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文档简介

1、杨欣Yang X 张延强Zhang Y 编著 莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X 主审 电子工业出版社 2011.2,1,1,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,第1章 单片机在哪里,2,2,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller

2、编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,单片机在哪里?,3,3,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.1.1 电磁炉与单片机,4,输入设备(箭头指向单片机):加、减按钮 输出设备(箭头指向设备):4个指示灯、电磁线圈的驱动电路,4,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you

3、 need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.1.2 MP3播放机与单片机,5,单片机就好像核心控制者,统管着液晶屏、USB口、存储器、DAC及驱动电路、按钮等外部设备,并有序地在这些设备中传递、交换数据或信号。,5,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣 张延强 张铠麟 主审:莱诺克斯(Nokes L) 王玉凤

4、 刘湘黔,1.1.3 更多单片机,6,单片机还隐藏在我们日常生活的许多电子产品中,如鼠标、遥控器、洗衣机、机器人等。 综观这些电子产品都有一个特点,它们都有输入或输出设备。比如鼠标的按键、遥控器的按键等是输入设备;洗衣机的电机、机器人的执行机构是输出设备。形形色色的输入设备和输出设备都在单片机的控制下协调工作。,6,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.3.1 In

5、tel 8051单片机,7,Intel 8051单片机于1980年由Intel(英特尔)公司首先研制出来并应用于嵌入式系统中。 AT89S51型单片机(8051兼容型单片机),呈现出集成电路特有的外观,两侧有整齐排列的金属管脚,尺寸为52mm(长)15mm(宽)。,7,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.3.2 PIC单片机,8,PIC单片机的低功耗、广泛用途使其

6、成为产品设计和爱好者首选的控制器,PIC单片机家族的单片机在汽车电子、以太网、家电、机电一体化、USB、仪器仪表等产品中有着非常广泛的应用。,8,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.3.3 AVR单片机,9,AVR是单片机设计及体系结构中的新生儿,它由Atmel公司于1996研制出来。目前AVR有UC3、XMEGA、megaAVR、tinyAVR等几大系列过百种型

7、号的单片机可供设计时选择。,9,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.3.4 其他单片机,10,ARM系列单片机 ST Microelectronics公司的ST系列单片机 Freescale公司的单片机系列 Texas Instruments公司的单片机系列 “中国的半导体行业与世界先进水平的差距目前依然很大,我国半导体公司与世界著名公司不在一个数量级上。” -I

8、ntel视觉计算事业部首席高级华人工程师江宏,10,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.4.1 数字温度计工作原理,11,腋下的体表皮肤温度由温度传感器采集,温度传感器把体温这个物理量进行某种变换后形成电信号,这个电信号是连续的模拟信号,需要转换成数字信号才能显示。于是模数转换和显示处理电路实现转换并输出到液晶屏显示。,11,实操应用,实例解读8051单片机完全学

9、习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.4.1 数字温度计工作原理,12,见本书光盘中的视频演示,12,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.5.1 需求分析,13,某工厂有一

10、条图1-13所示的装小球生产线,小球被传送带运送并掉入下方的纸箱中,纸箱在另一条传送带上被运送,每个纸箱装满10个小球后就换下一个纸箱装球。 现在需要设计一个单片机控制系统,实现以上的小球装箱要求,并实时显示当前装球的纸箱序号和已装的小球数。,13,实操应用,实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,1.5.2 系统框架,14,14,实操应用,杨欣Yang X 张延强Zhang Y

11、编著 莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X 主审 电子工业出版社 2011.2,15,15,实操应用, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,第2章 如何成为单片机系统设计师,16,16,实操应用,知识储备,17,一个电子系统,比如机器人,其背后蕴涵的知识往往是相当丰富的。既有模拟电路、数字电路,还有嵌入式系统、机电一体

