2020年单片机小系统PCB的设计开题报告.doc

单片机小系统 PCB的设计开题报告 选题意义 随着电子技术和通信技术的高速发展，单片机技术已经日益成 熟并且也渗透到国家经济的各个领域。 因此单片机是作为一个电子相 关专业的大学生必须要学好的科目， 而且通过熟练的掌握单片机技术 能让人们更好的学习更高级有关电子方面的芯片外部接口扩展的知 识和 学到更多关于电子行业的高端技术；在制作单片机开发板的时候能够更深入的了解单片机的内部结构和一些芯片使用和工作原理的知识。在制作单片机开发板的时候不只是仅仅的掌握硬件电路设计 的知识，还要了解更多的有关电子方面的一些常用软件， 例如；PROTEL软件，制作开发板时能够让我们更熟练的掌握电路图绘图的方法和PCB的印制方法。在做好硬件电路完备以后还要对功能模块写程序进 行调试，从而才能制作出有用的开发板， 在写程序的时候不仅能加强我们学习 C51和汇编语言知识的掌握， 更能让我们是一个软硬件兼备的电子人才。单片机具有成本低、 体积小、可靠性高、具有高附加值、通过更改软件就可以改变控制对象等优点， 单片机越来越成为电子工程师设计产品时的首选器件之一。 对在校大学生学习单片机意义是很重要的，让大学生的理论知识和动手能力得以结合， 因此拥有一块单片机开发板对单片机学习的人们具有着极其重要的意义。 国内外研究现状概述 单片机大概可以追溯到 20 世纪 70 年代。 1970-1974 年之间， 诞生了第一代 4 位单片机。这类单片机已经具有了并行 I/O 接口及一些常用的 A/D 和 D/A 等资源。这在当时来说是非常强大的， 通过灵活的控制能力，使其应用于电视机、收音机和电子玩具。随后，潘多拉的盒子便打开。 人们认识到单片机的潜在能力和市场价值， 各个公司 便投入了大量的研究力量。在 1974-1978 年，单片机进入 8 位时代。这个时期以 Intel 公司的 MCS-48系列单片机最具代表性。此时的单片机内部集成了更为强大的 8 位 CPU内核、多个并行 I/O 接口，同时增加了定时器 / 计数器及小容量的 RAM和 ROM等。1978-1983 年，Intel 公司的 MCS-51系列为代表，标志着进入高档 8 位单片机时代。这个时期的单片机工作频率、 硬件资源和 RAM/ROM容量等都有极大的突破， 创新地加入了串口通信接口及多级中断处理系统。 我们现在所广泛使用的单片机都仍以该内核为基础，因此，也常称为 51 系列单片机。随后，单片机市场便进入百花齐放、百家争鸣时代。各个厂商不仅在 增强单片机的性能， 还推出了不同类型的单片机， 例如 PIC 系列单片机、 ARM系列单 片机、AVR系列单片、C8051F系列单片机，以及 Cypress 的 Psoc 系列等。这便是我们现在看到的单片机领域的纷繁复杂格局 [1] 。 总的来说，现在的单片机产品线非常丰富， 4 位、8 位、16位 单片机乃至 32 位单片机均有其各自的应用领域。单片机的技术已经 深入人心，现在如果不会单片机，便很难跟上技术的发展。 由于单片机的体积小，成本低，运用灵活，性能价格高，易产品化；研究周期短，能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器；可靠性性高，抗干扰性强， BUS大多在内部，易采取电磁屏蔽，实用的温度范围宽，在各种恶劣的环境写都能正常的可靠工作； 实时控制能力强，实时响应速度快，可直接操作 I/O 接口；可方便地实现多机和分配控制，提高整个控制系统的效率和可靠性等特点单片机现在研究的成果已经运用到以下领域： 1）工业测控：对工业设备（如机床、汽车、高档中西餐厨具、锅炉、供水系统、生产自动化、自动报警系统、卫星信号接收等）进行智能控制，大大的降低了劳动强度和生产成本， 提高了产品质量的稳定性。 2）智能设备：用单片机改造普通仪器，仪表，读卡器，使其（集测量，处理、控制功能为一体）智能化、微型化。 3）家用电器：如高档的洗衣机、空调、电冰箱、微波炉、彩电、 DVD、音响、手机、高档电子玩具等，用单片机控制。 4）商用产品：如自动售货机、电子收款机、电子秤。 5）网络与通信的只能接口： 在大型计算机控制系统的网络系统或者通信电路域外围设备的接口电路中，用单片机控制或者管理，可大大的提高系统的运行速度和接口的管理水平。 如图形终端机、 传真机、复印机、绘图仪、磁盘 / 磁带机等。 主要研究内容 单片机学习效果的优劣直接取决于单片机的选择，这次设计制 作的开发板采用的是 51 系列的单片机， C51系列单片机内部具有 128 字节 RAM、5 个中断源、 32 条 I/O 口线、 2 个 16 位定时器、 4KB的程序存储器、一个全双工异步串行口。 本开发板选择具有 ISP 在线编程功能的 C51单片机，该单片机不需要烧写器， 可在开发板上 ISP 在线编程，具有广泛的应