单片机教学多功能实验开发板设计与实现

论文摘要

单片机由于其控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等特点,在智能仪器仪表、工业测控、家用电器等领域得到了非常广泛的应用。基于此,差不多每所高校在机电、自动控制、应用电子等工科专业中都开设了“单片机原理与应用”课程,该课程作为一门实践性很强的专业课程,必须要有一套合适的单片机实验平台和实验项目来配合教学才能实现教学目标。本论文结合作者的实际工作需求,研究51系列单片机教学多功能实验开发板的设计与实现中的关键技术问题,完成的主要工作有：(1)系统需求分析调查学生学习“单片机原理与应用”课程中理论教学及实践教学的情况,研究“单片机原理与应用”课程的教学(尤其是实践教学)规律,调查分析现有单片机实验平台的特点,分析它们的成功和不足之处。(2)总体技术方案设计对“单片机原理与应用”课程的教学及实验平台所需要的各项功能进行分析和规划,确定系统的总体技术方案,对系统所需要的主要芯片、仿真方式、编程方式、功能扩展方式等进行了选择设计。(3)单片机实验平台硬软件设计与实现鉴于常见的51系列单片机仿真器价格较高,功能难以扩展,并且不能作为用户目标板来使用,而仿真软件又不能进行实时硬件调试。本文设计并实现的“单片机原理与应用”课程的教学及实验平台以ATMEL公司的AT89S52单片机为核心,最大限度地利用其片上资源,并在外围配置了LED数码管,LCD显示器,A/D转换等多种器件。所设计的单片机教学多功能实验开发板具有成本低,实用性强,可扩展性强等特点,既可以作为实验板,也可以作为课程设计、毕业设计、课外电子设计等方面的通用开发板。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的研究工作及内容安排
• 1.3.1 论文的主要研究工作
• 1.3.2 论文的内容安排
• 第2章 系统需求分析与总体设计
• 2.1 "单片机原理与应用"课程简介
• 2.2 实验与开发板需求分析
• 2.3 实验与开发板总体设计
• 2.3.1 总体设计思想
• 2.3.2 总体原理图设计
• 2.3.3 模块电路图设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统详细设计与实现
• 3.1 跑马灯模块
• 3.2 数码管模块
• 3.3 行列键盘模块及模数转换模块
• 3.4 程序下载模块
• 3.5 温度传感器模块
• 3.5.1 DS18B20的特点
• 3.5.2 DS18B20的结构与性能
• 3.6 蜂鸣器、继电器模块
• 3.7 时钟模块
• 3.7.1 DS12C887引脚功能介绍
• 3.7.2 寄存器简介
• 3.8 液晶、点阵显示模块
• 3.9 红外模块
• 3.10 本章小结
• 第4章 实验与开发板硬件制作、烧录及综合测试
• 4.1 PCB板制作
• 4.1.1 元件封装与摆放
• 4.1.2 PCB布线
• 4.1.3 腐蚀PCB板
• 4.2 硬件电路焊接
• 4.3 硬件测试
• 4.3.1 元器件测试
• 4.3.2 实验测试
• 4.4 综合测试
• 4.5 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的论文情况
• 附录