12、化等。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,17,实操应用,2.1.1 综合素质,18,电子血压计,测量时将一个密封的袖带套在上臂上,按下按钮启动血压测量后,单片机控制气泵工作,向袖带中打气从而增加其中的压力。当压力达到200mmHg左右时即停止打气并缓慢放气,在气压下降的过程中,压力传感器实时监测袖带中的压力变化,通过ADC进行模数转换后

13、送给单片机分析,从而计算出收缩压(高压)和舒张压(低压)。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,18,实操应用,2.1.2 软件工具,19,单片机及电路仿真: Proteus、Multisim等。 电路原理图及PCB设计: Altium Designer (Protel)等, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学

14、习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,19,实操应用,2.1.3 硬件工具之一:面包板,20,在面包板上观察电路的现象是不是与设计的一致,以验证电路图设计的正确性,这在电子电路设计中经常用到。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zha

15、ng Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,20,实操应用,2.1.3 硬件工具之一:面包板,21,面包板的表面有规则排列的供插装元器件的插孔,在面包板中间有一条中心分隔槽把它分成上、下两个部分。上半部分每列5个插孔之间是导通的,下半部分每列5个插孔之间也是导通的。而上、下部分插孔之间不导通。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang

16、 Y 刘湘黔Liu X,21,实操应用,2.1.3 硬件工具之一:面包板,22,电阻1,它一支管脚插在电源正极排孔上,与电路的电源正极导通;另一支管脚插在下半部分的插孔中,而该插孔下方用一根导线跨接到第3列插孔中,而三极管1的e极插于同列插孔中,这样就实现了电阻1与三极管1的e极的电气连接。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,22,实操应

17、用,2.1.4 硬件工具之二:万用板和印刷电路板,23,元器件插在万用板的一面,元器件管脚穿过万用板上的过孔,在万用板另一面使用电烙铁焊接管脚与万用板上的焊盘,然后焊接导线并通过导线实现元器件之间的电气连接。元器件一般都安装在万用板的同一面,导线可以焊接在万用板的任意一面。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,23,实操应用,2.1.4 硬

18、件工具之二:万用板和印刷电路板,24,电路原理图可生成印刷电路板图。把印刷电路板图交给电路板生产厂家就可以把印刷电路板加工出来。电子产品的电路板已经具备工作的基本条件了。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,24,实操应用,2.1.5 焊接工具,25, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you

19、 need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,25,实操应用,2.1.6 焊接方法,26,插元器件入过孔,焊接元器件管脚与焊盘。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,26,实操应用,2

20、.1.6 焊接方法,27,焊接时,从个头较小的电阻、瓷介电容等元器件开始。把元器件插入印刷电路板的过孔,并从另一侧伸出。左手拇指和食指捏着焊锡丝,右手拿电烙铁(左撇子可反过来),先在电烙铁头上轻轻蹭一点焊锡以便更好的导热。接着把电烙铁头贴到管脚和焊盘之间,等焊盘上的温度升高之后,一般会看到铜黄色的焊盘表面产生微小的泡泡,这时再把焊锡丝推到焊盘上。由于焊盘温度已经可以把焊锡丝熔化,所以焊锡丝很快熔化在管脚和焊盘之间,当焊点形成一个较为圆滑、饱满的锡点后立即把焊锡丝拿走,然后是电烙铁头。不一会,焊锡冷却而即形成一个焊点。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用

21、All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,27,实操应用,2.2.1 需求分析,28,需求分析是分析功能、确定参数要求的过程。无论在学习单片机系统设计或是将来设计一些解决实际问题的项目,明确最终要达到的功能非常重要。 比如一个简单的单片机控制发光二极管的例子,功能确定为单片机控制一个发光二极管点亮500ms,熄灭500ms,再点亮500ms,再熄灭500ms如此反复。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读805

22、1单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,28,实操应用,2.2.2 电路设计,29,左边阴影框里就是单片机,右边的是发光二极管。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wan

