MCS-51单片机外部串行接口扩展技术

7.1 MCS-51应用系统开发过程
7.1.3 软件设计
系统理解是指在开始设计软件前，熟悉硬件留给软件的接口地址，输入 输出方式，确定存储空间的分配；应用系统面板控制开关、按键、显示的设 置等等。 软件结构设计要结合单片机所完成的功能确定相应的模块程序。比如一 般子程序、中断功能子程序的确定。确定模块程序运行的先后顺序，绘制程 序整体框图。 程序设计和其它软件程序设计一样，首先要建立数学模型，选定数学算 法，绘制具体程序的流程图，做好程序接口说明。然后选定编程所用语言 （汇编语言或C语言）。以上程序编制时可以采用WAVE、KeilC等集成编辑软 件的软件模拟仿真功能进行软件模拟调试。无误后通过编辑软件的汇编功能 转换成机器码，然后联机调试。
8.1 AT89S51单片机
8.2 AT89C52单片机
AT89C52单片机是ATMEL公司二十世 纪九十年代初期推出的增强型单片机， 它完全兼容标准型的AT89C51，并在 AT89C51的基础上增加了128字节的内RAM、 4K字节Flash存储器、T2定时器等功能。
8.2 AT89C52单片机
加密方式等功能方面有所区别。
Leabharlann Baidu
8.3 AT89C1051/2051/4051单片机
AT89C1051引脚图
AT89C2051/4051引脚图
8.4 其它51系列单片机
台湾华邦W77E5x系列 菲利普的LPC76X系列 新飞龙的C8051F系列 STC系列89C系列 … … … …
感谢下 载
✓系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功
能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。
✓系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯
片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选
择低功耗产品。
7.1 MCS-51应用系统开发过程
✓可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括 芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。 ✓单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不 足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增强驱动能力 或减少芯片功耗来降低总线负载。 ✓尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之 间相互干扰也越强，功耗也增大，也不可避免地降低了系统 的稳定性。 ✓整个硬件系统保证电器信号的准确性，输出执行部件能按照 输出电器信号正确运行。(上电状态，大都时间继电器状态) ✓工艺设计，包括机架、机箱、面板、配线、接插件等，必须 考虑安装、调试、维护的方便。
这种方法所需投资少，快捷方便，适合于小型单片机应用系 统或熟练的单片机应用系统开发者。
7.1 MCS-51应用系统开发过程
7.1.5 系统调试
用 仿
户 真
系 头
统
仿
真 插
仿真器
排
PC机
编程器
PC机
7.2 系统举例
7.2.1 温度测量控制系统（97年大学生电子设 计竞赛题） 7.2.2 数字化语音回放系统（99年大学生电子 设计竞赛题） 7.2.3 集中式电子式电能表（带多种网络结构）
教学要求： 本章让学生了解几种常用外部串行总线工作
方式。熟悉常用串行接口芯片X5045、HD7279、 TLC1543、TLC5165的工作原理、接口电路设计 与程序设计。
第6章 MCS-51单片机外部串行接口扩展技术
• 6.1 几种外部串行总线工作方式 • 6.2 串行E2PROM X5045接口扩展技术 • 6.3 串行专用键盘/显示器接口芯片
第8章 AT89系列单片机简介
教学要求： 本章让学生了解目前市场上常用的AT89系列
中带在系统编程功能的AT89S51、增强型功能的 AT89C52 以 及 简 易 型 的 AT89C1051/2051/4051 单 片机的特点和功能，达到学生能使用这些单片 机的目的。
8.1 AT89S51单片机
般过程和概念。通过几个实例设计让学生理解 单片机应系统设计的实际内涵。理解智能现代 电子设计的过程。能够独立进行简单应用系统 设计。
7.1 MCS-51应用系统开发过程
7.1.1 明确任务
理解系统、设计方案
7.1.2 硬件设计
✓尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系
统的标准化、模块化打下良好的基础。
7.1 MCS-51应用系统开发过程
7.1.4 印刷电路板计算机辅助设计
