3.1 STC89C51單片機STC89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS的8位微處理器，俗稱單

13、片機。STC89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用STC高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，STC的STC89C51是一種高效微控制器。STC89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。引腳排列所示圖3-1所示。圖3-1 單片機引腳圖由于電路原理中只用到單片機的P0、P1、P2、P3口，所示下面對這4個端口進行詳細介紹。P0口：P00P07統(tǒng)稱為P0口，在不接片外存儲器與不擴展I/O接口時，作為

14、準雙向輸入/輸出接口。在接有片外存儲器或擴展I/O接口時,P0口分時復用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。P0口是一個三態(tài)雙向口，由一個輸出鎖存器、兩個三態(tài)緩沖器、輸出驅(qū)動電路和輸出控制電路組成。在輸入數(shù)據(jù)時，應人為地先向P0口寫“1”，定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P10P17統(tǒng)稱為P1口，可作為準雙向I/O接口使用。P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4LSTTL門電流。P1口管腳寫入“1”后

15、，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P20 P27口統(tǒng)稱為P2口，一般可以作為準雙向I/O接口使用，在接有片外存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256字節(jié)時，P2口用作高8位地址總線。P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)

16、勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口除作為通用I/O口外，還有第二種功能。P3口的第二種功能定義如下表：P3.0 RXD串行數(shù)據(jù)輸入口P3.1 TXD串行數(shù)據(jù)輸出口P3.2 INT0外部中斷0P3.3 INT1外部中斷1P3.4 T0定時器/計數(shù)器0外部輸入P3.5 T1定時器/計數(shù)器1外部輸入P3.6 WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖P3.7 RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖 單片機外圍電路1時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，時序是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。 單片機本身就

17、如同一個復雜的同步時序電路， 為了保證同步工作方式的實現(xiàn)， 電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。 在本次設計中，時鐘電路設計就是采用內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。STC89C51單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2是高增益反相放大器的輸入端和輸出端。這個高增益反相放大器將與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體振蕩器以及電容C1和C4構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中，對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但是電容的大小會影響起振的快速和溫度的穩(wěn)定性、振蕩器的穩(wěn)定性、振蕩器頻率的高低。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩

18、器的值為12MHz,電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22pF。在焊接刷電路板時，我們應注意晶體振蕩器和電容盡可能安裝的與單片機芯片靠近些，用以減少寄生電容，為了更好地保證振蕩器可靠地工作和穩(wěn)定行，其電路圖如圖3-2所示。圖3-2 時鐘電路用晶振和電容構(gòu)成諧振電路。電容 C1 、C4 容量在 1540pF 之間，大小與晶振頻率和工作 電壓有關(guān)。但電容的大小影響振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，為了提高精度，本實驗板采 用 22pF 的電容作為微調(diào)電容。在設計電路板時，晶振、電容等均應盡可能靠近芯片，以減 小分布電容，保證振蕩器振蕩的穩(wěn)定性。 2復位電路 復位是單片機的初始化操作，其主要功能是使

19、單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進 入系統(tǒng)的正常初始化以外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫 困境也需按復位鍵以重新啟動。STC89C51 芯片內(nèi)部有復位電路，RST 引腳是復位信號的輸 入端高電平有效，復位方式有自動復位和手動復位兩種。 計算機在啟動運行時都需要復位，復位時使中央處理器CPU和內(nèi)部其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開始工作。STC89C51單片機有一個復位引腳RST，高電平有效。在時鐘電路工作以后，當外部電路使得RST端出現(xiàn)兩個機器周期（24個時鐘周期）以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復位。復位有兩種方式：上電復位和按鈕復位。在此次的設計中，

20、我采用按鍵復位，其電路圖如圖3-3所示。圖3-3復位電路只要RST保持高電平，STC89C51單片機將循環(huán)復位。復位期間，ALE、PSEN輸出高電平。RST從高電平變?yōu)榈碗娖胶?，PC指針變?yōu)?000H，使單片機從程序存儲器地址為0000H的單元開始執(zhí)行程序。復位后，內(nèi)容各寄存器初始化，當單片機執(zhí)行程序出錯或進入死循環(huán)時，可按復位按鈕重新啟動。 獨立鍵盤電路鍵盤是人與STC89C51單片機聯(lián)系的重要手段，用于向CPU輸入運行參數(shù)，控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。由八個獨立按鍵來控制八個發(fā)光二極管的亮滅，八位獨立按鍵的操作輸入單片機，通過編程實現(xiàn)對LED的控制電路圖如下圖3-4示。 圖3-4 獨立按鍵和發(fā)光二