23、g Y 刘湘黔Liu X,29,实操应用,2.2.3 程序设计,30,单片机程序用汇编语言或C51语言编写,有许多计算机上的应用软件可支持这两种语言的单片机程序开发,比如第4章将要介绍的Vision软件等。用汇编或C51语言设计好的单片机程序,将通过一个连接计算机USB口和单片机下载接口的下载器,下载到单片机中。下载完成后,单片机启动时运行下载的程序就可以实现相应的控制功能了。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhan

24、g Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,30,实操应用,2.2.4 系统调试,31,在调试阶段,也就是“磨合”软件和硬件以便它们共同实现系统功能。当程序下载到单片机系统后,启动单片机运行程序,观察系统的“反应”和我们的设计是不是相符。 比如发光二极管以500ms为间隔进行闪烁。当程序设计完成并下载到单片机之后,可能出现的问题是发光二极管不闪烁或闪烁的时间间隔不对。如果出现这些与设计不符的实验效果,首先在保证硬件电路是正确的前提下,回到程序中找错误,修改后再下载到单片机系统中。如此反复,直到系统运转正常为止。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读80

25、51单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,31,实操应用,2.3.1 发光二极管工作原理,32,发光二极管(LED,电路符号 )是一种最常用的指示器件,近几年因其成本下降和节能的特点大量使用在照明设备中。发光二极管有极性之分,当有足够的正向电流(正极流向负极的电流,约10mA30mA)通过时便会发光。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you n

26、eed to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,32,实操应用,2.3.2 单片机的控制,33,我们把发光二极管D1的负极连接在单片机的P0.4口(35管脚)上,电阻R1起到限流的作用。根据器件的连接关系分析知道:当单片机的P0.4口输出低电平时(接地),发光二极管D1正、负极之间获得电压而被点亮;当P0.4口输出高电平时(+5V),发光二极管D1则熄灭。 所以要实现图2-17所示的功能,即让发光二极管以500ms为间隔闪烁,变成了让单片机的P

27、0.4口以500ms为间隔输出高、低电平。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,33,实操应用,2.3.3 体验单片机控制发光二极管,34, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X

28、 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,见本书光盘中的视频演示,34,实操应用,2.4.1 需求分析,35,反应时间测试仪的功能:单片机向蜂鸣器输出一个很短的鸣响信号Vout(比如500ms),测试者听到这个信号后立即按下按钮开关向单片机输入一个信号Vin,单片机只要计算出输出信号Vout与输入信号Vin之间的时间差就得到反应时间(以ms为单位),最后输出到反应时间显示器上显示即可。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microc

29、ontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,35,实操应用,2.4.2 电路设计,36,系统由4个模块(部分)组成:单片机、蜂鸣器及驱动电路、按钮开关、反应时间显示器。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,36,实操应用,2.4.3 程序设计,37,单

30、片机P1.0在t1时刻输出一个高电平使驱动电路工作从而使蜂鸣器鸣响。同时单片机内部开始计时,等到按钮开关按下时,因开关的短路P1.7变成了低电平,此时为t2时刻,单片机计时结束。单片机的计时时长(t2-t1)即为反应时间,只要输出到显示器显示即可。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,37,实操应用,杨欣Yang X 张延强Zhang Y

31、编著 莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X 主审 电子工业出版社 2011.2,38,38,实操应用, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,第3章 单片机系统登场,39,39,实操应用,典型的单片机系统,40,洗衣机是一个非常典型的单片机系统,外设如按钮、状态指示灯、电机等都在它的统一“领导”下发挥各自的功能并协同工作

32、。当用户通过“程序”按钮选择了标准的洗涤程序,单片机获知后点亮标准程序对应的状态指示灯,并在洗涤时间显示器上显示所需洗涤时间。接着,用户按下“启动(暂停)”按钮,单片机通过重量传感器知道洗衣机中有多少衣物,从而估计控制注水阀打开的时间以注入适当的水量。当注水完成后单片机控制电机启动,电机带动波轮开始洗涤。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X

