单片机最小系统课程设计
MCS---51单片机最小系统设计
MCS-51单片机最小系统设计目录第一部分课程设计任务书 (1)一、课程设计题目 (1)二、课程设计时间 (1)三、课程设计提交方式 (1)四、设计要求 (1)第二部分课程设计报告 (2)一、单片机发展简史 (2)二、MCS-51单片机系统简介 (2)三、设计思路 (2)四、硬件设计电路 (3)五、软件设计流程 (3)六、程序源代码 (3)七、结束语 (12)八、参考文献 (12)第一部分课程设计任务书一、课程设计题目MCS-51单片机最小系统设计二、课程设计时间一周三、课程设计提交方式提交打印课程设计报告四、设计要求①通过单片机内定时器控制走时，准确持续走时，调时不影响走时。
②在八个数码管上显示时、分、秒及两个小数点。
③含有闹钟功能，可以选择闹钟开关，可以设定闹铃时间。
④到达闹钟时刻蜂鸣器警报，可以关掉警报。
第二部分课程设计报告一、单片机发展概况单片机的发展概况1971年微处理器研制成功不久，就出现了单片微型计算机即单片机，但最早的单片机是1位的，处理能力有限。
单片机的发展可分为4个阶段：第一阶段（1974 -1976年）：单片机初级阶段。
因为受工艺限制，单片机采用单片的形式而且功能比较简单。
例如美国仙童公司生产的F8单片机，实际上只包括了8位CPU（中央处理单元，Central Processing Unit的简称）、64个字节的RAM（随机存储器，Random Access Memory的简称）和2个并行接口。
第二阶段（1976—1978年）：低性能单片机阶段。
以Intel公司制造的MCS－48系列单片机为代表，该系列单片机片内集成有8位CPU、8位定时器/计数器、并行I/O接口、RAM和ROM（只读存储器，Read-Only Memory的简称）等，但是最大的缺点就是无串行接口，中断处理比较简单而且片内RAM和ROM容量较小且寻址范围不大于4KB。
二、MCS-51单片机系统简介MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。
51最小系统课程设计
51最小系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解51单片机的结构组成和最小系统的工作原理。
2. 学生掌握51单片机的指令系统，能够阅读并编写简单的程序。
3. 学生能够描述51单片机在嵌入式系统中的应用。
技能目标：1. 学生能够使用Keil软件进行51单片机的程序设计，完成基础编程任务。
2. 学生能够运用51单片机知识，设计并搭建简单的电路系统。
3. 学生能够运用调试工具，对51单片机程序进行调试和故障排查。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电子技术的兴趣和热情。
2. 学生在学习过程中，养成团队协作、自主探究的良好习惯。
3. 学生能够认识到科技发展对国家经济和社会进步的重要性，增强科技创新意识。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，旨在帮助学生掌握51单片机的基本知识和应用技能，为后续深入学习嵌入式系统打下基础。
学生特点分析：本课程针对初中年级学生，他们在认知能力、动手能力和逻辑思维方面具备一定的基础，但需加强对电子技术的实际应用和创新能力培养。
教学要求：1. 教学内容与实际应用紧密结合，提高学生的实践能力。
2. 教学过程中注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题。
3. 教学评价关注学生知识掌握、技能运用和情感态度价值观的培养。
二、教学内容1. 51单片机基本结构：介绍51单片机的内部结构，包括CPU、存储器、I/O 口、定时器/计数器等组成部分及其功能。
教材章节：第一章 51单片机概述2. 最小系统组成：讲解51单片机最小系统的构成，包括电源、晶振、复位电路等，分析各部分作用及相互关系。
教材章节：第二章 51单片机最小系统3. 指令系统：学习51单片机的指令集，包括数据传送、逻辑运算、算术运算等指令，并通过实例进行讲解。
教材章节：第三章 51单片机指令系统4. 程序设计：教授Keil软件的使用，编写简单的51单片机程序，掌握程序框架及基本编程技巧。
教材章节：第四章 51单片机程序设计5. 电路设计与搭建：学习如何设计51单片机电路，包括元器件选型、电路图绘制、电路搭建和调试。
单片机最小系统(详解)设计报告
摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本次课程设计包括STC89C51单片机最小系统（包括复位和时钟电路）还有蜂鸣器电路、LED电路和RS232串口电路以及用于扩展功能的四排与I/O端口相连的插孔。
利用Protel电路设计软件进行原理图设计，PCB布线，借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会工程软件protel的使用。
