从51初学者到电子工程师 [2005-10-21]
在搜索引擎上查找HC245芯片的资料时,无意中发现了这篇文章...
就放到BLOG上,没事自己看看...别人也是转的,没写原作者,
我以前写的的一些文章,虽然不怎么入流,但也到处乱转,根本没我的名
现在对电路和硬件越来越感兴趣,估计这个项目做完后,我也是半个电子工程师了
从51初学者到电子工程师 第一课
从初学者到电子工程师
一、前言
我的帖子“合格的电子工程师需要掌握的知识和技能”在电子产品世界
（https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/list.asp?boardid=11）和电子工程师论坛
（https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/superbbs/list.asp?boardid=21）上发表后，点击的人数还行，这让我也小有了成就感一把。也有人说这个帖子太空，是的，因为实际上这只是一个我对公司初级员工讲课的培训大纲；但是，初学者可以将这个大纲作为一个参照物，参照自己的知识是否全面。
很多电子工程师在某个方面精深钻研，成为某一个特殊领域的专家，从一开始的养家糊口、慢慢小有收益、最后宝马豪宅，也是有的；这些电子工程师可能没有全面掌握这些知识，因为这些行业用不上，例如，液晶显示器，很多行业就不需要；但是，对于一个初学者，我认为，这个提纲是切合实际的，对于面向控制而言，已经基本够用了；对于初学者，全面地掌握这些知识是很有必要的，因为你不知道今后需要使用什么哪些知识，而这些知识， 80%以上你会在今后的工作中使用上，因为这是都是最基本的。熟练掌握这些知识和应用，根据不同的地区、行业和老板，月薪应该可以在3000元～5000元之间，甚至更高。
其实，可能有些你用不上，但是知道了也没有坏处；所谓书到用时方很少，又有谓艺不压身。知识＝月薪＝年薪＝金钱＝香车宝马＝…….. ，呵呵。
为什么要掌握这些知识？
实际上，电子工程师就是将一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原来的这些器件分离时无法完成的功能，做成一个成品。所需要的技能越高、功能越复杂、成本越低、市场上对相应的东东的需求越大，就越成功。这就是电子工程师的自身的价值。从成本到产品售出，之间的差价就是企业的追求。作为企业的老板，是在市场上去寻找这样的应用；对电子工程师而言，是将老板提出的需求或者应用按照一定的构思原则（成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等）在最短的时间内完成。最短的时间，跟电子工程师的熟练程度、工作效率和工作时间直接有关。这就是电子工程师的价值。
将电子产品抽象成一个硬件的模型，大约有以下组成：
1) 输入
2) 处理核心
3) 输出
输入基本上有以下的可能：
1) 键盘
2) 串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB）
3) 开关量（TTL，电流环路，干接点）
4) 模拟量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信号））
看门狗复位信号有，往下；
2. 查单片机，看看管脚有没有问题；一般编程器能够将程序写入，说明单片机是好的；最好手头上准备一个验证过的单片机，内部有一个简单的程序，比如，在某个口线上输出1个1秒占空比的方波等，可以使用万用表测量。
加一句：设计产品时，要在关键的地方：电源、串口、看门狗的输出和输入、I/O口等加不同颜色的LED指示，便于调试；作为批量大的产品，可以去掉部分LED，一方面是降低成本、一方面是流程保密；
3. 再查磁片电容，有些瓷片电容质量不行，干脆换了；顺便说一下，换器件最好使用吸锡带，将焊盘内的锡吸干净，再将器件拔出，这样不会损伤焊盘内的过孔；再将新的瓷片电容焊接上去的时候，用万用表量量是好的再焊；
4. 最后只有换晶振了；切记要买好的晶振，有些品牌质量比较好。
5. 以上按照以上步骤检测时，将无关的外围芯片去掉；因为有一些是外围器件的故障导致单片机最小系统没有工作。
第二课 基本的芯片和分立器件
2.1 简述
2.2 74系列
2.3 CD4000系列
2.4 光耦与光电管
2.5 三极管
2.6 电容电阻
2.7 固态继电器
2.8 继电器
2.9 变压器和三端稳压器
2.10 开关电源芯片
2.11 封装知识、芯片批号等
2.12 接插件
2.13 器件选购的知识
第三课 数字量的输入输出
第四课 单片机的通讯接口
第五课 单片机系统设计的硬件构思
第六课 单片机程序的框架（汇编版本）
第七课 模拟量的输入输出
……
各位多提宝贵意见。
保证实用。如果程序里面有一些例程，也是已经经过测试可以拿来就用的；实际上是我早年的一些产品的程序的一部分；不好意思，都是汇编的。
写的时间只有周末会多一些，可以保证做到一周一课；尽量能够提前，但是这要看看工作忙不忙了。
坊间有一些参考书，准备今天上午到北京中发市场转了一圈，我记得以下参考书目较好：
1. 周航慈：《单片机程序设计》
2. 徐涵芳：《MCS-51单片机结构与设计》
3. 何立民：《......》
有了这些就基本够用了；其它的很多都是资料的翻译；如果英文不好，可以看看；英文好的话，可以不必了，省电钱买开发系统和编程器、开发板什么的，需要什么资料直接下载PDF文件好了。
要想成为电子工程师，需要宽带，在家里安装包月的adsl或者长宽，绝对值得。
实际上，网络上什么都有了，就是一个网络数据库，要好好利用。
网上自有黄金屋，网上自有颜如玉……
第二课 基本的芯片和分立器件
2.1 简述
有必要对以下系列的芯片和分立器件进行介绍。
除了单片机作为控制器的核心外，作为一个产品，由很多东西构成；所以，在讲系统之前，先将这些零零碎碎的东西一并交待。就好像一栋房子，有各种各样的构件组成，下面的这些东东就像砖瓦一样，没有不行。
2.2 74系列芯片
74系列的芯片的下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/TTLDATASHEET.htm
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/asp/class36_40.htm
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/download/digitpdf/74xx/default.htm
74系列的芯片是古老的一族，大部分的芯片现在均已不用了，但是，实际上，在目前的系统中，还能看到一些芯片，有些芯片现在还在系统中使用，例如：
1、 7404 – 6个反相门
下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/document/detail.asp?pdid=125533
将输入的TTL逻辑反相，如：0->1，1->0
2、 7407 – 6个集电极开路门
下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/document/detail.asp?pdid=125518
由于集电极开路门可以外接高电压，可以最高到DC30V，电流最大到39mA，通常我用它驱动8字数码管和继电器等大电流的负载；开路门内部结构是达林顿管的，输出的逻辑是正的；
与其类似的芯片是7406，只不过是反相开路门。
3、 74LS573与74LS373 – 8 数据锁存器
74LS373下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/document/detail.asp?pdid=129171
74LS573下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/yddzsourse/pdf/74hc573.pdf
引入几个概念：
1. 真值表
参见74LS373的PDF的第2页：
Dn LE OE On
H H L H
L H L L
X L L Qo
X X H Z
这个就是真值表，表示这个芯片在输入和其它的情况下的输出情况。
每个芯片的数据手册（datasheet）中都有真值表。
布尔逻辑比较简单，在此不赘述；
2. 高阻态
就是输出既不是高电平，也不是低电平，而是高阻抗的状态；在这种状态下，可以多个芯片并联输出；但是，这些芯片中只能有一个处于非高阻态状态，否则会将芯片烧毁；
高阻态的概念在RS232和RS422通讯中还可以用到。
3. 数据锁存
当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持；
这个概念在并行数据扩展中经常使用到。
4. 数据缓冲
加强驱动能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具备数据缓冲的能力。
OE：output_enable，输出使能；
LE：latch_enable，数据锁存使能，latch是锁存的意思；
Dn：第n路输入数据；
On：第n路输出数据；
再看这个真值表，意思如下：
第四行：当OE＝1是，无论Dn、LE为何，输出端为高阻态；
第三行：当OE＝0、LE＝0时，输出端保持不变；
第二行第一行：当OE＝0、LE＝1时，输出端数据等于输入端数据；
结合下面的波形图，在实际应用的时候是这样做的：
a． OE＝0；
b． 先将数据从单片机的口线上输出到Dn；
