STC51单片机最小系统实验报告.docx

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STC51单片机最小系统实验报告

实验报告

实验名称：

STC51单片机最小系统

所在专业：

测控技术与仪器

学生姓名：

陈****

班级学号：

B1*******

任课教师：

陆婷

2013/2014学年第二学期

摘要：

基于STC51为核心制作的单片机最小系统，含有单片机工作的最基本组成单元——电源电路、复位电路和振荡电路。

另外，还有蜂鸣器电路、八段数码管显示电路、LED电路和RS232串口电路以及用于扩展功能的四排与I/O端口相连的插孔。

设计目的：

单片机作为控制系统中最常见的芯片，所以学习并学会应用是我们学习自动化专业学生所应该具备的基本技能。

通过对单片机最小系统的研究，掌握单片机个引脚的基本功能，理解单片机工作过程及工作原理，以及与各种外部器件的连接，能够自己制作一个单片机最小系统的开发板并为其设置一个用于下载程序的串口对其进行下载程序并进行调试使我们所学知识与实践结合起来。

一、简介：

接触过单片机的朋友们都时常会听到别人提"最小系统"这个词.那到底什么是最小系统,有怎样设计称上"最小"呢?

单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.  

对51系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。

STC51单片机系统电路板是单片机课程学习的不可缺少实验平台，也是实际应用非常广的系统电路，其中包括单片机电源复位、单片机最小系统、单片机系统扩展、单片机系统I/O扩展设计、LED显示、按键检测、单片机串行下载接口、时钟日历显示等功能。