关键词：最小系统，I/O端口，STC89C51, PCBAbstractRecent years, with the penetration of computers in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, while driving traditional control detects the rapidly growing updated. In the real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only the microcontroller knowledge is not enough, should be based on the specific hardware architecture, as well as application-specific software features object combine to make perfect .The curriculum includes the SCM STC89C51 minimum system (including reset and clock circuit) and the buzzer circuit, eight digital tube display circuit, RS232 serial port circuitry, and used to extend the functionality of the four rows with the I / O ports are connected jack. Protel circuit design software for the use of schematic design, PCB layout, thereby consolidating microcontroller applications, analog circuits, digital circuits courses and learn to use engineering software Protel.Keyword：minimum system,I/O Port, STC89C51, PCB1．单片机系统的结构1.1 单片机的内部结构 一个基本的MCS-51单片机通常包括：中央处理器、ROM 、RAM 、定时/计数器和I/O 口等各功能部件，各个功能由内部的总线连接起来，从而实现数据通信。
51单片机最小系统的设计与制作(推荐初学者)
51单片机最小系统制作(推荐初学者）实物图功能：1.流水灯2.数码管动态显示3.蜂鸣器唱歌4.红外遥控接受遥控近照：背面：虽然先看着多点。
但其实一点也不复杂，只能说费事而已。
八位LED灯八位LED灯蜂鸣器:蜂鸣器是从网卡上拆下来的，数码管一、确定任务开发单片机最小系统二、任务分析:该系统具有的功能:（1）具有2位LED数码管显示功能。
（2）具有八路发光二极管显示各种流水灯。
（3）可以完成各种奏乐,报警等发声音类实验。
（4）具有复位功能。
三、功能分析（1）两位LED数码管显示功能，我们可以利用单片机的P0口接两个数码管来现这个功能；（2）八路发光二极管显示可以利用P1口接八个发光二极管实现这个功能；（3）各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。
（4）利用单片机的第9脚可以设计成复位系统，我们采用按键复位；利用单片机的18、19脚可以设计成时钟电路，我们利用单片机的内部振荡方式设计的。
四、设计框图五、硬件电路设计根据本系统的功能，和单片机的工作条件，我们设计出下面的电路图。
本人又添加了红外一体化接收头。
可以对单片机进行遥控了。
使用USB口供电。
六、元件清单的确定：数码管：共阴极2只（分立）电解电容：10UF的一只30PF的电容2只220欧的电阻9只4.7K的电阻一只1.2K的电阻一只4.7K的排阻一只，12MHZ的晶振一只有源5V蜂名器一只AT89S51单片机一片常开按钮开关1只紧锁座一只（方便芯取下来的，绿色的）发光二极管（5MM红色）8只万能板电路版15*17CMS8550三极管一只4．5V电池盒一只，导线若干。
七、硬件电路的焊接按照原理图把上面的元件焊接好，详细步骤省略。
八、相关程序编写针对上面的电路原理图，设计出本系统的详细功能：（1）、第一个发光二极管点亮，同时数码管显示“1”。
（2）、第二个发光二极管点亮，同时数码管显示“2”。
（3）、依次类推到第八个发光二极管点亮，同时数码管显示“8”。
Get清风单片机最小系统的设计与制作 单片机课程设计
单片机最小系统的设计与制作单片机课程设计单片机课程设计报告——单片机最小系统的设计与制作学院：信息与电气工程学院姓名：马杰学号：0804040234指导老师：曾照福设计时间：2021.5.30—2021.6.10目录摘要1一、设计与制作目的2二、设计与制作要求2三、设计方案比拟说明3四、原理说明54.1 单片机的选择54.2 显示电路64.3 4*4矩阵键盘电路和4个独立键盘电路74.4 存储电路84.6 LCD接口114.7 程序下载接口114.8 电源电路134.9 温度测量接口134.10 跳线电路13五、程序流程图及说明错误!未定义书签。
六、程序清单及注释15七、硬件调试及调试结果15八、软件测试及其结果17数码管测试178.2 键盘测试178.3 24C02存储电路测试188.4 DS1302 实时时钟电路测试188.5 DS18B20温度测量电路测试18九、测试仪器及测试结果19十、结果分析及设计心得20参考文献21附录1：原理图、PCB图以及实物图21 附录2：程序清单21附录3：元器件清单86摘要随着单片机的应用越来越广泛，比方日常生活中的电冰箱、洗衣机、微波炉等等，都是用单片机作为MCU来控制这些器件，对于我们来说，学习单片机是非常有必要的，而单片机的最小系统更是我们学习单片机的根底。