21、極管電路 DS18B20數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換電路溫度傳感器的種類眾多，在應用與高精度、高可靠性的場合時DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得DS18B20更受歡迎。對于我們普通的電子愛好者來說，DS18B20的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術(shù)和開發(fā)溫度相關(guān)的小產(chǎn)品的不二選擇。了解其工作原理和應用可以拓寬您對單片機開發(fā)的思路。 DS18B20的主要特征： 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。 先進的單總線數(shù)據(jù)通信。最高12位分辨率，精度可達土攝氏度。 12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒?？蛇x擇寄生工作方式。檢測溫度范圍為55

22、°C +125°C (67°F +257°F) 內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。圖3-5 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換電路 電源電路電源（Vcc）是整個開發(fā)板正常工作的動力源泉。電源電壓過大會大大縮短芯片的工作壽命，嚴重的會燒毀芯片及其它元器件；過小將不能驅(qū)動實驗板工作電路。因此設定合適的電源電壓值非常重要。此開發(fā)板主要芯片工作電壓均+5V左右，開發(fā)板的電源電路如圖3-6所示。 圖3-6 電源電路 3.6 LCD1602液晶顯示電路 顯示器件是開發(fā)板中普遍使用的輸出器件，較常用的是

23、LED數(shù)碼管和LCD液晶顯示器。前者僅能顯示數(shù)據(jù)輸出，而后者能顯示更多，更復雜的字符，如漢字，甚至是圖形等。此開發(fā)板采用1602液晶顯示器作為輸出顯示器件。1602液晶引腳特性：該液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在各類儀表和低功耗系統(tǒng)中得到廣泛的應用。根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為字符型液晶，圖形液晶。根據(jù)顯示容量又可以分為單行16字，2行16字，兩行20字等等。這里介紹常用的字16字X2行的字符型液晶模塊的使用方法。這是一種通用模塊。與數(shù)碼管相比該模塊有如下優(yōu)點：(1)位數(shù)多，可顯示32位，32個數(shù)碼管體積相當龐大了。(2)顯示內(nèi)容豐富，可顯示所有數(shù)字和大、小寫字母。(

24、3)程序簡單，如果用數(shù)碼管動態(tài)顯示，會占用很多時間來刷新顯示，而1602自動完成此功能。開發(fā)板液晶顯示電路如圖3-7所示。 圖3-7 LCD液晶顯示電路第4章 電路PCB的制作在任何開關(guān)電源設計中，PCB板的物理設計都是最后一個環(huán)節(jié)，如果設計方法不當，PCB可能會輻射過多的電磁干擾，造成電源工作不穩(wěn)定，以下針對各個步驟中所需注意的事項進行分析。電路原理圖設計電路原理圖設計本著連線簡潔各功能模塊清晰的設計思路設計。因為后期要設計PCB電路板，因此要為每一個元件選擇和設計合適的封裝，必要的時候要添加自己特有元件的封裝庫。4.2 PCB電路板元件布局與走線設計在硬件設計完成之后可以說最關(guān)鍵的應該是P

25、CB板的設計，因為理論的東西無論講解的多詳細，指導的多全面，也不及實物擺放出來更具說服力。要完成從理論到實際的升華就要設計PCB印制版圖。PCB設計注意事項：由于開關(guān)穩(wěn)壓電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，而且高頻變壓器初級側(cè)有高達300V 的直流電壓，在功率開關(guān)管的集電極甚至有700V的瞬間高電壓，因此在設計PCB板時要考慮電磁干擾問題和安全問題，主要應該注意PCB引線盡量短，功率輸出部分引線盡量寬，甚至要加焊錫條，高壓元件應該有足夠的間距保證安全，在這套電路中既有模擬電路又有數(shù)字電路，這兩部分電路地線要分開連接，最后再接到一起，防止出現(xiàn)共地干擾。對于數(shù)字電路來說，時鐘晶振應該盡量靠近單片機時鐘脈沖輸入