c． 再将LE从0->1->0
d． 这时，你所需要输出的数据就锁存在On上了，输入的数据在变化也影响不到输出的数据了；实际上，单片机现在在忙着干别的事情，串行通信、扫描键盘……单片机的资源有限啊。 在单片机按照RAM方式进行并行数据的扩展时，使用movx @dptr, A这条指令时，这些时序是由单片机来实现的。
后面的表格中还有需要时间的参数，你不需要去管它，因为这些参数都是几十ns级别的，对于单片机在12M下的每个指令周期最小是1us的情况下，完全可以实现；如果是你自己来实现这个逻辑，类似的指令如下：
mov P0,A ;将数据输出到并行数据端口
clr LE
setb LE
clr LE ;上面三条指令完成LE的波形从0->1->0的变化
74ls573跟74LS373逻辑上完全一样，只不过是管脚定义不一样，数据输入和输出端各在一侧，PCB容易走线；所以大家都喜欢使用这个芯片。
4、 74LS244 – 数据缓冲器
下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/download/digitpdf/74xx/74F244.pdf
数据输出能力比较强，输出电流可以到40mA以上；
4个缓冲器分成2组，具有高阻态控制端口
5、 74LS245 – 总线缓冲器
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/download/digitpdf/74xx/74F245.pdf
双向数据接口，通常在ISA板卡上可以看到；
早期的51系统中，为了扩展RAM、eprom、A/D、D/A、I/O等经常可以看到这个片子；
为了增强驱动能力，有时是为了隔离输入和输出，主要是布线方便，象74LS573一样，输入、输出在一侧，经常用到这个片子
6、 74LS138 – 三－八译码器
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/download/digitpdf/74xx/74F138.pdf
在早期的51系统的扩展中，作为地址选通的片子，可以经常看到。
另外一个类似的芯片是74LS154，是4-16译码器，现在更是少见了。
有兴趣的可以研究一下何立民的经典著作中的有关章节。
知道有这么一个芯片就可以了。
2.3 CD4000系列
CD4000系列的芯片，除了跟74系列的电气特性有所区别外，例如：
1) 电压范围宽，应该可以工作在3V～15V，输入阻抗高，驱动能力差外，跟74系列的功能基本没有区别；
2) 输入时，1/2工作电压以下为0，1/2工作电压以上为1；
3) 输出时，1=工作电压；0=0V
4) 驱动能力奇差，在设计时最多只能带1个TTL负载；
5) 如果加上拉电阻的话，至少要100K电阻；
6) 唯一现在使用的可能就是计数器，CD4060的计数器可以到14级二进制串行计数/分频器，这个74系列的做不到这么高；
下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/asp/class36_40.htm
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/pdf_file/CD4060.PDF
2.4 ULN2003/ULN2008
它的内部结构也是达林顿的，专门用来驱动继电器的芯片，甚至在芯片内部做了一个消线圈反电动势的二极管。ULN2003的输出端允许通过IC 电流200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器(SSR)等外接控制器件，也可直接驱动低压灯泡。
经常在工控的板卡中见到这个芯片。
有个完全一样的型号：MC1413，不过现在好像不怎么见到这个型号了，但是管脚与2003完全兼容。
ULN2003可以驱动7个继电器；ULN2008驱动8个继电器。
ULN2003下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/document/detail.asp?pdid=148212
ULN2008下载地址：
没有找到。奇怪啊。
2.5 光耦
光耦是做什么用的？光耦是用来隔离输入输出的，主要是隔离输入的信号。
在各种应用中，往往有一些远距离的开关量信号需要传送到控制器，如果直接将这些信号接到单片机的I/O上，有以下的问题：
1) 信号不匹配，输入的信号可能是交流信号、高压信号、按键等干接点信号；
2) 比较长的连接线路容易引进干扰、雷击、感应电等，不经过隔离不可靠
所以，需要光耦进行隔离，接入单片机系统。
常见的光耦有：
1) TLP521-1/ TLP521-2/ TLP521-4，分别是1个光耦、2个光耦和4个光耦，HP公司和日本的东芝公司生产。
下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/pdf_file/TLP521-1-2,4.PDF
发光管的工作电流要在10mA时，具有较高的转换速率；
在5V工作时，上拉电阻不小于5K，一般是10K；太小容易损坏光耦；
2) 4N25/4N35，motorola公司生产
下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/pdf_file/4N25-8,35-7,H11A1-5.PDF
隔离电压高达5000V；
3) 6N136，HP公司生产
下载地址：
https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/pdf_file/6N135-6.PDF
要想打开6N136，需要比较大的电流，大概在15~20mA左右，才能发挥高速传输数据的作用。 如果对速率要求不高，其实TLP521－1也可以用，实际传输速率可以到19200波特率。
选择光耦看使用场合，tlp521-1是最常用的，也便宜，大概0.7~1元；
要求隔离电压高的，选用4N25/4N35，大概在3元左右；
要求在通讯中高速传输数据的，选用6N136，大概在4元左右。
光耦应用的原理框图如下所示：
1. 输入干接点隔离
2. 输入TTL电平隔离
3. 输入交流信号隔离
4. 输出RS232信号隔离
5. 输出RS422信号隔离
光耦除了隔离数字量外，还可以用来隔离模拟量。将在今后的章节中描述。
2.6 三极管
2.7 光电管
2.8 电容
2.9 电阻
2.10 固态继电器
2.11 继电器
2.12 变压器与整流桥
2.13 三端稳压器
2.14 开关电源芯片
2.15 封装知识、芯片批号等
2.16 接插件
2.17 器件选购的知识
2.6 三极管
2.6.1 三极管的4种工作状态
1) 饱和导通状态
饱和导通=0
2) 截止状态
饱和导通=1
3) 线性放大状态
作为低频放大器时使用，具体的可参见有关电子线路的书籍；
4) 非线性工作状态
在无线电通信系统中，作为混频器等使用。具体的可参见有关电子线路的书籍；
愚记得南京工学院也就是现在的东南大学在80年代初期有一套《电子线路》5本，是电子专业的书籍，比较难懂；现在，即使是在电子专业的学生中，也应该降低了对三极管的哪些复杂的参数的要求了吧；在实际使用时，即使是模拟电路、非线性电路，也都是集成电路了，谁还使用三极管自己做呢？如果万一需要，现学也来得及。这套书很强的。编写人在那个年代肯定都是牛人。
学三极管这些参数很繁琐的，要是现在的非电子类的大学生或者大专生们还学这些玩意，我只能说是学校在误人子弟了。
好多学校都在扩招，很多学生念了4年下来，学了一堆过时的理论，跟实际的东西一点没有接轨，不知道7407是干什么用得，不知道三极管的几个状态；我只能无话可说。
所以，念了4年下来，跟企业的需求还有一段距离，还需要从头来过；聪明的学生赶紧抓住机会去学习，去实习，这样，还可以赶紧补上实际应用的这一课。
言归正传。
参见下图：
当单片机的口线输出电平为1时，三极管的be结导通，ce结导通，输出的电压值为0V；
当单片机的口线输出电平为0时，三极管的be结不导通，ce结截止，输出的电压值为5V；
在这种数字电路的应用中，相当于三极管是一个反相开路门。
计算是否导通，公式如下：
I＝B（放大倍数，希腊字母的贝塔）×Ibe