此次需要设计的单片机最小系统中，除了电源电路、复位电路、晶振电路外，还需要4*4矩阵键盘、4个独立键盘、8位数码管显示电路、存储电路、实时时钟电路、温度测量接口、LCD接口、程序下载接口。
因为单片机只有32个口，所以这32口如何合理的分配给这些模块是本设计的重点，但是由于大多数同学编程还不是过硬，故最好选择直接用I/O进行控制的系统，而不要用锁存器等在编程中要设置相应模式的器件，这个要求使得对单片机的32个I/O如何分配的问题更加重要。
在设计完这个单片机最小系统后，最起码要实现以下功能：数码管能显示数字和字母；设置按键和数码管，当按下相应键时，可以在数码管上显示设置的数字和字母，如1、2、3、A、b等等；设置数码管能使其显示数字和字母；设置数码管和24C02芯片，能在掉电后还显示掉电之前的内容；设置DS1302芯片，能用数码管或液晶显示年月日和实时时间；设置DS18B20芯片，能用数码管或液晶显示实时温度。
MC9S12XS单片机最小系统课程设计
（一）、实验要求
实验8.2 输入捕捉
①使用PT4引脚；数码管轮流显示2~8；
②要求：数码管显示使用A口（段码），B口（位码）
（二）、所涉及的内容
输入捕捉是通过捕获自由运行计数器来监视外部事件，主要用于信号检测、频率测量、脉冲宽度和输入计数。定时器的输入捕捉功能的基本形式：
BELL区：蜂鸣器模块。该区域提供了一个蜂鸣器，用以完成GPIO控制外设实验。
AD区：A/D实验扩展模块。该区域通过两个电位器，提供可变模拟电压输出，用于完成A/D模块实验。
TEMPER区：18B20温度检测模块，用于完成测温实验。
LED区：8位LED灯模块。该区域提供8位LED灯，实现LED灯的控制。
const unsigned char g_LED_Seg_Table[17] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07,
0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x00};
//共阴数码管字形表定义
C4I
C3I
C2I
C1I
C0I
C7I~C0I:输入捕捉或输出比较相应通道的中断使能
0输入捕捉或输出比较相应通道的中断屏蔽。
1输入捕捉或输出比较相应通道的中断使能。
（三）、实验电路图
（四）、程序编译
#include <hidef.h> /* common defines and macros */
#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */
单片机教案-1.单片机最小系统
茂名市高级技工学校一体化教学教案（首页）
编号：QD - 0709 - 09 版本号：B/0 流水号：
授课教师：陈士亮19 年9 月27 日审阅者：年月日
教学过程
STC89C52，它需要 5V 的供电系统，我们的开发板是使用 USB 口输出的5V 直流直接供电的。
从图 2-1 可以看到，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 之间还有个电容晶振，又叫晶体振荡器，从这个名字我们就可以看出来，它注定一生都要不停振荡的。
它起到的作用是为单片机系统提供基准时钟信号，类似于我们部队训练时喊口令的人，单片机内部所有的工作都是以这个时钟信号为步调基准来进行工作的。
STC89C52 单片机的 18 脚和 19 脚是晶振引脚，我们接了一个 11.0592M 的晶振（它每秒钟振荡 11,059,200 次），外加两个 20pF 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。
图左侧是一个复位电路，接到了单片机的 9 脚 RST(Reset)复位引脚上，这个复位电路如何起作用我们后边再讲，现在着重讲一下复位对单片机的作用。
单片机复位一般是 3种情况：上电复位、手动复位、程序自动复位。
单片机最小系统的设计
真值表如下：
五、单片机系统的基本外设 RS232串行接口
术语解释：RS232接口是1970年由美国电子工业协 会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机 终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它 的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备 （DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。
了解了锁存器的功能以后，就知道如何操 作板载LED了，首先将JP1用跳线器短路， 确保为LED提供工作电压。其次将锁存器 的LE端设置为低电平，最后往锁存器数据 输入端口D1-D8输入电平数据就可以了。 由于本电路采用的是共阳结构，只有当锁 存器输出为低电平的时候LED方可点亮， 反之高电平熄灭，设计程序的时候需注意 这点。
我们使用的51单片机需要在+5V的直流电的坏境下，才能够 稳定的工作（并不是所有的单片机都是工作在+5V，有的低 电压单片机的工作电压为3.3V，有的甚至更低）。而在直流 电源中，一般会有正电源和地两根线。单片机的接+5V的引