✓电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的 影响。注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增 大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果。布线时避免90度折线，减少高 频噪声发射。 ✓注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来， 晶振外壳接地并固定。 ✓用地线把数字区与模拟区隔离。数字地与模拟地要分离，最后在一点接于 电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则。 ✓单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小相互干扰。 大功率器件尽 可能放在电路板边缘。 ✓整板设计完成后，要及时检查信号走线和连接是否正确符合设计标准，器 件标注是否正确完整，同时还要注意整体外观形象。
7.1 MCS-51应用系统开发过程
7.1.5 系统调试 软件调试
单片机硬件系统测试合乎要求后，开始软件调试。软件调试 一般是联机调试，经常采用PC+在线仿真器+编程器或PC+模拟仿 真软件+编程器两种方法。 （1）PC+在线仿真器+编程器
这种方法一般是初学者或者开发大系统采用的方法。需要PC 机、硬件仿真器、编程器。硬件仿真器有完善的硬件资源和监 控程序，能实现对用户目标码程序的跟踪调试，直观上感觉到 每步或过程执行的效果，及时的侦错和排除错误。 （2）PC+模拟仿真软件+编程器
第7章 MCS-51应用系统开发与设计
教学提示： 单片机的应用十分广泛，其中重要的是单
片机应用系统设计。单片机应用系统设计是对 所学习的单片机知识的综合应用。在理解单片 机软件和硬件的基础上把它们结合在一起构成 一个电子应用系统，向智能现代电子系统发展。
第7章 MCS-51应用系统开发与设计
教学要求： 本章让学生了解单片机应用系统设计的一
第6章 MCS-51单片机外部串行接口扩展技术
教学提示： 随着电子技术的发展，出现了很多新型的串
行数据传输总线。相应地，许多新型外围器件 都支持这些总线接口。串行总线接口灵活，占 用单片机资源少，系统结构简化，极易形成用 户的模块化结构。现代单片机应用系统广泛采 用串行总线接口技术。
第6章 MCS-51单片机外部串行接口扩展技术
HD7279
• 6.4 串行A/D转换接口芯片TLC1543 • 6.5 串行D/A转换接口芯片TLC5615
6.1 几种外部串行总线工作方式
• 6.1.1 SPI串行总线(Motorola公司) • 6.1.2 I2C总线(Philips公司 ) • 6.1.3 单总线(DALLAS公司 ) • 6.1.4* Microwire串行总线(NS公司)
电能计量原理：W=PT 取样：直接取样、互感器 专用芯片：AD7755/BL0932/CS5460 原理：电子计数器＋存储＋显示＋通信等 几个概念：允差（精度/级）、脉冲常数、启动电流、 倍率、潜动、校表、老化
集中式电子式电能表
电能计量原理：W=PT 取样：直接取样、互感器 专用芯片：AD7755/BL0932/CS5460 原理：电子计数器＋存储＋显示＋通信等 几个概念：允差（精度/级）、脉冲常数、启动电流、 倍率、潜动、校表、老化
7.1 MCS-51应用系统开发过程
7.1.5 系统调试 硬件调试 （1）对印刷板质量检查、测试，是否同电路板 图一致。对所用的元器件质量检查。两者无误 后进行下一步。 （2）按照印刷板上的器件名称、标识焊接好各 个元器件。 （3）采用万用表、示波器、信号发生器等一 般调试工具和测试软件对硬件电路电器系统测 试，看是否能正常工作。
8.3 AT89C1051/2051/4051单片机
AT89C1051/2051/4051是ATMEL公司陆续推出的 简易型封装形式的MCS-51系列的单片机，在一些外 围接口比较简单的场合，上述的几款单片机更具有 体积小、功耗低、价格低廉等方面的优势。由于上 述单片机均采用了AT89C51内核，因此在指令系统、 电源工作范围、Flash擦除寿命次数、振荡频率范 围、低功耗模式等多个指标上是与AT89C51是一样 的，但在内RAM容量、Flash存储器容量、定时器数 量、串行口、中断数量、I/O端口数量、驱动能力、
第8章 AT89系列单片机简介
教学提示：
前 面 介 绍 的 AT89C51 是 ATMEL 公 司 生 产 的 MCS51系列单片机的标准型产品，在单片机应用系统中， 根据设计任务的要求，我们还经常用到其增强型、简 易型以及近年流行的具有在系统编程功能的AT89S系 列单片机。这些单片机大都具有8031的内核，无论在 内部的结构、功能、引脚定义，还是指令系统、电气 特性，都具有相当的兼容性，当然，每一款单片机的 产生都有其独特的功能优势，这里我们主要介绍常用 的几款单片机与AT89C51单片机的不同点。