当Ice 相差越大，饱和程度越深，Vce越小，三极管的输出内阻越小； 这个概念要用到光电管中。 设计使用时大概算算，心里有个数；在电路板上试试，行的通，那就是它了。可以测量Vce 值，至少要小于0.1V就可以了。 常用的PNP三极管是2N5551，驱动40mA的LED（电压在24V）、蜂鸣器等均没有问题。 2.6.2 三极管的具体应用 实际上，已经有象7407、ULN2003可以取代三极管在数字电路中的作用；但是，有时是受到PCB 面积的制约，有时是为了降低成本，有时是因为布局方便，在1~2个输出点时，还是可以使用三极管来做驱动的。 例如：驱动一个蜂鸣器；往往系统中的蜂鸣器跟其它驱动设备，继电器等，距离较远；这时，没有必要使用一片7407，或者ULN2003来驱动；驱动的接口如下： 2.5 光电管 我这里所谓的光电管有2种： 1) 反射型光电管 2) 对射型光电管 这2种产品在市场上又可分为调理好的和没有调理好的； 这2种光电管在电子产品世界和电子技术应用杂志上都有大量的广告。随便找一本都有。 我所说的调理好的指的是内部已经加了限流电阻和输出的放大驱动电路了。它的特点是只有3根线，电源2根，输出信号一根，TTL电平的；但是，有时受到某种限制，需要使用没有调理好的，怎么办呢？ 参见下图：光电管原理框图 这种没有调理好的光电管在使用时，需要做一块小的电路板，在发光管加限流电阻，在光电三极管的集电极加上拉电阻到5V，如下图所示：光电管工作框图1。 但是，在使用中我发现，输出的信号不稳定，尤其是在使用比较长的电缆传输到单片机的时候；究其原因，我认为是由于反射或者对射的红外光落在光电三极管的靶面上，光强未能导致光电三极管深度饱和，使得输出的内阻偏大，环境的噪声和电缆的干扰信号容易在线路上叠加的缘故； 为了可靠工作，仿照达林顿管的结构，在光电三极管的输出端加一个限流电阻接到NPN的B结，当无光的时候，2N5551饱和导通，输出电压为0V；实际测量小于0.1V；当有光，甚至是弱光时，2N5551截至，输出电压为5V。将3K电阻换成更大或更小的电阻，可以调整光电三极管的输出的灵敏度。 具体工作过程可以自行分析，做个实验。 2.6 电容 2.6.1 电容的主要种类 电容有以下几大类： 1) 电解电容 2) 独石电容 3) 磁片电容 4) 胆（左金右旦）电解电容 5) 涤纶电容等 电容的指标是：耐压值和电容容量。例如：220u/50V，就是说，这个电解电容耐压值为50V，容量为220u。 电容的容量跟电容的介质有关。 顾名思义： 电解电容为电解质作为介质的，铝作为电极； 独石电容是使用石头作为介质的； 磁片电容是磁片作为介质的； 胆（左金右旦）电解电容使用电解质作为介质，但是，电极采用胆（左金右旦）金属。 涤纶电容采用涤纶作为介质。 有兴趣的网友可以拆一个电容看看。 2.6.1 电容的使用场合 1. 电源稳压和滤波 电解电容主要是用来稳压和低频交流滤波的；高频滤波是使用磁片电容和独石电容。 当电解电容作为稳压时，接在整流桥和三端稳压器的输出端，起到稳定电压的作用。其工作机理相当于一个水库，从上游来的带有波浪的水到了水库，就变的平滑了。 但是，铝电解电容的电解质随着时间的推移会干涸，所以在设计时需要留有余量，保证系统正 常工作到它的寿命。 有些远端供电的直流电源，接到电路板的输入端时，需要在电路板的电源输入端加一个大的电解电容，通常可以是220u/25V，这样，这块电路板需要供电时，不是直接从电源处取，而是从电容中取电，可以得到稳定的电流供给； 但是，电解电容只能滤除低频的波动；对于直流电源中的高频波动，可以加一个0.1u或0.01u 的独石电容或者磁片电容。 很多教科书都指出，在每一个芯片的电源和地两端接一个0.1u或0.01u的独石电容或者瓷片电容，解决芯片的供电过程中，由于电路板的走线电感产生的电源开关噪声尖峰。这种作用下的电容叫去耦电容。这是电路板的常规的设计； 2. 定时参数 对于象555这样需要外接电容产生稳定的脉冲的器件，涤纶电容是首选。可以想象，涤纶一层又一层缠绕，受到温度变化引起的涤纶的面积的变化的相对值要远远小于独石电容的介质石头受到温度变化而引起的变化值。 3. 产生其它电压 有些需要从单一电压产生其它的电压的芯片，如：max232，需要外接电容才能实现。 参见max232技术资料。 外接01.u的胆电容。 2.6.2 电容的封装 电容有直插和表面贴的不同封装。 电解电容表面贴封装的通常耐压值不超出25V，电容值不超出100u。再大，就只好使用直插的了。其它的电容，磁片和独石都有表面贴封装的。 2.7 电阻和电位器 2.7.1电阻的种类 2.7.1.1 普通电阻 电阻种类按照工艺可以分为碳膜电阻和金属膜电阻； 按照功率可以分为小功率电阻和大功率电阻，大功率电阻通常是金属电阻，实际上应该是在金属外面加一个金属（铝材料）散热器，所以可以有10W以上的功率；在电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。 金属电阻通常是作为负载，或者作为小设备的室外加热器，如，在CCTV的一些解码器箱和全天候防护罩中可以看到。 电阻在电路中起到限流、分压等作为。通常1/8W电阻已经完全可以满足使用。但是，在作为7段LED中，要考虑到LED的压降和供电电压之差，再考虑LED的最大电流，通常是20mA（超高亮 度的LED），如果是2×6（2排6个串联），则电流是40mA。 不同厂家选用不同材料的，压降有所不同。所以，需要加上电试一下，但是，不要让Led的电流超出20mA（单只LED），这时加大电流亮度也不会增加，但是LED的寿命会下降，限流电阻的大小就是压降除以电流。电阻的功率随之可以算出。 这个使用初中的知识就够用了。 2.7.1.2 电位器 电位器就是可调电阻。在初中学物理时，中学老师拿一个很大的圆筒状的东东，上面有一个滑杆，跟这个东西很类似。 它的阻值在1～n之间变化。 N=102、502、103…… 102=10*10的2次方，也就是1000欧姆，1K 同理，502=5K。 这种表示的方法跟电容是一样的。 电容104=10*10的4次方pf，电容的基本单位是pf，1u=1000000pf，所以，104=100000pf= 0.1u； 电位器又分单圈和多圈电位器。 单圈的电位器通常为灰白色，面上有一个十字可调的旋纽，出厂前放在一个固定的位置上，不在2头； 多圈电位器通常为蓝色，调节的旋纽为一字，一字小改锥可调； 多圈电位器又分成顶调和侧调2种，主要是电路板调试起来方便。 有些是仪器仪表设备，通常是模拟电路，有一些不确定的因素，需要调节才能达到最理想的效果；有些是设备本身就需要输出一个可变的东东，如电压和电流，也需要一个电位器。 2.7.1.3 排电阻 是sip n的封装，比较常用的就是阻值502和103的9脚的电阻排；象sip9就是8个电阻封装在一起，8个电阻有一端连在一起，就是公共端，在排电阻上用一个小白点表示。排电阻通常为黑色，也有黄色；51系统的P0需要一个排电阻上拉，否则，作为输入的时候，不能正常读入数据；作为输出的时候，接7407是可以的，不需要上拉电阻；但是，接其它的芯片，还是不行。有兴趣可以看看51的P0的结构；没有兴趣，依葫芦画瓢，照做没错。 2.7.1.4 光敏电阻 当照在光敏电阻上的光强变化时，电阻值也在变化。显然这是半导体材料的特性。 使用光敏电阻可以检测光强的变化。 思考题1： 有一个LED显示设备，要求，当光强变化的时候，LED的亮度随着光强变化；光线越强，LED越亮；反之亦然。怎么使用单片机实现此项功能？可以是多级调光，如8级调光；也可以做成无级调光。 2.7.2 电阻的封装 电阻的封装有表面贴和轴向的封装。 轴向封装有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英语中就是轴的意思； 表面贴电阻的封装最常用的就是0805；当然还有更大的；但是更大的电阻我想就不是很常用了。 电位器的封装在protel的书种可以很方便地找到。但是如果直接使用，可能会有一些偏差。老树早期就犯过这种错误，导致电位器旁边的器件安装费劲。 搞硬件和软件是有所不同的，搞硬件的人，一定要精确。 在硬件上的一个小的错误，都会造成这块板的推倒重来；因为产品是不能有飞线的；而这个小小的错误相当于软件上的一条语句，在软件调试阶段悄悄改掉，可以神不知鬼不觉；在PCB 上，特别恶心。而且谁都知道-老板最知道。 什么是精确呢？ 1． 对你所要实现的工作的目标理解准确； 2． 对你的电路图要清楚每一个器件在其中所起的作用；如果不明白，可以找一个专家问问，得到确认；如果不清楚，可以先试试； 3． 对每一个器件的封装要严格把握，该是什么形状、外形一定要完全一致；还有考虑到空间是不是对其它的板卡器件有影响；对边缘连接器件与电路板的边缘之间的距离、ISA和PCI的边缘连接件与挡板之间的关系要完全把握才能去做电路板；否则只是浪费金钱和时间； 对边缘器件与边缘之间的距离要是不能有把握的话，可以找3个人，每个人都计算一遍，取个平均值，基本上就差不多了。 4． 对单片机的资源能不能作成这件事情一定要有把握，CPU运算速度和字长、内存够不够大、程序存储器够不够大，需要仔细的规划； 5． 原理图经过专家认可无误后，画出来的PCB需要做网络检查，做到与原理图完全一致； 2.8 继电器、固态继电器 2.8.1 继电器 继电器，就是利用继电器的线包在加电后产生的磁力，将2个电极吸合在一起；初中还是高中的物理有它的原理。有兴趣可以打开一支看看，很好玩的。 继电器有： 1） 公共端：COM 2） 常开：normal open，NO 3） 常闭：normal close，NC 继电器主要指标： 工作电压： 工作电压有直流和交流的2种； 在PCB上，通常是直流的；交流的继电器通常是AC24V的居多，当然，还有AC220V的。交流的继电器国产的比进口的，比如，idec，OMRON，fujitsu便宜很多，当然，质量也差一些。 可以在百度上专门搜索一下继电器，上面有一些厂家产品的介绍。 常用的小功率的继电器是national 的居多，OMRON也有，便宜一些，一盒50只。 常用的电压有： DC5V/DC9V/DC12V/DC24V等； 根据触点数量，可以分为： 单刀单掷/SPST 单刀双掷/SPDT 双刀双掷/DPDT 四刀双掷等/? 还要根据触点容量来分。 一般的都是DC30V/1A或者DC30V/2A，AC110V/0.2A，再大，就不能使用继电器了，因为在触点切换，电流通过的瞬间，会产生拉弧，烧毁触点，使得切换不可靠；这是，可以使用固态继电器。 实际上，在PCB上的继电器的任务就是给出一个干接点信号，作为控制信号使用，传递的是一个信号，而不是能量。或者控制一个大功率的开关等，让大功率的开关去控制功率的传递；但是，后者也不如固态继电器来得方便。 继电器的封装通常是DIP16或者以上；也有更小的继电器，但是，价钱跟DIP16的差不多。 注意：DIP16的继电器只有8个管脚；所以设计封装时，不要图省事直接使用DIP16，这样容易在焊接的时候焊反了，导致出错。