33、,40,实操应用,3.1.1 单片机本身,41,内部结构:在塑料基底的中央有一个微型的芯片,还有连接芯片和单片机管脚的细导线。单片机起主要作用的是芯片部分,细导线只是起到了在芯片和管脚之间传递信号的作用。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,41,实操应用,3.1.2 系统的构成,42, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051

34、单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,42,实操应用,3.2.1 AT89S51单片机的“外衣”,43,AT89S51单片机作为51系列单片机一个代表,被广泛应用在控制领域中。 AT89S51是单片机的一个型号,这个型号下有DIP、PLCC、TQFP等封装。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the

35、8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,43,实操应用,3.2.1 AT89S51单片机的“外衣”,44, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,44,实操应用,3.2.2 AT89S51单片机的管脚,45,注意,有些电路符号中的

36、管脚不是排从小到大的顺序排列的,而是把相近功能的管脚放到了一起。而旁边实际的AT89S51单片机器件的管脚则是按逆时针顺序排列的。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,45,实操应用,3.3.1 变压器基础知识,46,把220V AC转换成低压直流电压的第一步是降压,常使用的元器件是电源变压器(transformer),它专门用于变换交流信

37、号的电压。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,46,实操应用,3.3.2 电源变压器,47,选购变压器时需要知道初级线圈和次级线圈的电压。一般初级线圈为220V AC,次级则需要根据实际需要来确定。比如单片机系统常常用5V DC供电,所以变压器可以选择次级线圈相等或略高的,比如6V AC等。 还有一个参数在选购变压器时非常重要变压器功率。

38、如果某电路的工作电压为5V、工作电流为200mA,则电路的消耗功率P=VI=5V200mA=1W,于是选择一个次级5V、额定功率1W以上的电源变压器就可以了。 类似的,为电路设计电源时,可以大致估计一下电路的最大工作电流,用它乘以工作电压就可得到电路的消耗功率。电源的功率,或者说变压器的功率应该比这个功率大,否则电路有可能无法正常工作。 变压器在使用前一定要注意区分好初级和次级管脚(见图3-6),一旦反接,轻则烧断电源保险,重则会使变压器线圈烧毁而彻底损坏。 一般电源变压器在初级上都会标注有“220V”字样,如果没有标注可以按照下面的方法进行分辨:用万用表的电感器测量档,分别测量变压器的初级、

39、次级线圈。电感大的为初级,应当接入220V。电感小的为次级,是输出端(相对降压变压器而言)。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,47,实操应用,3.4.1 二极管基础知识基础知识,48,二极管(diode),只允许电流单向流过它。 二极管有两个管脚,这两个管脚分成正极和负极,电流只能从正极流向负极。电路符号中倒三角一端为正极,短横线一端为

40、负极。实际器件中,二极管圆柱形外壳一端一般都有一个色环(银色、黑色、白色等),作为二极管负极的标记,与这个标记同侧的管脚为负极,另一侧的管脚则为正极。有些二极管在圆柱形外壳上还印刷有器件的型号。注意,二极管的正极、负极在电路中是不能接反的,否则二极管发挥不了单向导电的作用,有时还会烧毁二极管。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,48,实操

41、应用,3.4.1 二极管基础知识基础知识,49,当电流从二极管正极流向负极时称为正向偏置(forward bias),正向偏置一般在正极电压高于负极时产生。相反地,如果二极管负极电压高于正极,则处于反向偏置(reverse bias)状态下,二极管不导通。 正向偏置时,二极管正、负极之间会产生一个压降(电压下降)。这个压降也称为正向电压(VF,forward voltage),它的大小与二极管的种类有关。如果是硅半导体材料制成的二极管,正向电压VF=0.7V;如果是锗半导体材料制成则正向电压VF=0.15V。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All