脚为40引脚VCC，而接地引脚为20引脚GND。
二、单片机系统的基本外设 键盘电路
本系统板采用动态显示的原理设计，电路如下： 其中JP2为数码管电源跳线，使用数码管时，必 须用跳线帽将其短路。Q2-Q9为PNP型扩流三 极管，为每位数码管公共端提供约80mA的电源。 R4-R11为三极管的基极偏流电阻，当B0-B7 端电压低于4.3V时，PNP管导通，为数码管提 供公共电压。74HC573为锁存器，功能在上一 章已经说明，在此不再赘述。74HC138为3-8 译码器，当一个选通端（E3）为高电平，另两个 选通端（E1)和/(E2)）为低电平时，可将地址 端（A0、A1、A2）的二进制编码在一个对应的 输出端以低电平译出。
单片机最小系统课程设计
目录摘要 (1)Abstract (2)1.方案设计与论证 (3)1.1 课设任务要求 (3)1.1.1硬件设计 (3)1.1.2软件功能设计 (3)1.1.3 基本要求 (4)1.2 基本原理 (5)1.2.1 系统框图 (5)1.2.2 各部分功能简介 (5)1.3 方案选择 (6)1.3.1 数码管选择 (6)1.3.2 串口通信 (6)2. 系统硬件设计 (7)2.1 单片机最小系统 (7)2.1.1 STC89C52单片机简介 (7)2.1.2 复位电路 (7)2.1.3 晶振电路 (8)2.1.4 最小系统整体电路图 (9)2.2 矩阵键盘 (10)2.2.1矩阵键盘的原理与检测方式 (10)2.2.2 矩阵键盘电路部分及其说明 (11)2.3 数码管显示电路 (11)2.4 串口通信电路 (13)2.5总体电路 (15)3.系统软件设计 (17)3.1 软件介绍 (17)3.1.1 程序编写软件Keil (17)3.1.2仿真软件Proteus (17)3.1.3下载程序软件STC-ISP (18)3.1.4电路设计软件Protel (18)3.2软件设计 (18)3.2.1 总体设计规划 (18)3.2.2 各主要函数流程图 (19)4. 仿真测试 (22)4.1 数据输入输出测试 (22)4.2 串口通信测试 (24)4.3 仿真结果分析 (25)5.心得体会 (26)6. 参考文献 (27)附录一：元件清单 (28)附录二：实物图 (30)附录三：C51程序 (32)摘要单片微型计算机简称单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。
随着电子技术的发展，大规模及超大规模集成电路和制造工艺的进一步提高，单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，广泛应用于控制系统、数据采集系统、智能化仪器表等领域。
本次课程设计包括单片机最小系统（包括复位和时钟电路）及供电系统、4*4矩阵键盘、6个8段LED数码管显示电路及串口下载电路,可以实现数据输入、数据显示和串口通信三种功能。
基于AT89C51单片机的最小系统设计
基于AT89C51单片机的最小系统设计组员：田竹、王维、袁倍明摘要：本次实验课题为设计一个基于AT89C51单片机的最小系统。
用P1口设计流水灯，用P2口和P0口分别作段选和位选设计了六位数码管的静动态显示和简易的电子钟，用P3口设计了一个4*4的矩阵键盘，并用蜂鸣器实现了唱歌功能和键盘按下的声响，用62256扩展内部RAM，还扩展并实现了LCD1602的静动态显示，最后通过ADC0809和DAC0832分别实现了A/D、D/A转换功能。
一、系统电源用MC7805集成稳压器将输入电压转为+5V稳压给系统供电。
二、晶振（12MHZ）及复位电路采用12MHz的外部晶振，给系统提供时钟信号。
并采用了按键复位电路。
三、流水灯功能描述：让8个led灯循环闪烁源程序：流水灯ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV A,#11111110B LOOP:MOV P1,A;给P1口送值LCALL DLYRL A ;循环左移LJMP LOOPDL Y:MOV R7,#250 ;延时子程序DLY1: MOV R6,#200DJNZ R6,$DJNZ R7,DLY1RETEND四、数码管功能描述：数码管动态显示1~6源程序：ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:MOV P0,#0MOV P2,#0F9HSETB P0.0LCALL DELAYCLR P0.0MOV P2,#0C4HSETB P0.1LCALL DELAYCLR P0.1MOV P2,#0D0HSETB P0.2LCALL DELAYCLR P0.2MOV P2,#99HSETB P0.3LCALL DELAYCLR P0.3MOV P2,#92HSETB P0.4LCALL DELAYCLR P0.4MOV P2,#82HSETB P0.5LCALL DELAYCLR P0.5LJMP STARTDELAY: MOV R5,#10D1: MOV R6,#20D2: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RETEND五、4*4矩阵键盘和蜂鸣器功能描述：通过按键让数码管显示0-F，按键按下时，蜂鸣器响一下。
(完整word版)单片机最小系统设计