要专门设计继电器的封装，该有几个脚就使用几个脚。 2.8.2 固态继电器 固态继电器，说白了，就是使用发光管触发的过零触发的可控硅。 可以说，跟光耦很相似，也是4个管脚，只是区别在： 4） 直接使用直流电压控制；可以认为内部已经有了一个限流电阻； 5） 接收光信号的一端是过零触发的可控硅； 可以说是一个电子开关，无触点的继电器。 因为无触点，所以可以通过大电流而不产生拉弧，工作寿命与开关次数无关。 触点作为信号使用的继电器的时间的工作寿命是100万次到300万次，可以查看技术手册； 固态继电器可以认为是无限次的，所以在大电流和频繁开关的场合，使用固态继电器。 固态继电器触点通过的信号通常是交流电压，但是也有直流电压的。 固态继电器可以通过AC220V或者AC380V以下的交流电；它的2个指标： 1） 工作电压，通常为DC5V和DC12V，也有DC24V的； 2） 工作电流：AC220V/1A/2A/4A不等。 国产的固态继电器质量不错，跟进口的没有区别，就是封装的质量太差，一批买回来，个个都不一样，焊在电路板上东倒西歪，不美观；至于小功率的国产的继电器市场上比较少见，有也不敢使。 进口的固态继电器有美国的和日本的，4A以上的比较贵，日本的OMRON的固态继电器2A的才卖8元，侃侃价估计还能便宜，体积小，封装绝对的准确，可以很整齐地在电路板上排列，不占地方； 2.9 线性电源：变压器、整流桥与三端稳压器 什么是线性电源？为什么叫线性？老树查了网络上的资料，也没有答案，只好等待高明教我。 PCB上需要供电，就需要电源。电源分2种，一种是线性电源，象7805，就是线性电源； 一种是开关电源，是将AC220V直接整流滤波成高压，推动功率管工作在100Khz以上，再整流滤波成低压。 开关电源的工作原理可以通过百度查到。 线型电源需要工频变压器，将AC220V变换成低压，经过全桥的整流，和大电容的滤波，成为脉动的直流，再经过三端稳压器，输出直流电压。 输出端还需要大的电解电容滤波。注意这时要选用足够大的电容容量和耐压值的电解电容。耐压值不够，你就等着听响吧。电容容量不够，整流输出的电压和输出的电压的压差不够，输出电压会有纹波，单片机系统工作不正常。 通常电路板上需要的是DC5V，一般来说，现在的电路板，一片7805，再加散热片也基本够用了。功率越大，散热片也越大。 变压器有多种规格： 1、 普通E型矽钢片绕制的变压器，现在最大量的是广西普宁雄英出的变压器，通过了长城认证，质量是不错的，最大的好处是便宜，现货量大；通常的规格是单9V、12V，双9V、12V等；可能这个地方出矽钢片，有这样的矿藏。 2、 环型变压器，象个椭圆型； 3、 最近好像圆形的变压器也多起来了，后2种变压器应该是漏磁小、发热少、效率高，大功率的整流时使用，当然单位瓦数也贵啊，按照1元/W计算预算应该差不多了。 这2种变压器都需要定制，可以定制各种规格的。 4、 焊在电路板上的变压器，比较有名的是兵字品牌。在《电子技术应用》和《电子产品世界》上常年做广告。秦皇岛也有一家，好像叫耀华。 怎么计算变压器需要多大的功率？ 首先，计算功耗。比如：Dc5V/0.25A，也就是1.25W的功耗。 7805效率50％，变压器效率50%，就是说，需要6W的变压器。 Dc5V/0.25A的输入压差大概在3V，6V的变压器整流出来的电压是大约6×1.4＝8.4V，也差不多了。所有选用AC6V/6W的变压器。再到市场上找一个差不多的变压器用上就行了。 注意：电流越大，压差越大；在电路工作的时候，可以拿示波器看看电源的波形是不是平稳。 78系列的芯片做的比较多而好的是美国国家半导体公司（national semiconductor）的LM780X 和摩托罗拉公司MC780X 等2大系列。 78系列是高压差的稳压芯片，现在有低压差的稳压芯片，其机理参见沙占友老师的书籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4个系列。 如果需要更大的电源供给，或者使用开关电源，或者去买成品的线性电源，象辽宁朝阳4NIC的电源，质量不错，价格也不错。 附：在网络上找到的一篇文章： 开关电源和线性电源的区别 线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源）。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。 2.10 开关电源芯片 相对于线性稳压器来说，开关电源在计算机主板上、工控机主板和各种各样的电路板上起着电压变换的作用。例如：将低电压，比如：电池转换成稳定的3.3V或者5V，或者将高电压转化成DC5V、DC3.3V，或者将DC5V转换成3.3V和1.8V，例如，ARM的电路板就需要这样的芯片，3.3V 给ARM供电，1.8V给arm的core供电。以上 由于采用了开关电路，电源芯片的工作频率高，发热小，效率高。 同样的，还是芯片的巨头，MAXIM、LINEAR和TI等公司在电源转换芯片上是最为卓越，无论从产品的种类，还是质量都是上佳的； 经常看电子产品世界和电子技术应用的网友一定对maxim的电源芯片印象巨深。五花八门的电 源芯片，让你无法选择到底选用那种是自己的所需要的。 在maxim的产品树中，对电源是这样分类的： Power Supplies and Battery Management Switchmode DC-DC Power Supplies 408 Isolated Power Supplies 22 Low-Dropout Linear Regulators 75 White LED Drivers 13 Low-Side MOSFET Drivers 14 High-Side MOSFET Drivers 6 ORing MOSFET Controllers 2 Battery Chargers 36 Battery Protectors, Selectors and Monitors 17 Regulator + Reset Circuits 4 Current Sense Amplifiers 22 LCD/ECB/CCFL Display Bias Supply 87 ALSO SEE: Hot-Swap and Power Switching ALSO SEE: Voltage References 我们经常使用到的是Switchmode DC-DC Power Supplies ，这里有分成n种。老树比较熟悉的是step-down电源芯片，也就是所谓的从高电压下降到低的电压的芯片；从低到高，当然是step-up电源芯片。 象philips的电动剃须刀，里面肯定有电源管理芯片，当电池电压下降，但是，电池又有电的时候，能够输出恒定的电压，榨干电池内的最后一点电能，能够舒适地使用一段很长的时间。 比如，你的电路板上只有DC24V电压，但是，还需要Dc5V/2A的电源，这么高的压降，使用线性稳压器显然不合适，如果使用DC/DC模块，成本太高，体积也比较大，所以，得选用一款芯片完成这个功能。 按照maxim给出的复杂的选择，根据你的要求，多选择几项，maxim会给出一个清单，在清单中去选择你最适合你的需求的芯片。 老树原来使用过的完成此项功能的芯片是：MAX724、LT1076；这2款芯片需要1个50uH的电感才能输出Dc5V电源；但是，这种开关电源芯片有个好处，就是输入只要在它的允许的范围内波动，或者负载在变化，输出DC5V电源十分稳定。 电源的范围从Dc10V～DC40V，max724均能输出5A的DC5V电源。 Maxim724下载连接地址： https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/document/detail.asp?pdid=153160 LT1076下载链接地址： https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/document/detail.asp?pdid=157742 在ARM上使用的电源芯片是TI公司的TPS767D318。 下载链接： https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html,/document/detail.asp?pdid=122122 在沙老师的书中，也介绍了几款电源转换芯片，可供参考。 如果是作为隔离电压产生，例如：5V转换成隔离的5V，用在光耦、通讯等电路中，去自己做隔离电路就有点划不来，不如去买现成的DC/DC模块。这点国产的模块做的不错，象老树常用的Dc12V/DC5V500mA的模块，大约30元，质量还是不错的。 2.11 器件选购、芯片批号、封装知识等 在市场上买芯片，千万注意不要买到旧片、拆机片；旧片、拆机片有些凑合能用，有些干脆不行；即使现在能用，寿命肯定有限； 旧的就是旧的，肯定瞒不过有心人；主要是从芯片的管脚的崭新程度、芯片印刷的质量等仔细观察。 旧的芯片往往管脚参差不齐、搪锡发乌、包装的管子不够新；而且往往是芯片的表面发白，那是因为被打磨过了，然后重新丝网印刷上厂家名称、批号等； 所以最好是买激光打标的器件，激光打标的产品肯定是新货，或者没有使用过的货；而且买的时候需要注意，器件的批号最好是最近当年的或者是最近几个星期的产品；总而言之，别花冤枉钱，还影响产品的质量。 同样的产品，不同厂家的质量也不一样。