单片机最小系统的设计及制作
基于STC89C52单片机最小系统的设计
基于STC89C52单⽚机最⼩系统的设计基于STC89C52单⽚机最⼩系统的设计1 设计内容及要求设计题⽬：基于STC89C52单⽚机最⼩系统的设计及制作。
设计要求：输⼊信号为传感器、电压、电流、开关等形式，单⽚机型号可以⾃⼰选择（51,128,430等），输出控制信号为模拟电压或者数字信号，控制对象可以是电机（直流电机，步进电机）、开关、显⽰器等。
（注：可以采⽤单⽚机、传感器电路模块以及集成电路芯⽚制作。
）使⽤器材：感光板及常⽤PCB制版器材、常⽤电⼦装配⼯具、万⽤表、⽰波器及电⼦元器件（详见附录）。
2 STC89C52单⽚机2.1 STC89C52单⽚机简介单⽚微型计算机简称单⽚机，是典型的嵌⼊式微控制器（Microcontroller Unit），常⽤英⽂字母的缩写MCU表⽰单⽚机，它最早是被⽤在⼯业控制领域。
单⽚机由芯⽚内仅有CPU的专⽤处理器发展⽽来。
最早的设计理念是通过将⼤量外围设备和CPU集成在⼀个芯⽚中，使计算机系统更⼩，更容易集成进复杂的⽽对体积要求严格的控制设备当中。
⽤专业语⾔讲，单⽚机就是在⼀块硅⽚上集成了微处理器、存储器及各种输⼊/输出接⼝的芯⽚。
2.2 单⽚机的特点（1）⾼集成度，体积⼩，⾼可靠性单⽚机将各功能部件集成在⼀块晶体芯⽚上，集成度很⾼，体积⾃然是最⼩的。
芯⽚本⾝是按⼯业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗⼯业噪声性能优于⼀般通⽤的CPU。
单⽚机程序指令，常数及表格等固体化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在⼀个芯⽚内，故可靠性⾼。
（2）控制功能强为了满⾜对控制对象的要求，单⽚机的指令系统均有极丰富的条件：分⽀转移能⼒、I/O⼝的逻辑操作机位处理能⼒，⾮常适⽤于专门的控制功能。
（3）低电压，低功耗，便于⽣产携带为了便于⼴泛使⽤于便携式系统，许多单⽚机内的⼯作电压仅为 1.8V～3.6V，⼯作电流仅为数百微安。
（4）易扩展⽚内具有计算机正常运⾏所需的部件。
芯⽚外部有许多供扩展⽤的三总线及并⾏、串⾏输⼊/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应⽤系统。
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。
51单片机最小系统板设计与制作的过程
一、概述51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统领域的微控制器，具有低成本、易编程、易使用等特点，因此在各种电子设备中被广泛使用。
而51单片机的最小系统板也是在应用中常见的一种开发板，本文将介绍51单片机最小系统板的设计与制作过程。
二、材料准备在设计与制作51单片机最小系统板之前，首先需要准备一些必要的材料与工具。
通常包括：1. 51单片机芯片：如STC89C52或AT89S52等；2. 时钟电路：通常采用晶振和电容构成的晶振电路；3. 复位电路：包括复位电路和复位按钮；4. 电源电路：可采用稳压电路或简单的电源滤波电路；5. 连接电路：用于与外部器件连接的通用引脚；6. PCB板：用于焊接上述电路的电路板；7. 焊接工具：包括焊锡、焊台、焊锡丝等。
三、设计电路图设计51单片机最小系统板的第一步是绘制电路图。
电路图是电路设计的图纸，可以清晰展现各个元器件之间的连接关系，是制作PCB板的重要依据。
1. 时钟电路设计时钟电路是51单片机最小系统板的核心部分，一般采用晶振和两个电容构成。
在绘制时钟电路的电路图时，需要注意晶振的型号和频率，并正确连接晶振引脚和电容引脚。
2. 复位电路设计复位电路用于对51单片机进行复位操作，通常由复位电路和复位按钮构成。
在绘制复位电路的电路图时，需要正确连接复位引脚和复位按钮，并注意复位电路的稳定性和可靠性。
3. 电源电路设计电源电路用于为51单片机提供稳定的工作电压，可采用稳压电路或简单的电源滤波电路。
在绘制电源电路的电路图时，需注意输入电压范围、输出电压稳定性和滤波效果。
4. 连接电路设计连接电路用于与外部器件连接，通常采用通用引脚。
在绘制连接电路的电路图时，需要考虑引脚的分配和连接关系，以及外部器件的需求和接口定义。
四、制作PCB板制作PCB板是设计与制作51单片机最小系统板的关键步骤之一。