26、引腳，防止引入干擾。最后就是要注意各個模塊電路元件盡量集中，在放置元件時應遵守先放置單元電路中的主要元件，一般是集成電路或體積較大，對整體電路影響較大的元件，然后根據(jù)小單元電路放置外圍元件，以保證對其它電路影響盡量小，引線盡量短的原則。在進行PCB板設計之前還要檢查一下每個元件是否都有封裝，封裝是否正確，是否符合要求，對于沒有封裝的元件和封裝不符合要求的元件要重新繪制封裝，直到所有元件封裝都正確為止。4.3 PCB板整體設計(1)從原理圖到PCB的設計流程：建立組件參數(shù)輸入原理網(wǎng)表設計參數(shù)設置手動布局手動布線檢查錯誤輸出。(2)參數(shù)設置相鄰導線間距必須能滿足電氣安全要求，而且為了便于操作和生產(chǎn)

27、，間距也應盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓，在布線密度較低時，信號線的間距可適當?shù)丶哟?，對高、低電平懸殊的信號線應盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線間距設為8mil。焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm，這樣可以避免加工時導致焊盤缺損。當與焊盤連接的走線較細時，要將焊盤與走線之間的連接設計成水滴狀，這樣的好處是焊盤不容易起皮，而且走線與焊盤不易斷開。(3)元器件布局實踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會對電子設備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細并行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲；由于電源、地線的考慮不周到而引起的干

28、擾，會使產(chǎn)品的性能下降，因此，在設計印制電路板的時候，應注意采用正確的方法。(4)設計布線圖時走線盡量少拐彎，印刷弧上的線寬不要突變，導線拐角應90度,力求線條簡單明了。印刷電路中不允許有交叉電路，對于可能交叉的線條，可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決。即讓某引線從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過去，或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去，在特殊情況下如果電路很復雜，為簡化設計也允許用導線跨接，解決交叉電路問題。因采用單面板，直插組件位于top面，表貼器件位于bottom面，所以在布局的時候直插器件可與表貼器件交迭，但要避免焊盤重迭。(5)檢查布線設計完成后，需認真檢查布線設計是否符合

29、開始所制定的規(guī)則，同時也需確認所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查線與線、線與組件焊盤、線與貫通孔、組件焊盤與貫通孔、貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。 電源線和地線的寬度是否合適，在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。 注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時會出錯；另外每次修改過走線和過孔之后，都要重新覆銅一次。(6)復查根據(jù)“PCB檢查表”，內(nèi)容包括設計規(guī)則，層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設置，還要重點復查器件布局的合理性，電源、地線網(wǎng)絡的走線，高速時鐘網(wǎng)絡的走線與屏蔽，去耦電容的擺放和連接等。(7)封閉的物理

30、邊框?qū)σ院蟮脑季?、走線來說是個基本平臺，也對自動布局起著約束作用，否則，從原理圖過來的元件會不知所措的。但這里一定要注意精確，否則以后出現(xiàn)安裝問題麻煩可就大了。還有就是拐角地方最好用圓弧，一方面可以避免尖角劃傷工人，同時又可以減輕應力作用。4.4 PCB板具體參數(shù)設置的依據(jù)(1)模擬地線寬度較寬，因其通過電流較大，同時減小干擾(2)線間距設置較大，主要考慮到設計好的PCB板要手工腐蝕和打孔，精度沒有交給PCB廠家做的高，防止腐蝕不好造成短路，線寬也較寬，主要防止腐蝕過程造成斷線，而且線間距寬一些也可防止干擾的產(chǎn)生。(3)設計為單層板，限于實際條件的限制，只有單面覆銅箔PCB電路板。因此設計