我比较喜欢的是美国TI、摩托罗拉MC、MAXIM、LINEAR的产品；假的也少； 例如，max7219芯片上有一下标志： MAXIM MAX7219CNG 0323PY MAXIM就是芯片的厂家； MAX7219CNG是厂家的型号，CNG跟封装和7219这个系列产品的细微的差别有关； 03是指2003年；23是指该年的第23周；一年是52周，所以这个数字不会超出52； 激光打标是在芯片上形成一个暗色的与芯片表面有一个明显对比的标志；中关村的大恒公司就有激光打标机的业务；但是未必是在芯片上打标； 有时，激光打标会产生类似暗黄色的标志，这跟激光器功率和芯片封装材料有关。 从初学者到电子工程师 第三课 合格电子工程师是怎样炼成的？ 不好意思，第二课没有写完，又开一课--老树当过老师，有毁人不倦的习惯，再者，这个问题想了很久了，也基本想通了。 在网络上很多初学者在问：怎样成为一个合格的电子工程师？ 这个问题有很多答案。老树谈谈自己的看法。 第一步 入门-51核心和基本电路 中国人有10亿啊，每年有多少大学生毕业呢？我不知道。但是我看到有一张照片，招聘会上熙熙攘攘，人来人往，十分震撼。从来没有一个时刻让我感觉到中国的人力资源是如此的丰富。但是，从现在的大学毕业出来的学生学到了什么东西呢？一些理论，跟实际脱钩的理论。有没有用呢？有点用。但是，在企业中，需要的是实际干点事情出来，实际解决问题。所以说，很多企业不想要大学本科出来的大学生，说动手，没有动手能力，不知道电阻电容长得什么样子，能够做什么？但是又自视甚高，对工资的期望值比较高。等到能够干点事情了，又拍拍屁股跑了。所以企业现在喜欢使用大专中专甚至是职业学校培训出来的小孩，至少这些孩子们知道自己的份量，能够实实在在地做事。要知道，他们很多人的天赋并不差，有些人甚至可以说聪明，只是因为很多人是家庭条件不好，打小就是苦孩子，没有条件接受良好的教育。一旦给机会，他们都比较珍惜。 现在的大学，误人子弟甚多。扩招是没有错，但是，实验室扩了吗？教室扩了吗？教师扩了吗？至少实验室是没有扩。老树认得的一个研究生说，只有到了一个阶段，才能到实验室作实验。很多导师就是把学生当奴隶一样干活，要是在干活中能够学到东西那就算是运气好的；运气不好的，直接就是导师的廉价的劳力了，学不到东西，活倒干了不少。 但是，既然学生要拿文凭，要应付考试，没有办法，那怎么自救？ 如果励志要做一名出色的电子工程师，老树可以谈谈自己的看法。 做一个电子工程师，先从51学起，这是得到公认的。不需老树饶舌。 首先，去买一个开发板，越便宜的越好，在上面可以练练keil C。最好再买一个仿真器，这样调试的效率高。当然这个不便宜，但是我觉得可以志同道合的哥几个合买。反正1天24小时，每人8个小时轮流上，有个几个月，C51语言也就差不多了。 其次，看看老树的文章，看看需要学点什么基本的东西。北京的大学生有福啊，没事到中发去转转，认认老树的文章上说得哪些电阻、电容、三极管、芯片、接插件什么的，看看自己的电脑上的主板、网卡、声卡、显卡是怎么画的，找找感觉，这些板卡都是高手的杰作啊。 构思一个小的产品，按照老树文章上的思考题，找本protel99se的书，从每个菜单练起，循序渐进，从单片机最小系统->输入->LED->RS232/RS422/RS485->固态继电器、继电器等原理图画起，边画边学，一点一点做，做好了，最好找个高手看看，找出毛病在哪里，再反复改进。在这样的模拟实战中找到感觉。 推荐老虎工作室的protel 99系列4本，写的还是循序渐进的，当然不便宜；咬咬牙，可以合买一套，轮着看。 顺便说一句我对市场上的开发板的看法，这些开发板当然都不错，但是，只能学到语言，不能教你画原理图和PCB，实际做的时候，还是需要高手带一带是最快的。我就是一个朋友教我的，也就半天的功夫，就会了。当时还是DOS下的protel 3.16版本。 以战养战。找个公司、企业，帮他们做个小产品，既能得到公司的高手的指点，又能赚到一笔费用，岂不甚佳？这时，你的开发板、仿真器的费用就出来了。从原理图->PCB->C51，单片机也入门了。 第二步：登堂入室-掌握系统的电路知识 这时，需要对电子技术的所有东东进行全面的了解，主要是看看杂志、BBS、网站上的技术文章、何立民先生主持编著的《单片机应用技术大全》系列，将单片机和它的配套的电路，输入输出、通讯等等做一个全面的了解。目标是为什么？系统的技术储备。知道什么问题可以使用什么方法解决，可能在什么地方找到解决的方法，这对你以后走上工作岗位，解决实际问题是 专业课程设计报告 专业班级 课程 题目基于51单片机的数字钟的设计报告学号 学生姓名 指导教师 成绩 2013年6月20日 基于A T89C51的数字钟总体设计说明书 目录 1. 51单片机设计数字钟设计的现实意义 (2) 2. 总体设计 (2) 2.1.开发与运行环境 (2) 2.2.硬件功能描述 (2) 2.3.硬件结构 (3) 3. 硬件模块设计 (3) 3.1.描述 (3) 3.1.1. AT89C51单片机简介 (3) 3.1.2. 键盘电路的设计 (4) 3.1.3. 显示器的选择 (5) 3.1.4. 蜂鸣器驱动电路 (5) 3.1.5. 各部分功能 (6) 4. 嵌入式软件设计 (7) 4.1.流程逻辑 (7) 4.2.算法 (7) 4.2.1. 中断定时器的设置 (27) 4.2.2. 闹钟子函数 (28) 4.2.3. 计时函数 (29) 4.2.4. 键盘扫描函数 (31) 4.2.5. 时间和闹钟的设置 (32) 5. 实验器材清单 (33) 6. 测试与性能分析 (33) 6.1.测试结果 (33) 6.2.优点 (33) 6.3.结论 (34) 7. 心得体会 (36) 8. 致谢 (36) 9. 参考文献 (37) 1.51单片机设计数字钟设计的现实意义 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间等造成的。而钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。数字钟是通过数字电路实现时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烤箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2.总体设计 2.1.开发与运行环境 在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。使用Keil单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 2.2.硬件功能描述 硬件部分设置了的三个按键S1、S2、S3、S4。当按键S1第一次按下时，停止计时进 一、设计目的 1.1课题简介 如何实现防盗是很多人关心的问题，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，使人们的人身及财产安全受到很大威胁。电子密码锁是一种依靠电子电路来控制电磁锁的开和闭的装置，开锁需要输入正确密码，若密码泄露，用户可以随时更改密码。因此其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，可以满足广大用户的需要，现在广泛使用的有红外遥控电子密码锁，声控密码锁，按键密码锁等。 1.2课题研究目的 本设计是一种基于单片机的密码锁方案，根据基本要求规划单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时对单片机的型号选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配等都有注释。现在很多地方都需要密码锁，电子密码锁的性能和安全性大大超过了机械锁，为了提高密码的保密性，必须可以经常更改密码，以便密码被盗时可以修改密码。 本次设计的密码锁具备的功能：LED数码管显示初始状态“——————”，用户通过键盘输入密码，每输入一位密码，LED数码管相应有一位变为“P”，若想重新输入密码，只需按下“CLR”键。密码输入完毕后按确认键“#”，密码锁控制芯片将输入的密码和密码锁控制芯片中存储的密码相比，若密码错误，则不开锁，会有红灯亮提示，同时显示“Error”。若正确，则开锁，会有绿灯亮提示，同时显示“PASS”。用户可以根据实际情况随意改变密码值或密码长度，密码输入正确后可以按下“CHG”修改密码，输入新密码时每输入一位新密码相应有一位变为“H”，以便提示用户此时输入的是新密码，修改新密码时若想重新输入新密码只需按下“CLR”键即可。输入新密码后按确认键即修改成功，新密码写入单片机内部RAM中，以便以后用来确认密码的正确性。按下复位键，系统恢复初始状态，密码也恢复初始密码，本设计中初始密码是“096168”。 本次设计中硬件主要由我完成，软件主要由张振完成。 二、硬件设计 2.1概述 本系统主要由单片机最小系统、电源电路、输入键盘电路、输出显示电路、开锁电路等组成,系统框图如图1所示: 单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................ 目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 2 硬件电路设计 (2) 3 软件设计 (5) 4 调试分析及说明 (7) 5 结论 (9) 参考文献 (9) 课设体会 (10) 附录1 电路原理 (12) 附录2 程序清单 (13) 电子时钟的设计 许山沈阳航空航天大学自动化学院 摘要：传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。 