通常包括以下几个步骤：1. 打样首先需要将设计好的电路图转换为PCB板的设计文件，并选择合适的PCB板厂家进行打样。
单片机最小系统制作
单片机最小系统制作单片机（Microcontroller）最小系统是指单片机与其必要外围电路的集成，能够实现单片机的正常工作。
单片机最小系统一般包括单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路等。
1.选购单片机芯片：选择适合自己需求的单片机芯片，有多种型号和规格可以选择。
比较常见的单片机芯片有PIC、AVR、STM32等。
2.设计电源电路：为单片机提供正常工作的电源电压，一般为5V。
可以使用直流电源供电，也可以通过电池供电。
电源电路一般包括电源滤波和稳压电路。
3.设计时钟电路：单片机需要时钟信号来进行计时和同步操作。
时钟电路一般由晶体振荡器和相关电容电阻组成。
选择合适的晶体频率，一般常见的为4MHz或8MHz。
4.设计复位电路：复位电路用于在单片机上电时将其状态清零，进入一个初始状态。
一般采用电容与电阻并联的方式制作，保证在上电时产生足够的复位时间。
5.焊接和布线：将选购的单片机芯片和其他电子元件进行焊接和布线，连接相应的引脚。
注意焊接时要确保焊接点牢固，布线时要避免引起短路和接触不良等问题。
6.测试和调试：将制作好的单片机最小系统连接到计算机或开发板上，通过编程工具对单片机进行测试和调试。
可以使用编程工具（如IDE）编写简单的程序，通过编程上传到单片机进行验证。
7.功能扩展：根据需求可以对单片机最小系统进行功能扩展，如添加输入输出接口、外部存储器、显示屏等。
制作单片机最小系统的过程比较简单，但在实际操作中要细心和耐心，避免出现焊接不良、接触不良等问题。
制作好的最小系统可以为后续的单片机应用提供基础，可以用于各种项目的开发和实现。
总结起来，制作单片机最小系统需要选购单片机芯片，设计电源、时钟和复位电路，进行焊接和布线，并进行测试和调试。
掌握这些基本步骤可以帮助初学者更好地了解和掌握单片机的使用和应用。
单片机最小系统的设计
单片机最小系统的设计以AT89C51单片机为例，设计一个单片机最小系统。
要求：1、功能：有按键开关、键盘进行高低电平的输入。
有数码管显示输出数字。
有LED灯显示输出的高低电平。
LCD显示输出数字和中文文字符号。
有使单片机工作的最小外围电路。
2、设计采用Keil单片机开发软件进行，在该软件上设计虚拟电路并进行仿真实现键盘、按键输入数据，在数码管、LED、LCD上显示输入内容，或运算、控制结果。
3、写出完成上述工作的全部过程。
包括软件选取、软件安装、每个功能硬件的选取和连接过程，软件的编写过程、源程序调试过程，最后附上全部工程文件和程序。
上述工作的目的：通过单片机的学习，学会基本的科研工作方法：构思、系统框图、详细设计、硬件设计、软件设计、研究工作中的记录、总结、归纳。
正反两方面的经验都要写。
方法：先建设一个WORK文档，以后每做一步写步，做完设计工作同时文档也就写完，然后对文档总结、整理、提高，这样每做完一件事，一篇可发表的论文也应完了，而不要做完了设计才来回想、写论文，时间就浪费了，很多设计过程中遇到的问题也忘了。
下面是去年同学写的内容，仅参考，不要抄，要自己写，比这个更好。
一、软件的介绍本文以AT89C51作为控制部件，同时利用LCD显示当前状态，从而实现依次按键控制LED灯亮灭的最简控制系统。
1、proteus软件的使用方法Proteus软件是Labcenter Electronics公司的一款电路设计与仿真软件，它包括ISIS、ARES等软件模块，ARES模块主要用来完成PCB的设计，而ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。
Proteus的软件仿真基于VSM技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单片机芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，以及单片机外围电路，比如键盘、LED、LCD等等。
通过Proteus软件的使用我们能够轻易地获得一个功能齐全、实用方便的单片机实验室。
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是指由单片机与外围电路构成的最小功能完整的系统。
在单片机设计中，最小系统起到了连接单片机和外界外设的桥梁作用。