42、you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,49,实操应用,3.4.2整流,50,变压器帮我们变换了交流电压,不过从变压器次级输出的仍然是交流信号,这个交流信号的频率与市电相同,都是50Hz,其波形是正弦波。通常会用整流电路把交流信号变成单向脉动电压。 常用的整流电路是一种称为桥式全波整流的电路结构:4支型号相同的二极管D1D4按图示的方法连接在一起从而实现全波整流。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完

43、全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,50,实操应用,3.4.2整流,51, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,51,实操应用,3.4.3整流全桥,

44、52,因为桥式全波整流实在应用得太多了,许多厂家干脆把4个同一型号的二极管集成在一起,制成整流全桥器件供电路设计时选用。整流全桥有3种等效的电路符号,每种电路符号的4个管脚分别为:2个AC管脚接交流输入信号(接变压器的输出),由于交流信号没有正负之分,所以这2个AC管脚可以混用。另外,“”管脚为整流全桥的正极输出,“”管脚为负极输出,这两个是整流全桥的输出。由于经过整流信号已经具有直流信号的特征,所以“”和“”管脚不能混用,否则将烧毁负载。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 mic

45、rocontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,52,实操应用,3.5.1 电容基础知识,53,电容器(capacitor)是一种储能器件,它不允许直流通过,但能让交流通过。电容容量的大小用法拉(farads,简写F)来描述,这也是电容容量的单位。由于F(法)是一个非常大的单位,通常还有mF(毫法)、F(微法)、nF(纳法)、pF(皮法)等,它们之间的换算关系为: 1F=103mF=106F=109nF=1012pF, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All y

46、ou need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,53,实操应用,3.5.1 电容基础知识,54,电容采取直观的数字标记法来指明容量,方法为: 电容表面印刷有容量的数值和单位,如1000F等。另外,耐压值也常印在表面。 单位缩写的方法来标记,如3n3代表3.3nF,33n代表33nF、4p7代表4.7pF等。 纯数字的方法来标记,如103,其中“10”代表容量的前两位数,最后一位“3”代表倍数(0的个数),单位一律是pF。所以103代表1

47、0 000pF,即10nF = 0.01F。类似的222代表2200pF、474代表470000pF,即470nF等。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,54,实操应用,3.5.1 电容基础知识,55,电容工作在电路中,需要考虑其耐压值的问题。如果在其两端的电压超过了这个值电容肯定是要烧毁的。如果电压超过得很夸张,那电容还会发生爆炸,殃及

48、其他元器件。电容的耐压值一般都会标记在其外壳上,在容量参数旁边往往都能找到其耐压值。如3n3的电容,其耐压值为2000V,说明施加在该电容两端的电压不能超过2000V。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,55,实操应用,3.5.2 电容的种类,56,电容分为涤纶电容、云母电容、瓷介电容、电解电容、可变电容等几种。 其中涤纶、云母、瓷介电容

49、为无极性电容,它们有图所示相同的电路符号和外观。无极性电容的两个管脚没有极性之分,可以调换使用。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,56,实操应用,3.5.2 电容的种类,57,电解电容是一种极性电容,其电路符号和外观如图所示,它在无极性电容电路符号的基础上多出了一个“+”号。标有“”号的一端为正极,另一端为负极。, 欢迎访问“电路飞翔网

50、”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,57,实操应用,3.5.2 电容的种类,58,注意,无论是铝电解电容还是钽电解电容都是有极性的电容,两个管脚有正、负极之分,在使用时切不可接反,否则很容易烧毁器件。此外,电解电容在选用时还需要注意其额定电压,在器件两端施加的电压值如果超过了额定电压,器件就会发热甚至爆炸。常用的额定电压有10V、16V、25V、35V、50V、