单片机最小系统设计✧单片机最小系统部分●AT89C52的结构特点及引脚特●硬件框图✧键盘部分✧电源部分●固定电源●可调电源（5—12V）✧软件编程✧单片机最小系统部分●AT89C52的结构特点及引脚特性：为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。
功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。
各引脚特性：1.P0 口P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时，每位能吸收电流的2.P1 口P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑3.P2 口P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑4.P3 口P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。
P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻5.RST复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
6.ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。
一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。
要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。
对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。
该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将A LE 激活。
此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。
单片机最小系统的设计与制作
设计课题题目：单片机最小系统的设计与制作一、设计任务与要求自制一套单片机最小系统，具有显示和键盘输入，并设计该系统具有实现时钟、温度测量。
1．显示日期功能（年、月、日、时、分、秒以及星期）。
2．可通过按键随时调整年、月、日或时、分、秒。
3．可显示温度。
二、系统设计方案方案一、最小系统以51单片机为核心，其包括复位电路、晶振电路、按键电路、显示电路等。
外围电路可以利用单片机控制温度传感器DS18B20进行实时的温度检测，并在其中加入DS1302时钟芯片以获取时间，利用按键进行随时的时间调节。
系统框图：DS18B20通过一条I/O接口与单机机相连进行温度的读与写操作，DS1302与I /O 接口相连获取时间，通过按键的扫描进行时间的调节，并在LCD1602上显示。
三、单元电路分析与设计1．晶振电路单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。
引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。
这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。
外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。
对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为30pF。
2.复位电路复位是由外部的复位电路来实现的。
片内复位电路是复位引脚RST通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式，此电路系统采用的是按键手动复位电路，高电平时复位。
当时钟频率选用12MHz时，C取10μF，R约为1K。
3.按键电路因为本设计需要的键盘比较少，所以采用独立式键盘。
在键盘的应用中，需要解决键盘消抖的问题，一般使用的是软件消抖的方法。
加10k的上拉电阻用来提高抗干扰能力。
其中K1是复位键，K2、K3个是调整时间增加、减少的键，K4是切换年、月、日及时、分、秒的显示状态并在所切换的显示状态下配合加减两个键调整时间。
课程设计书最小单片机
课程设计书最小单片机一、课程目标知识目标：1. 理解最小单片机的概念、功能及其在生活中的应用；2. 掌握最小单片机的硬件结构，了解其主要性能参数；3. 学会使用最小单片机的编程语言进行基本程序编写。
技能目标：1. 能够正确连接最小单片机的硬件电路，进行基本的电路调试；2. 能够运用所学知识，设计简单的基于最小单片机的控制系统；3. 能够通过编程实现最小单片机的功能，解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术、编程技术的兴趣，提高学生探索新技术的热情；2. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中沟通、协作，共同解决问题；3. 增强学生的创新意识，鼓励学生敢于尝试、勇于实践，培养解决实际问题的能力。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识与实践操作，培养学生对最小单片机的综合应用能力。