31、時只采用底層走線，但是由于元件與元件之間有空隙，可在頂層走一些跳線，這樣可減小底層布線難度。(4)布線拐角設置成45度，主要是為了防止過度腐蝕或腐蝕不夠情況出現(xiàn)，還有防止銅箔剝落。(5)過孔和焊盤都比默認值大，主要是考慮到焊盤過小在手工制作PCB電路板打孔時容易損壞焊盤，造成PCB板報廢。還有個別的元件本身引腳就比較粗，例如功率開關(guān)變壓器二次側(cè)整流二極管HER307其引腳直徑達到了。圖4-4 PCB第5章 結(jié) 論通過本次基于單片機的實驗開發(fā)板系統(tǒng)的課程設計，在這過程中，我學到了很多，加深了對單片內(nèi)部模塊的理解，進一步學習了匯編語言的編寫規(guī)則。從設計開始到最終完成設計，一點一滴積累，在實踐中成長

32、，在挫折中前進。在設計的前期，我系統(tǒng)的學習了51單片機的相關(guān)資料，掌握了單片機外部電路的合理設計以及各個引腳的功能。系統(tǒng)的進行了開發(fā)板的需求分析，合理的設計出了電路原理框圖，根據(jù)原理框圖設計出電路原理圖，針對使用的單片機引腳，對單片機使用匯編語言編程。這一步一步的不斷努力，讓我學到了很多在書本上學不到的東西，尤其是在處理故障和電路兼容方面的考慮，都使我受益頗多。在這里課程設計中，我深深感受到實踐的重要性，它是檢驗我們所學知識的有效途徑。沒有付出，就沒有回報。在這過程中也遇到過一些難題，經(jīng)過自身的努力以及向老師和同學請教，我學到很多，也解決了很多問題。最后，我深刻感受到要做好一個課程設計，就必須

33、做到：在設計程序之前，對所需資料的綜合整理，有效的挑選資料；要明確目標，整理思路；合理設計出系統(tǒng)所必須的流程圖，做好充分的心里準備。這次設計是對我所學單片機一書的綜合考驗，使我能查漏補缺，復習課本知識，加深理解記憶，所以每一步我都用心去做。參考文獻1 李廣弟，朱月秀，王秀山.單片機基礎(chǔ)M. 北京：北京航空航天大學出版社，20012 求是科技， 靳達.單片機應用系統(tǒng)開發(fā)實例導航M. 北京：人民郵電出版社，20033 何立民.MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)M.北京：北京航空航天大學出版社，19994 胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)(第2版)M.北京：清華大學出版社，20045

34、 沈紅衛(wèi). 基于單片機的智能系統(tǒng)設計與實現(xiàn)M.北京：電子工業(yè)出版社，6 黃繼昌.檢測專用集成電路及其應用M.北京: 人民郵電出版社，20067 張克彥.AVR單片機實用程序設計M.北京: 北京航空航天大學出版社，8 耿德根.AVR嵌入式單片機原理與應用M.北京: 北京航空航天大學出版社，9 林志奇，郎建軍，李會杰.基于Proteus的單片機可視化軟硬件仿真M.北京：北京航空航天大學出版社，200610 劉海成.AVR單片機原理及測控工程應用M.北京：北京航空航天大學出版社，200811 康萬新.畢業(yè)設計指導及案例剖析應用電子技術(shù)方向M.北京：清華大學出版社，200712 郭天祥.51單片機C語

35、言教程.電子工業(yè)出版社出版13 李秀忠.單片機應用技術(shù)（匯編語言）. 中國勞動社會保障出版社附 錄1設計實物圖照片：附 錄2DS18B20參考程序：bit RST_DQ ()/DQ總線復位 bit flag;DQ = 1;delayus (8);DQ = 0;delayus (90);DQ = 1;_nop_();_nop_();if (DQ)flag = 1;delayus (100);DQ = 1;return flag; void write_ds18b20 (uchar date)/寫數(shù)據(jù)寫指令 uchar i,ii=0x01;for (i=0;i<8;i+) DQ = 0;DQ = date&ii;delayus (5);DQ = 1;delayus (2);ii*=2; int read_ds18b20 ()/讀數(shù)據(jù) char i; int ii;DQ =1;delayus (1);for (i=0;i<12;i+)DQ = 0;_nop_();_nop_();ii>>=1;DQ = 1;_nop_();_nop_();if (DQ)ii|=0x0800;delayus (30);DQ =