【实验室】51单片机开发板 | 湖北文理学院理工学院

1）51单片机最小系统

单片机最小系统包括电源、晶振、复位电路。STC89C52，它需要 5V 的供电系统，51单片机开发板是使用USB口输出的5V直流直接供电的。供电电路在 40 脚和 20 脚的位置上，40脚接的是+5V，通常也称为VCC或VDD，代表的是电源正极，20脚接的是GND，代表的是电源的负极。+5V 和GND之间还有个电容，STC89C52 单片机的18脚和19脚是晶振引脚，我们接了一个12M 的晶振（它每秒钟振荡12,000,000 次），外加两个33pF的电容，电容的作用是帮助晶振起振，并维持振荡信号的稳定。单片机的9脚 RST(Reset)是复位引脚。按键5进行复位。

2）8位流水灯

单片机的P0口用来控制LED小灯，另外74HC138作为8个LED 小灯的总开关，而P0.0仅仅是个分开关。

3）8段x8位共阴极数码管

数码管共有a、b、c、d、e、f、g、dp 这么8个段，而实际上，这8个段每一段都是一个LED小灯，所以一个数码管就是由 8个LED小灯组成的。数码管分为共阳和共阴两种，共阴数码管就是8只 LED小灯的阴极是连接在一起的，阴极是公共端，由阳极来控制单个小灯的亮灭。LED小灯电路一样，也是由74HC138控制三极管的导通来控制整个数码管的使能。

74HC138功能表

74HC245 为三态输出的八组总线收发器

4）红外接收模块

红外接收管内部是一个具有红外光敏感特征的 PN 节，属于光敏二极管，但是它只对红外光有反应。无红外光时，光敏管不导通，有红外光时，光敏管导通形成光电流。

5）LCD1602/LCD12864液晶接口

LCD1602功能表

6）无源蜂鸣器

无源蜂鸣器内部是不带振荡源的，要让他响必须给500Hz～4.5KHz之间的脉冲频率信号来驱动才会响。无源蜂鸣器声音频率可以控制，而音阶与频率又有确定的对应关系，因此就可以做出来“do re mi fa sol la si” 的效果，可以用它制作出简单的音乐曲目，比如生日歌、两只老虎等等。蜂鸣器电流依然相对较大，因此需要用三极管驱动，并且加了一个100欧的电阻作为限流电阻。当三极管导通给蜂鸣器供电时，就会有导通电流流过蜂鸣器。

7）18B20温度传感器

单片机可以通过 1-Wire 协议与 DS18B20 进行通信，最终将温度读出。1-Wire总线的硬件接口很简单，只需要把 DS18B20 的数据引脚和单片机的一个 IO 口接上就可以了。

８）按键

常用的按键电路有两种形式，独立式按键和矩阵式按键，矩阵按键电路原理图，使用8个IO口来实现了16个按键。

9）DS1302时钟芯片

10）AT24C02存储芯片

11）USB转串口下载模块

CH340N把电源、晶振接好后，1脚和2脚的UD＋和UD－分别接USB口的2个数据引脚上去，7脚和6脚接到了我们单片机的TXD和RXD上去。CH340N 的电路里６脚位置加了个二极管，因为 STC89C52 这个单片机下载程序时需要冷启动，就是先点下载后上电，上电瞬间单片机会先检测需要不需要下载程序。虽然单片机的VCC是由开关来控制，但是由于CH340T 的６脚是输出引脚，如果没有此二极管，开关后级单片机在断电的情况下，CH340T 的６脚和单片机的 P3.0（即 RXD）引脚连在一起，有电流会通过这个引脚流入后级电路并且给后级的电容充电，造成后级有一定幅度的电压，这个电压值虽然只有两三伏左右，但是可能会影响到正常的冷启动。加了二极管后，一方面不影响通信，另外一个方面还可以消除这种不良影响。

12）ADC模块XD549

模数转换器

13）DAC模块XD5615

模数转换器

一、设计过程

1. 原理图设计

2、元器件清单

3、PCB设计

1）双面布线

2）顶层布线

3）底层布线

4、设计3D预览和实物图

1）3D预览图

2）实物图（未焊接之前，正面）

3）实物图（未焊接之前，反面）

4）焊接完成后的实物图