学生特点：学生处于高年级阶段，具有一定的电子技术基础和编程能力，求知欲强，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生动手实践，培养学生在实际操作中发现问题、解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握最小单片机的相关知识，具备一定的实际应用能力。
二、教学内容1. 最小单片机基础知识：- 最小单片机的定义、分类及特点；- 最小单片机的硬件结构及工作原理；- 最小单片机的性能参数及选型。
2. 最小单片机编程语言：- 汇编语言基本概念及指令系统；- C语言在最小单片机中的应用；- 最小单片机编程技巧及注意事项。
3. 最小单片机硬件连接与调试：- 常用电子元器件的识别与使用；- 最小单片机外围电路设计；- 电路调试方法及故障排查。
4. 最小单片机应用实例：- 基本输入输出控制；- 定时器、中断等功能的实现；- 简单智能控制系统的设计与实现。
教材章节关联：1. 《单片机原理与应用》第一章：单片机概述；2. 《单片机原理与应用》第二章：单片机硬件结构；3. 《单片机原理与应用》第三章：单片机编程语言；4. 《单片机原理与应用》第四章：单片机外围电路设计；5. 《单片机原理与应用》第五章：单片机应用实例。
单片机最小系统设计
单片机课程设计实验报告题目：单片机最小系统设计指导老师：xxx姓名：xxx学号：xxx日期：2011.12.25一、设计任务设及要求1、设计任务设计一个单片机系统（包括单片机最小系统、4个独立式按键及8个发光二极管、6个数码管和一个蜂鸣器），能用Protel绘出其原理图，并进行Proteus仿真，完成单片机综合开发板的键盘、显示等程序的编写、编译和调试。
2、设计要求（1）原理图要清楚，标注元件参数；（2）A4打印正式原理图；（3）要求用统一格式封面；（4）图要均匀分布，合理布局二、方案论证1.设计方案：选用ATC51单片机作为最小系统的控制器，设计电源电路、时钟电路、复位电路完成其基本功能。
串行通讯则采用为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片和D9端口,实现系统数据下载；设计LED电路和蜂鸣器电路，实现简单扩展功能。
三、硬件部分1.复位电路复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。
AT89S系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。
按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。
2.时钟电路AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，如电路原理图所示在引脚XTAL1和XTAL2跨接晶振Y1和微调电容C1和C6。
电容一般选择30pf，电容的大小会影响振荡器频率的高低，稳定性和速度。
晶振的频率选择12MHz。
3.按键电路每按一次按键，可以增加一次led灯闪烁的时间，灯闪烁到达十次，用蜂鸣器警报，设计要求不能用单片机，只能用纯电路搭建。
单片机最小系统课程设计
当交通灯上电复位后或者按下结束键S2，主干道和次干道交通灯都熄灭，数码管显示“P.”，结果如图18所示；当按下开始键S1后，主干道方向就开始亮绿灯，次干道方向开始亮红灯，显示器并开始从60s倒计时，结果如图19所示；当按下紧急键S3后，主干道方向和次干道方向均亮红灯，显示器并开始从10s倒计时，其结果如图20所示；
当是S1按下，数码管将开始主干道60秒，次干道30秒倒计时，并且东西南北相应的灯亮起。当S2按下，将显示“P.”，并且发光二极管全部熄灭。当S3按下，数码管将开始10秒倒计时，并且东南西北所有的红灯都亮起。
3.2程序流程图
根据设计要求，程序框图如下图所示。由汇编语言完成。软件设计可以分为以下几个功能模块：
黄灯亮
上表说明开始主干道绿灯亮，次干道红灯亮，并且同时数码管从60s开始倒计时，等倒计时完，开启3秒的倒计时，主干道绿灯亮，黄灯闪，次干道红灯亮，此次计时结束，主干道红灯亮，次干道绿灯亮，同时数码管从30s开始计时，等到计时玩，开启3秒的倒计时，次干道绿灯灭，黄灯闪，主干道还是红灯亮，计时结束，一轮循环就此完成。
(2)．若有应急车辆：
甲，乙干道红灯同时亮起，且允许应急通车时间为10秒，再恢复正常通行。
2.2原理说明
(1).交通灯的设计框如图1所示：
图1交通灯的设计框图
2.3功能模块的设计
2.3.1晶振电路
晶振电路由一个12M的晶体振荡器和两个33pF的瓷片电容组成。如图2所示：
图2晶振电路
钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，从而达到控制时间的效果。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地作。
上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作。上电瞬间RET引脚获得高电平，随着电容的充电，RET引脚的高电平将逐渐下降。RET引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。
单片机最小系统课程设计论文