本文将从电源、晶振、复位电路以及外设接口等方面详细讨论单片机最小系统的设计。
一、电源设计在单片机系统中，合理的电源设计对于保证系统正常运行非常重要。
通常情况下，单片机系统需要提供稳定的电压供给，并且需要考虑到不同功耗的模块之间的电源隔离。
为了满足这些需求，可以使用稳压芯片对电源进行调整和稳定，同时添加滤波电容以保证电源的稳定性。
二、晶振电路设计单片机系统需要一个可靠的时钟源来提供精确的计时功能。
晶振电路是实现单片机时钟源的重要组成部分。
一般来说，晶振电路由晶体振荡器和负载电容构成。
在设计晶振电路时，需要注意选择合适的晶振频率以及相应的负载电容。
三、复位电路设计复位电路是单片机系统中不可或缺的一部分，它能够在系统上电或异常情况下将单片机恢复到初始状态。
常见的复位电路包括电源按键复位电路和复位电路。
在设计复位电路时，需要考虑到稳定的复位电平、合适的延时电路以及可靠的触发条件。
四、外设接口设计外设接口设计是单片机最小系统中的重要环节。
通过合适的外设接口设计，可以实现单片机与外界设备的连接和通信。
常见的外设接口包括串口、并口、I2C接口等。
在设计外设接口时，需要充分考虑接口的稳定性、兼容性以及通信速率的要求。
五、系统调试与测试在完成单片机最小系统的硬件设计后，需要进行系统的调试和测试。
通过合理的调试和测试措施，可以保证系统的稳定性和可靠性。
常见的调试工具包括示波器、逻辑分析仪等。
通过这些工具，可以对单片机系统进行信号捕获、时序分析等操作，以确保系统的正常运行。
六、总结单片机最小系统设计是单片机开发中的重要环节。
通过合理的电源设计、晶振电路设计、复位电路设计以及外设接口设计，可以实现单片机与外界设备的连接和通信。
在系统设计完成后，需要进行系统的调试和测试，以确保系统的稳定性和可靠性。
单片机最小系统的制作及所需元件
单片机最小系统的制作及所需元件单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成了微处理器核心、存储器和外设接口于一体的芯片。
随着科技的不断进步和应用场景的不断扩大，单片机在各个领域得到了广泛应用。
在实际应用中，我们通常需要搭建一个单片机最小系统来满足特定的需求。
本文将介绍单片机最小系统的制作及所需元件。
一、单片机最小系统的概念单片机最小系统指的是一个能够运行单片机的最简单的电路系统。
它由单片机、时钟电路和复位电路组成，用于保证单片机正常工作。
根据不同的单片机型号和厂商，所需元件可能会有所不同，但基本的原理和方法是相通的。
二、所需元件的选择1. 单片机：根据实际需求选择适合的单片机型号，并确保拥有相应的开发工具和技术支持。
常见的单片机品牌有STMicroelectronics、Freescale、Microchip等。
2. 时钟电路：时钟电路是单片机运行的重要保障，它提供了单片机运行的基准时钟信号。
常用的时钟电路包括晶振、电容和电阻。
选择适合的晶振频率和相关元件，以满足单片机的运行需求。
3. 复位电路：复位电路用于在单片机上电或单片机异常工作时对其进行复位，以使其回到初始状态。
常用的复位电路有电源复位电路和手动复位电路。
根据实际需求选择适合的复位电路设计。
4. 电源电路：电源电路是提供给单片机和其他外围元件正常工作所需的电源。
一般情况下，可以选择直流稳压电源，确保所需的电压和电流稳定。
5. 外围元件：根据实际需求选择适合的外围元件，如LED指示灯、按键开关、显示屏、传感器等。
这些元件可以根据实际需求和接口规范进行选择和连接。
三、单片机最小系统的制作步骤1. 确定单片机型号：根据实际需求选择适合的单片机型号，并了解其引脚功能和特性。
2. 设计电路原理图：根据所需元件和单片机的引脚功能，设计电路原理图。
需要注意的是，尽可能设计一个简洁、紧凑和可靠的电路板。
3. PCB设计和制作：根据电路原理图进行PCB设计，然后通过刻蚀、印刷、铆接等工艺制作PCB板。
实验二、绘制《单片机最小系统》原理图
实验二、《单片机最小系统》原理图的设计一、实验目的：熟悉原理图设计步骤、电气法则测试的方法及网络表的形成。
二、实验内容：1、用原理图设计系统设计原理图2、用电气法则测试绘制好的原理图3、由原理图生成网络表三、实验仪器：PC机四、实验要求：将《单片机最小系统》原理图绘制在图纸尺寸为A号，方向水平，标题栏为标准型的图纸上，要求操作环境为捕捉栅格为10mil，可视栅格为10mil，电气栅格为8mil。
原理图绘制好后，用电气法则进行测试并生成网络表。