单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。该设计给出了以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。 关键字：AT89C2051,C语言程序，电子钟。 0前言 利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整和闹铃功能。具体要求如下： （1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图； （2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接，给出电路原理图； （3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试； （4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间； （5）实现闹钟功能，在设定的时间给出声音提示。 1总体方案设计 该电子时钟由89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，利用单片机内部定时计数器0通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。闹钟和时钟的时分秒的调节是由一个按键控制，而另外一个按键控制时钟和闹钟的时间的调节。 图1 系统结构框图 该电子时钟由STC89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，晶振电路的晶振频率为12MHZ,使用的定时器/计数器工作方式0，通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，60秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天，又重00:00:00开始计时。没有按键按键按下时，时钟正常运行，当按下调节时钟按键K1，就会关闭时钟，当按下闹钟按键K3时时钟就会进入设置时间界面，但是时钟不会停止工作，按K2键，，就可以对时钟和闹钟要设置的时间进行调整。 2硬件电路设计 单片机电子密码锁（可以修改设置密码）——基于51单片机与AT24C02与LCD1602显示 其电路图连接如下：本人已经用硬件实验，程序可用。正确~~ 本程序特点：装载后读者可以自改密码，然后需要再次载入程序时：可以把主程序aa=Sendstring(0xa0,1,table2,6);这一句去掉。然后程序的电子锁密码就是你个人设置的密码。 程序代码为： #include uchar DSY_BUFFER1[16]=" "; uchar Userpassword[6]={0}; sbit rs=P0^4; sbit rd=P0^3; sbit lcden=P0^2; sbit led=P3^0; uchar code table2[]="123456"; uchar code table[]="Your Password..."; void delayms(uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } void delay() //短延时，两个机器周期,做总线的延时用{;;} void write_com(uchar com) { rs=0; rd=0; lcden=0; P2=com; delayms(3); lcden=1; delayms(3); lcden=0; } void write_date(uchar date) { rs=1; rd=0; lcden=0; P2=date; delayms(3); lcden=1; delayms(3); lcden=0; } void Display_String(uchar *p,uchar com) { uchar i; write_com(com); for(i=0;i<16;i++) { 基于51单片机电子万年历设计 专业：机电设备维修与管理姓名：杜洪浦指导老师： 摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。它可以对年、月、日、周日、时、分和秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3到5V电压供电。 万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C52单片机，液晶显示电路，复位电路，时钟电路，稳压电路电路以及串口下载电路等组成。在单片机的选择上使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。显示器使用液晶LCD1602。软件方面主要包括日历程序、液晶驱动程序，显示程序等。程序采用汇编语言编写。所有程序编写完成后，在Keil C51软件中进行调试，确定没有问题后，在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真。 关键词时钟电钟，DS1302，液晶LCD1602，单片机 目录 1设计要求与方案论证 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 系统基本方案选择和论证 (2) 1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (2) 1.2.2 显示模块选择方案和论证 (3) 1.2.3时钟芯片的选择方案和论证： (3) 1.3 电路设计最终方案决定 (3) 2系统的硬件设计与实现 (3) 2.1 电路设计框图 (4) 2.2 系统硬件概述 (4) 2.3 主要单元电路的设计 (4) 2.3.1单片机主控制模块的设计 (4) 项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.doczj.com/doc/2d4488203.html, 结题日期2012年5月 江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称：物联网工程学院填写日期：2012 年5 月 大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月 简介 随着物联网概念的发展，智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中，受此启发，我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统，希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习，也曾初步接触了单片机，我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握，更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能： 在自动模式下，在设定的时间，如早成6点至晚上8点，晚上8点至早晨6点，时间控制，可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制，在设定光照强度围，窗帘拉开，超过设定强度，如夏日中午，为避免房间被光直射造成温度过高，窗帘关闭。在手动模式下，通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机，STC89C51有512字节的数据存储空间，是AT89C51的两倍，并且带有4K字节的EEPROM存储空间，可以断电后保存资料，可以直接使用串口下载，而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输，并根据单片机接收到的信号，结合时钟电路的信号，对步进电机进行控制，通过控制步进电机转向及转动圈数，来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析，以STC89C51作为主控芯片，光信号采集使用光敏模块，数模转换主要使用PCF8591芯片，显示模块采用1602液晶显示器，时钟电路采用DS1302芯片，电机驱动器主要使用ULN2003。 #include 目录 第1节引言 (1) 1.1 电子密码锁述 (1) 1.2 本设计主要任务 (1) 1.3 系统主要功能 (2) 第2节系统硬件设计 (3) 2.1 系统的硬件构成及功能 (3) 2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明 (3) 第3节系统软件设计 (5) 3.1 系统主程序设计（流程图） (5) 3.2 软件设计思想 (5) 3.3 储单元的分配 (5) 3.4 系统源程序 (6) 3.5 系统应用说明 (9) 3.6 小结 (9) 结束语 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 电子密码锁 第1节引言 1.1 电子密码锁概述 随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要求可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。