(二)任务目标
通过本次任务的学习,使学生理解单片机最小系统板和外设板的区别,认识STC89C52主芯片外观和功能,认识数码管、LED、蜂鸣器等,能根据实物说出电容的容量、电阻的大小、元器件的正负极等。
“我的单片机”成品
图1-1 “我的单片机”成品
知识准备
1.51单片机
51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机,后来随着Flash ROM技术的发展,8004单片机取得了长足的进展,成为应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。
2.STC89C52芯片
STC89C52芯片如图1-2所示和图1-3所示,是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8 kB系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,但是做了很多的改进,使得芯片具有传统的51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和可编程的Flash系统,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
3.电阻
电阻(图1-4)是所有电子装置中应用最为广泛的一种元件,也是最便宜的电子元件之一。它是一种线性元件,在电路中的主要用途有限流、降压、分压、分流、匹配、负载、阻尼、取样等。
按电阻的制作材料来分,可分为金属膜电阻、碳膜电阻、合成膜电阻等。
按电阻的数值能否变化来分,可分为固定电阻、可变电阻(电阻值变化范围小)、电位器(电阻值变化范围大)等。
图1-2 STC89C52
图1-3 STC89C52引脚图
图1-4 各种电阻
按电阻的用途来分,可分为高频电阻、高温电阻、光敏电阻、热敏电阻等。
在电阻封装上(即电阻表面)涂上一定颜色的色环,来代表这个电阻的阻值。
以常用的四色环电阻为例:
前两个色环正常读数。比如,棕黑金金,棕黑就是10。
黑,棕,红,橙,黄,绿,蓝,紫,灰,白, 金, 银
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ±5%,±10%
倒数第二环,表示10的幂数。棕黑金金,倒数第二环的金就是10的-1次幂,就是0.1。
黑,棕,红,橙,黄,绿,蓝,紫,灰,白,金,银
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,-1,-2
最后一位,表示误差。棕黑金金,最后一环的金就是±5%。
黑, 棕, 红, 橙, 黄, 绿, 蓝, 紫, 灰, 白, 金, 银
--- ,±1,±2,---,---,±0.5,±0.25,±0.1,±0.05,---,±5,±10
所以如果是棕黑金金色的电阻,就是10 × 0.1±5% = 1±5%,也就是1 Ω误差5%的电阻。
各种电阻
4.电容
电容器(图1-5)容纳电荷的本领,通常简称为电容,用字母C表示。
图1-5 电容
电容
定义1:电容器,顾名思义,是装电的容器,是一种容纳电荷的器件。英文名称为capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制等方面。
定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。
电容与电容器不同。电容为基本物理量,符号C,单位为F(法拉)。
特点:
① 它具有充放电特性和阻止直流电流通过、允许交流电流通过的能力。
② 在充电和放电过程中,两极板上的电荷有积累过程,也即电压有建立过程,因此,电容器上的电压不能突变。
5.插针与开关
电路板上有些元件串联在电路中起着连接各个系统或电路模块的作用,如插针(图1-6),配合短路帽(图1-7)或杜邦线(图1-8)可连接电路板上的各个元件。此外,在电子元件中,还有各类开关(图1-9)控制电路的联通和断开。
图1-6 插针
图1-7 短路帽
图1-8 杜邦线
杜邦线
图1-9 各类开关
6.发光二极管
发光二极管简称为LED(图1-10),它由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。
当电子与空穴复合时,能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。根据化学性质,又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
LED被称为第四代光源,具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
7.数码管
数码管,也称作辉光管,如图1-11所示,是一种可以显示数字和其他信息的电子设备。玻璃管中包括一个金属丝网制成的阳极和多个阴极。大部分数码管阴极的形状为数字。管中充以低压气体,通常大部分为氖加上一些汞或氩。给某一个阴极充电,数码管就会发出颜色光,颜色视管内的气体而定,一般都是橙色或绿色。
图1-10 发光二极管
图1-11 数码管
发光二极管
数码管