重庆文理学院《EDA技术》课程设计论文题目：单片机最小系统院（系）：电子电气工程专业：电子信息科学与技术学生姓名：王星学号：201008054011指导教师：谭菊二○一二年五月二十七日摘要：本次课程设计是利用电子设计软件DXP 2004画出单片机最小系统图。
其中有些元件要求自己制作封装，在元件库中不一定能找到。
而后要将原理图转换成PCB图，并进行合理布局和布线。
关键字：电源模块、复位电路、振荡电路、单片机最小系统目录一、概述 (2)二、电路介绍 (3)三、原理图绘制 (4)1、原理图绘制方法2、单片机最小系统原理图3、最小系统PCB板四、模块功能说明 (6)1、电源模块2、复位电路3、振荡电路五、总论和体会 (9)六、印制电路板的制作 (9)一、概述单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.二、电路介绍51单片机最小系统电路介绍1.51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。
2.51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。
3.51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好4.P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。
设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。
计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。
设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。
在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。
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1.2 单片机的基本结构
AT89S52单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：
此外，有的单片机可能拥有更多的硬件资源。所有这些资源可分为以下3类，它们均通过单片机内部的特殊功能寄存器（SFR）来进行控制和管理。
对CPU的支持功能。指用于增强CPU控制能力、运算能力和保证它正常工作的一些功能和机制。
内置的外围设备。指拥有独立功能的片内设备，比如，模拟比较器、DAC、ADC、可编程计数阵列（PCA）、高速I/O，脉宽调制器（PWM）、液晶显示器（LCD）驱动电路等等。
电容是起到过滤电路中的振荡电流的作用，稳定电流。这里，滤波电容是必须的，因为电源的输入电压并不一定很干净，可能有杂波，也可能有尖峰毛剌，这两个电容可以滤掉这些东西，使电源变得更加稳定和平滑。S1为电源开关。
图3-3电源电路
3.2.3 程序下载电路
MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。
键盘扫描方法是：行线P14~P17为输出线，列线P10~P13为输入线。一开始单片机将行线（P14~P17）全部输出低电平，此时读入列线数据，若列线全为高电平则没有键按下，当列线有出现低电平时调用延时程序以此来去除按键抖动。延时完成后再判断是否有低电平，如果此时读入列线数据还是有低电平，则说明确实有键按下。最后一步确定键值。
1、中央处理器
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
2、数据存储器(RAM)
AT89S52内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
6、全双工串行口
AT89S52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
7、中断系统
AT89S52具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
8、时钟电路
3ห้องสมุดไป่ตู้程序存储器(ROM)
AT89S52共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
4、定时/计数器(ROM)
AT89S52有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
5、并行输入输出(I/O)口
AT89S52共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
单片机小系统主控制模块中振荡电路通常是在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器。
单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。
晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
输出显示：是指单片机将需要显示的数据发送到LED、液晶等显示模块，并控制LED等显示模块按照一定的格式显示的功能，此外，输出对象还有电机、传感器等特殊的功能器件。