传统的门锁既要备有大量的钥匙，又要担心钥匙丢失后的麻烦。另外，如：宾馆、办公大楼、仓库、保险柜等，由于装修施工等人住时也要把原有的锁胆更换，况且钥匙随身携带也诸多便。随着单片机的问世，出现了带微处理器的密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化、科技化等功能。从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。目前西方发达国家已经大量应用智能门禁系统，可以通过多种的更加安全更加方便可靠的方法来实现大门的管理。但电子密码锁在我国的应用还不广泛，成本还很高，希望通过不断地努力使电子密码锁能够在我国及居民日常生活中得到广泛应用，这也是一个国家生活水平的体现。 很多行业的许多地方都要用到密码锁，随着人们生活水平的提高，如何实现家庭或公司的防盗这一问题也变的尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，再者，普通密码锁的密码容易被多次试探而破译，所以，考虑到单片机的优越性，一种基于单片机的电子密码锁应运而生。电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。 设计本课题时构思的方案：采用以AT89C2051为核心的单片机控制方案；能防止多次试探而不被破译，从而有效地克服了现实生活中存在的许多缺点。 1.2 本设计主要任务 （1）共8位密码，每位的取值范围为1～8。 （2）用户可以自行设定和修改密码。 （3）按每个密码键时都有声、光提示。 （4）若键入的8位开锁密码不完全正确，则报警5秒钟，以提醒他人注意。 单片机原理与接口技术课程设计题目：多功能电子闹钟 院系：电气与电子工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程1503 姓名： 学号： 指导教师： 二零一七年十二月 多功能电子闹钟 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，使用74LS245芯片进行驱动。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和三组定时闹钟的功能。 选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil 单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 关键词：单片机定时器中断闹钟 LED 目录 第1章方案的选择和论证 (1) 1.1单片机型号的选择 (1) 1.2按键的选择 (1) 1.3显示器的选择 (1) 1.4计时部分的选择 (1) 1.5发音部分的设计 (2) 1.6显示器驱动电路 (2) 1.7电源的选择 (2) 第2章数字电子钟的设计原理和方法 (3) 2.1设计原理 (3) 2.2硬件电路的设计 (3) 2.2.1 AT89C51单片机简介 (3) 2.2.2 键盘电路的设计 (3) 2.2.3 段码驱动电路 (4) 2.2.4 蜂鸣器驱动电路 (4) 2.3软件部分的设计 (5) 2.3.1 主程序部分的设计 (5) 2.3.2 中断定时器的设置 (5) 2.3.3 闹钟子函数 (6) 2.3.4 计时函数 (6) 2.3.5 键盘扫描函数 (8) 2.3.6 时间和闹钟的设置 (8) 第3章实验结果 (10) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录 (14) 简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯，不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。 近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，并基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行倒计时显示电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中用单片机c语言编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。 苏州市职业大学 课程设计任务书课程名称：单片机原理和使用课程设计 起讫时间：2011年6月22日----6月28日 院系：电子信息工程系 班级：09电子3班 指导教师：金小华 系主任：张红兵 一、课程设计课题 基于单片机的电子时钟的设计 1.掌握使用proteus软件的方法。 2.理解单片机的时钟显示方法。 3.明确设计指标，写出设计方案，设计出硬件原理图。 4.基于硬件的软件设计和调试。 5.将结果向指导教师演示，由教师提问验收通过； 6.打印程序清单，撰写程序说明，完成课程设计报告书，进行分组讨论 设计心得。 1.第一天：明确课程设计任务和目标，熟悉单片机系统调试软件仿真实 现。 2.第二天：明确设计指标，设计电路原理图。 3.第三、四天：基于硬件的软件设计和调试。 4.第五天：学生演示设计调试结果，教师提问验收。打印程序清单，撰 写程序说明，完成课程设计报告书。 四、课程设计说明书内容（有指导书的可省略） 1，单片机结构、原理。 2，电子时钟硬件设计（原理图，原理图分析）。 3，软件设计（软件简介，调试过程）。 4，硬件、软件程序清单。 苏州市职业大学课程设计说明书 名称基于单片机的电子时钟的设计 2011年6月22日至2011年6月28日共一周院系电子信息工程系 班级09电子3班 姓名于宁 学号097302340 系主任张红兵 教研室主任陆春妹 指导教师金小华 目录 第一章电子时钟 (1) 1.1电子时钟简介 (1) 1.2电子时钟的基本特点 (1) 1.3电子时钟的原理 (1) 第二章单片机识的相关知识 (2) 2.1单片机简介 (2) 2.2单片机的发展史 (2) 2.3单片机的特点 (3) 2.489C51单片机介绍 (3) 第三章控制系统的硬件设计 (6) 3.1单片机型号的选择 (6) 3.2数码管显示工作原理 (6) 3.3键盘电路设计 (7) 3.4系统工作原理 (7) 3.5整个电路原理图 (9) 第四章控制系统的软件设计 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2程序流程图 (13) 4.3伟福硬件仿真器简介 (14) 4.4仿真图及结果分析 (15) 第五章附录程序 (17) 第六章结束语 (19) 参考文献 (20) 1 绪论 电子表是20世纪50年代才开始出现的新型计时器。最早的一款电子表被称做“摆轮游丝电子表”，它诞生于1955年。这种手表用电磁摆轮代替发条驱动，以摆轮游丝作为振荡器，微型电池为能源，通过电子线路驱动摆轮工作。它的走时部分与机械手表完全相同，被称为第一代电子手表。1960年，美国布洛瓦公司最早开始出售“音叉电子手表”。这种手表以金属音叉作为振荡器，用电子线路输出脉冲电流，使机械音叉振动。它比摆轮式电子手表结构简单，走时更精确，被称为第二代电子手表。1969年，日本精工舍公司推出了世界上最早的石英电子表。石英电子表的出现，立刻成为了钟表界主流产品，它走时精确，结构简单，轻松地将一、二代电子表，甚至机械表淘汰出局。石英表又称“水晶振动式电子表”，因为它是利用水晶片的“发振现象”来计时的。当水晶受到外部的加力电压，就会产生变形和伸缩反应；如果压缩水晶，便会使水晶两端产生电力。这样的性质在很多结晶体上也可见到，称为“压电效果”。石英表就是利用周期性持续“发振”的水晶，为我们带来准确的时间。 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模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/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8为单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。 1.1 单片机的介绍 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），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。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提 智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号：200402208 姓名：邓晶晶指导老师：吴春富 【摘要】：随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】：AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗; 第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具，人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量，反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步，仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式，其理论基础是机电学?