51、75V、100V、125V、300V等,如图所示的铝电解是一个容量为1000F、额定电压10V的器件。在已知电路工作电压VCC的情况下,要选择额定电压高于VCC的电解电容器件。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,58,实操应用,3.5.3 电源滤波,59,利用电容对电源进行滤波是一种最简单的方法。在整流全桥之后加上了一个滤波电容C1,这样

52、一来,从整流全桥输出的单向脉动电压信号在上升段给电容C1充电,而在下降段电容C1向负载R1放电而使电压不会马上掉下来,相当于滤波之后输出了一个直流电压信号。滤波电容C1根据负载电流大小和滤波需要一般选择容量范围为100F10000F,耐压值应该高于变压器的输出电压。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,59,实操应用,3.6.1 三端稳压基

53、础知识,60,稳压,也就要在负载等条件改变时尽量稳定、稳住电源的输出电压,使电路中的用电器不受影响。许多电子电路中都使用集成电路稳压器(IC regulator)对电源进行稳压。 集成电路稳压器按管脚的多少可分为三端固定式、三端可调式、多端可调式等。其中以三端式集成电路稳压器(简称三端稳压)最为常用。图示为78系列三端稳压的外观及管脚排布,该系列三端稳压可提供最大1A的电流,在大电流流过时发热量较大,所以在使用时通常都在器件背面安装散热器。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 mic

54、rocontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,60,实操应用,3.6.1 三端稳压基础知识,61,78系列三端稳压共有10个型号的器件(其管脚排布相同):7805、7806、7808、7809、7810、7812、7815、7818、7820、7824。每个型号后两位数字表示器件的稳压值。三端稳压基本应用电路:在220V AC经过变压器降压、整流全桥整流、电容滤波之后,输入到7805的IN端,从其OUT端输出的信号就形成稳定的5 V 直流电压(5V DC)。即便输入电压(市电)或负载电流在一定范围内变

55、化,三端稳压总能将输出电压维持在5V DC。电容C1、C3起到储能、滤波的作用,电容C2、C4容量较小,可对高频噪音进行滤波。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,61,实操应用,3.7.1 晶振基础知识,62,晶振(crystal,全称为“石英晶体振荡器”)是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件。每一个晶振都有自己惟一且稳定的固有振荡

56、频率,这个频率会印在晶振器件的外壳上。由于石英晶体的固有振荡频率不会随温度变化而改变,因此,晶振的振荡频率非常稳定,并且利用晶振设计的振荡器电路广泛应用于计算机、家电等各类电子系统中。图示为一种金属外壳封装的无源晶振外观,其两个管脚对应着电路符号中两端的引脚,没有极性之分。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,62,实操应用,3.8.1 单

57、片机最简系统,63,最简系统,是使用最少的外围元器件让单片机能够工作的电路。AT89S51单片机的最简系统如图所示,首先,单片机的VCC、GND接+5V以获得工作电源。此外,还多出了两个部分(阴影框),一个是复位电路,另一个是振荡器。最后还有一个细节,就是单片机的 (31管脚)也接到了+5V上。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,63,实

58、操应用,3.8.2 电源端(VCC、GND),64,AT89S51的VCC(40管脚)和GND(20管脚)分别为电源端和接地端,AT89S51的供电电压范围为直流+4.0+5.5V。电路中所有具有同名的电源标号或网络标号之间是连通的,只是为了电路图的美观,没有把这些连通的节点全部连接起来。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Zhang Y 主审:莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X,64,实操应用,3.8.3 时钟信号端(XTAL1、XTAL2),65,AT89S51单片机的XTAL1端(19管脚)、XTAL2(18管脚)内部有一个片内振荡器结构,但仍然需要在XTAL1和XTAL2之间连接一个晶振Y1,并加上两个容量介于2040pF的电容C1、C2组成时钟电路,如图所示。单片机上电后,用示波器可在XTAL1管脚观察到频率与晶振频率相同的方波信号。, 欢迎访问“电路飞翔网”获取更多信息 实例解读8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller 编著:杨欣Yang X 张延强Z

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