外围功能器件：单片机只是控制器件，对应于一定的设计要求，需要加入特定的功能器件，例如外部储存器。单片机通过对外部存储器的读写操作，完成对数据的储存和读取，从而扩展单片机的储存单元和数据。此外。常用的外围器件还有A/D、D/A、74LS07门电路以及特定功能的传感器等。
5.设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2ms。
图1-2 MCS-52系列单片机的内部
除上文介绍的外，单片机其他4个部分的主要作用和器件如下：
晶振和复位电路：单片机系统的必要组成部分，控制单片机的机器和功能复位。
输入控制：是指在一定要求下，采取任何中形式的控制方式来实现单片机不同的功能的转换，以及以何种方式传送到单片机。常用的输入控制方式有按键、矩阵键盘、串行通信等方式。
STC89C51使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。
图3-2 振荡电路图
3.2.2 电源电路
此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。图中R17是LED的限流电阻，电源进来后遇到的元器LED这是一个二极管，因为二极管具有单向导通的功能，所以这个二极管放在这里可以起到一个保护的作用：当电源正确，上面这根线是电源的正极而下边这根线是地的时候，二极管像不存在一样，可以顺利导通。而外部电源如果接反的话，那么二极管就会截止，像是把这根线断开一样，起到了防止电源接反的作用。
3.单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15～33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。
4.设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期T就是定时时间t。
本节从单片机，复位电路，晶振电路，输出显示电路和电源方面依次介绍。
3.2.1 振荡电路
单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全程叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
24C02与单片机的接口非常简单,A0，A1，A2为器件地址线，WP为写保护引脚，SCL，SDA为二线串行接口，符合I2C总线协议。具体电路见图3-5外储存电路。
图3-5外存储电路
3.2.5 数码管显示电路和矩阵键盘电路
矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
AT89S52内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但AT89S52单片机需外置振荡电容。
单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL的MCS-52系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
摘要I
ABSTRACTII
第1章绪论1
1.1单片机的概述1
1.2单片机的基本结构1
第2章 单片机最小系统介绍4
2.1单片机最小系统电路介绍4
第3章单片机最小系统的硬件设计7
3.1硬件原理图7
3.2系统各组成模块介绍8
3.2.1振荡电路8
3.2.3程序下载电路9
3.2.4外存储电路10
3.2.5数码管显示电路和矩阵键盘电路11
致谢18
参考文献19
附录20
第1章 绪论
1.1 单片机的概述
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。
其主要特点如下：
1、符合所有的RS-232C技术标准；
2、只需要单一 +5V电源供电；
3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-；
4、功耗低，典型供电电流5mA；
5、内部集成2个RS-232C驱动器；
6、内部集成两个RS-232C接收器；
7、高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。
1.单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10～30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。
2.单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHZ或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。
第2章单片机最小系统介绍
2.1 单片机最小系统电路介绍
所谓的单片机最小系统，是指在尽可能少的外部电路条件下，形成一个可以独立工作的单片机系统，也就是说为了保证单片机能够工作，所必需的最小系统配置，对51系列单片机来说，最小系统一般包括：单片机、晶振电路、复位电路、按键输入、显示输出等，单片机接口电路主要用于连接单片机和其他外部设备。
2.2电路设计方案
单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。单片机接口电路主要用来连接计算机和其它外部设备，以下列举几个模块的原理及功能：