实物图

二、基本功能说明：

1、板载RS232电平转换芯片，方便单片机和电脑串口进行通讯

2、8个LED灯，直观显示程序运行状态

3、2个独立按键，可配置为中断模式和一般按键

4、双复位电路，可插拔晶振，能同时使用51和avr系列单片机

5、usb及外接电源双供电，带电源指示。

6、带10针ISP下载接口，方便AT89系列单片机下载程序。

7、板载红外接收管，配合程序遥控电视、风扇。

三、原件

部分图片

原件清单

序号

名称

数量

1

40脚活动IC座

1

2

DIP16针IC座

1

3

3.5MMDC座

1

4

10针简易牛角座

1

5

插入式USB公接头

1

6

DB9串口接头

1

7

MAX232通讯芯片

1

8

40针2.54间距排母

1

10

40针2.54间距排针

1

11

2针2.54间距排针

1

12

3针2.54间距排针

1

13

4X2电源外接双排针

1

14

跳线帽

2

15

10k电位器

1

16

3MM发光二极管

1

17

3MM三色发光二极管

8

18

12M无源晶振

1

19

晶振圆孔插座

3

20

33PF瓷片电容

2

21

钽电容

4

22

10UF电解电容

1

23

2k直插电阻

1

24

10k直插电阻

3

25

330欧直插电阻

1

26

27欧贴片电阻

1

27

轻触按键

3

28

自锁电源开关

1

39

1k限流排阻

1

30

最小系统PCB板

1

31

100uf电解电容

1

32

HX1838红外线接收头

1

二、步骤

【1】STC51单片机系统电路原理图绘制

图4-1 STC51单片机系统电路原理图 

1. 创建自定义元件库，绘制STC89C51RC/RD、电源插座、四位一体数码管等在SCH库

中没有的元器件符号。

2. 绘制图4-1所示的电原理图。

3. 对绘制的原理图进行电气规则检查（ERC）

 4. 生成网络表并导出保存到工作文件夹。

5. 产生元件清单并导出保存到工作文件夹。

1．2目标 

1. 学会创建自定义PBC元件封装库，并设计PCB元件封装 2. 学会加载自定义PCB库元件的方法 

3. 熟练掌握分别为电路板中的电源线、地线和导线设置布线规则 4. 学会对地线和电源线进行预布线 5. 掌握印制电路板的布局、布线技巧  

1.3技能训练 

1.创建自定义SCH元件库 2.加载自定义SCH元件库 3.绘制电路原理图 4.网络表的生成与导出 5.元件清单的产生与导出

要求 

1. 电路板尺寸大小：

150mm ×120mm 

2. 布线规则设置：

单层布线，地线宽度50mil，电源线宽度为40mil，导线宽度为25mil 3. 设置焊盘属性 

4. 对元件进行布局要考虑人性化方面因素。

5. 用手动布线完成PCB图的设计（允许设置跳线）。

2.3  技能训练 

1. 创建自定义PCB元件封装库，并设计PCB元件封装。

 2. 加载自定义PCB库元件的方法 3. 用同步设计器生成PCB 4. 设置布线规则 5. 元件布局 6. 对地线和电源线进行预布线 7. 手工完成剩余导线的布线 8. 布线的后期处理：

敷铜、包地、补泪滴、填充等     

1.3  技能训练 

1. 创建自定义SCH元件库 2. 加载自定义SCH元件库 3. 绘制电路原理图 4. 网络表的生成与导出 5. 元件清单的产生与导出  

3  STC51单片机系统电路板的制作 

3. 目标 

1. 掌握原理图和PCB图输出打印 

2. 了解单面印制电路板的制造工艺和流程 3. 学会手工制作单面印制电路板的方法  

3.2  要求 

手工制作STC51单片机系统电路板，在电路板上安装元器件，并进行功能测试。

3.3  技能训练 

1. 按1∶1的比例打印PCB图到热转印纸，并热转印到覆铜板 2. 腐蚀已转印有PCB图的覆铜板 3. 涂敷松香溶液 4. 钻焊盘孔 

5. 打印电路板安装图，按图安装元器件，并进行功能测试。

  5. 产生元件清单并导出保存到工作文件夹。

STC51单片机系统电路板的设计  

2.1  学习目标 

1. 学会创建自定义PBC元件封装库，并设计PCB元件封装 2. 学会加载自定义PCB库元件的方法 

3. 熟练掌握分别为电路板中的电源线、地线和导线设置布线规则 4. 学会对地线和电源线进行预布线 5. 掌握印制电路板的布局、布线技巧  

2.2  任务要求 

1. 电路板尺寸大小：

150mm ×120mm 

2. 布线规则设置：

单层布线，地线宽度50mil，电源线宽度为40mil，导线宽度为25mil 3. 设置焊盘属性 

4. 对元件进行布局要考虑人性化方面因素。

5. 用手动布线完成PCB图的设计（允许设置跳线）。

2.3  技能训练 

1. 创建自定义PCB元件封装库，并设计PCB元件封装。

 2. 加载自定义PCB库元件的方法 3. 用同步设计器生成PCB 4. 设置布线规则 5. 元件布局 

6. 对地线和电源线进行预布线 7. 手工完成剩余导线的布线 

8. 布线的后期处理：

敷铜、包地、补泪滴、填充等     

【3】：

STC51单片机系统电路板的制作 

3.1  学习目标 

1. 掌握原理图和PCB图输出打印 

2. 了解单面印制电路板的制造工艺和流程 3. 学会手工制作单面印制电路板的方法  

3.2 任务要求 

手工制作STC51单片机系统电路板，在电路板上安装元器件，并进行功能测试。

3.3 技能训练 

1.按1∶1的比例打印PCB图到热转印纸,并热转印到覆铜板 2.腐蚀已转印有PCB图的覆铜板 3.涂敷松香溶液 4.钻焊盘孔 

5.打印电路板安装图，按图安装元器件。

6.焊接元器件 

（1）将各元器件按照电路图插在刚做好的板子上； 

（2）用电烙铁把元器件焊接牢固，并检查是否有漏焊和虚焊的部分

经过以上步骤一个单片机最小系统就基本上做好了，经过调试之后就可以投入使用了。

四、成果展示

五、实验体会

自从我接触单片机，到现在能够用以单片机为控制核心设计出我的课程设计——单片机最小系统设计。

通过本次课程设计，我获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，单片机领域这对我今后进一步学习电学方面的知识有极大的帮助。

在此，忠心感谢学校老师提供这个机会。