单片机实验板的设计说明书

《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 (3)

1.1直流稳压电源的设计原理 (3)

1.1 1电源变压器 (3)

1.12整流和滤波电路 (4)

1.1 3稳压电路 (4)

1.14附录仿真原理图 (5)

1.2直流稳压电源的制作 (5)

1.21根据实验仿真原理图进行实物焊接 (5)

1.22直流电源的布线图 (5)

1.23直流电源的实物图 (6)

项目2 单片机实验板的设计 (6)

2.1 实验板使用说明 (6)

2.11单片机STC89C51 (6)

2.12数码管显示电路设计 (7)

2.13蜂鸣器电路 (8)

2.14继电器控制电路 (8)

2.15 LCD显示电路 (8)

2.2 实验板设计原理图 (9)

2.21PCB设计图 (9)

2.22 LCD模块图 (10)

2.23 LED模块图 (11)

2.24数码管模块图 (11)

2.25蜂鸣器模块图 (12)

2.26单片机最小系统图 (12)

2.3 程序设计 (13)

2.31程序1数码管动态显示1234 (13)

2.32程序2按键控制继电器和蜂鸣器 (14)

2.33程序3按键数码管显示 (15)

2.4 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

+

u 1 u 2 u 3 u I U 0

_ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _

（a ）稳压电源的组成框图

u

（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

1.1 1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u 1变换为整流电路所需要的交流

电压u 2。电源变压器的效率为：

1

2P P =η 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：

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u 2变换成脉动的直流电压u 3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为：

2)2.1~1.1(U U I =

在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 22U U RM =

流过每只二极管的平均电流为： R

U I I R D 245.02== 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(T RC > 其中：T = 20ms 是50Hz 交流电压的周期。

1.1 3稳压电路

由于输入电压u 1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U I 会随着变化。因此，为了维持输出电压U I 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U I 与输出电压U o 的电压差U I - U o ≥2V 。稳压器的静态电流I o = 8mA 。当U o = 5 ~ 18V 时，U I 的最大值U Imax = 35V ；当U o =18 ~ 24V

时，U I 的最大值U Imax = 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STC89C51

STC89C51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4KB EEPROM，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。

最小系统包括单片机及其所需的必要的电源、时钟、复位等部件，能使单片机始终处于正常的运行状态。电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、A/D扩展等，使单片机完成较复杂的功能。

STC89C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用STC89C52单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，

(1) 时钟电路