从50年代起，电子技术特别是数字技术的发展，给仪表行业带来了生机，各种数字式仪表相继问世，许多传统的指针式仪表相继被淘汰，数字仪表使仪表外观耳目 一新，数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期，随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用，设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计，随之产生了一代崭新的智能仪表，使仪表逐渐由数字型向智能化发展，其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能，使仪 表性能产生了质的飞跃.，品种繁多?目前，我国仪器仪表有13大类，1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品，其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件，可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换，将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制，同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用，单片机系统的电路越来越复杂，而系统的可靠性问题也越来越突出，一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机，因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路，在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，增强功能、降低系统的成本，尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法，同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2 摘要 电子秤是日常生活中常用的称重设备，广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。 微电子技术的发展为电子秤提出了改进的空间。电子秤向着简单、便宜发展，智能化、精确的电子秤成为了人们的追求。本简易电子秤以常见的AT89C51为核心，以电阻应变片采集应变数据，通过HX711放大并进行AD转换供单片机处理，用LCD1602显示所测量的重量，同时本电子秤系统还提供单价设置进行求价格的计算以及去皮功能，通过一些简单低成本的元器件就完成了一个功能齐全的电子秤的制作，将传统电子秤的成本进行了缩减。 关键词：电阻应变片 AT89C51 HX711 电子秤 第一章方案与论证 一、方案类型 （一）方案一 通过单片机为主控芯片，用应变片采集应变数据，通过专用仪表放大器INA128对采集到的信号进行放大，在配上模数转换芯片对放大了的模拟信号转化为数字信号，传入单片机中进行数据处理，找出函数关系并转化关系。通过数字信号转化为重量值显示在LDC1602上，同时通过键盘进行数据输入，输入单价、去皮等功能。通过蜂鸣器和二极管实现超额报警功能。 （二）方案二 以单片机为主控芯片，应变片采集应变数据，将放大和模数转换用HX711芯片来同时进行实现，将模拟量传入主控芯片单片机中进行数据转换，通过函数关系转换为重量显示到LED 上或者LCD1602上，同时通过键盘按键进行数据输入，输入单价、去皮等功能，并通过蜂鸣器进行数据处理。 （三）方案三 运用PLC作为主控制器，PLC运用广泛，它具有接线简单，通用性好，编程简单，使用方便，可连接为控制网络系统，易于安装，便于维护等优点。 二、方案论证与选定 运用51单片机作为主控芯片，AT89C51是一种高效微控制器。它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。但方案一中，放大和AD转换模块为独立模块，它们的独立设计费事费力且还会存在误差较大的情况。相比于方案一，方案二一HX711作为放大和AD 转换芯片，简化了电路结构。HX711是一款专为高精度电子秤设计的24位AD转换器芯片。与同类型其他芯片相比，该芯片集成了包括文雅电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。精度方面很好的满足了题目中的要求，相比于方案一，方案二根据可行性。 方案三采用PLC作为主控芯片，但其价格昂贵，违背了我们制作电子秤的简单、便捷、便宜的原则，所以我们并没考虑选用PLC作为主控芯片。 综合考虑后，我们决定选择方案二来进行本简易电子秤系统的设计与制作。通过精度、价格、简单程度出发考虑，方案二是最合适的。 本科毕业论文（设计） 题目基于51单片机的数字电子钟设计 院（系）电子工程与电气自动化学院 专业电气工程及其自动化 学生姓名 学号 10028116 指导教师王静洪作奎职称硕士讲师 论文字数 9682 完成日期:2014年5月20日 巢湖学院本科毕业论文(设计)诚信承诺书 本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本人签名：日期： 巢湖学院本科毕业论文 (设计)使用授权说明 本人完全了解巢湖学院有关收集、保留和使用毕业论文 (设计)的规定，即：本科生在校期间进行毕业论文(设计)工作的知识产权单位属巢湖学院。学校根据需要，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业论文 (设计)被查阅和借阅；学校可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业，并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。 保密的毕业论文(设计)在解密后遵守此规定。 本人签名：日期： 导师签名：日期： 巢湖学院2014届本科毕业论文（设计） 基于51单片机的数字电子钟设计 摘要 随着时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强，同时伴随着自动化、智能化及微电子技术的发展，人们用于计时的工具也在不断的更新，单片机等技术的出现使得数字电子钟有了新的发展方向。基于此本设计以单片机STC89C52为控制核心，采用美国DALLAS公司生产的实时时钟芯片DS12C887和液晶芯片LCD1602，该设计具有电路设计简单，结构合理，能够精确显示时间、星期、日期等优点，并且能够实时更新显示。本设计同时具有闹铃设置功能以及到时报警功能，按键操作简单方便。更重要的是时钟芯片DS12C887具有误差小，内部自带锂电池使得断电时时间不停，再次上电后时间仍然能够准确显示在液晶上的特点。 关键词：单片机；电子钟；DS12C887；LCD1602 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块 电子琴设有8个按键，其中7个作为音符输入，另外一个作为模式转换按键，实现用户存放的自动播放歌曲。7个按键分别代表7个音符，包括中音段的全部音符，通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴。然后通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序入口，实 学号： G RADUATE T HESIS 论文题目：基于51 单片机的电子秤的设计 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2017 年06 月12 日 第一章功能说明 本设计系统以单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D 转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D 转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。 系统的软件部分应用单片机C 语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～9.999Kg ，重量误差不 大于± 0.005Kg）, 并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价，还具有超量程和欠量程的报警功能。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 称重传感器原理 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种：电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。（本设计采用的是电阻应变式） 电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将基于51单片机的数字钟
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