五、实验步骤：1、启动原理图编辑器（1）、双击Protel99SE图标，启动Protel99SE（2）、创建一个新的设计文件。
执行菜单命令：[File]/[New…]（3）、启动原理图编辑器，进入原理图设计环境。
2、设置原理图设计环境执行菜单命令[Design]/[Options]，按实验要求进行设置。
3、装入所需要的元件库点击原理图管理器窗口中的[Add]/[Remove…]按钮装入所需的Miscellaneous Devices. ddb 、Microprocessor. Ddb、Inter Databooks. Ddb、Protel DOS Schematic. ddb元件库。
4、放置元件用原理图管理器窗口中的[Place]按钮放置元件并设置它们的属性。
5、编辑与调整6、原理图布线利用画图工具箱对原理图进行布线。
7、文件的存盘执行下拉菜单命令[File]/[Save]进行存盘。
8、进行电气法则测试执行菜单命令[Tools]/[ERC…]进行电气法则测试。
9、生成网张表执行菜单命令[Design]/[Create Netlist…]生成网络表。
六、实验原理图及信息表：C R Y 118.723M H zS 1.....元件信息列表如下：Part Type Designator Footprint Description1K R2 AXIAL0.418.723MHz CRY1 XTAL1 Crystal22uF C3 RAD0.3 Capacitor27C256 U3 DIP-2860pF C1 RAD0.2 Capacitor60pF C2 RAD0.2 Capacitor74LS373 U2 DIP-20200 R1 AXIAL0.4DS80C320 U1 DIP-40 HIGH SPEED/LOW POWER MICRO SW-PB S1 RAD0.4。
单片机最小系统的设计-毕业论文
单片机最小系统设计摘要：本智能小车采用单片机AT89C51作为控制器，来控制小车的电机正转、反转等功能，用灰度传感器检测，实现小车沿着黑线行走。
所以，小车主要分为三部分：最小系统的设计，电机的驱动，灰度传感器的检测。
而我们小组主要负责单片机最小系统，接下来，我们将对这一部分进行设计与调试。
关键词：51单片机AD转换7805稳压电源一、系统设计1、系统设计思路（1）总体框架图：灰度传感器电机驱动单片机AT89C51（2）单片机最小系统的框架图：2、 单片机最小系统原理图 见附录一3、 各功能块的划分与组成（1）AT89C512条主电源引脚VCC GND ； 2条外接晶体引脚XTAL1/2； 4条控制或与其他电源复用的引脚；32条I/O 引脚。
电源部分A/D 转化AT89C51（2）电源电路采用7805，将电源降至5V，提供芯片正常工作。
（3）晶振与复位(a)时钟电路89C51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。
89C51单片机的时钟产生方法有两种。
内部时钟方式和外部时钟方式。
本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡。
本设计采用最常用的内部时钟方式，即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。
振荡晶体可在1.2MHZ到12MHZ之间选择,我们采用的是11.0592MHZ的晶振。
电容值无严格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响，CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值，但在60pF到70pF 时振荡器有较高的频率稳定性。
所以本设计中，振荡晶体选择6MHZ,电容选择65pF。
在设计印刷电路板时，晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。
为了提高温度稳定性，应采用NPO电容。
(b)复位电路89C51的复位是由外部的复位电路来实现的。
单片机最小系统介绍及电路设计
一.什么是单片机最小系统常见的单片机最小系统为单片机能独立运行程序及控制外围电路的最简单电路，主要由单片机、晶振电路、复位电路三部分构成。
Stm32f103c8t6也不例外，构成最小的运行电路也需要以上三部分。
Stm32f103最小系统板原理图如下：二.最小系统电路Stm32单片机最小系统电路有单片机、晶振电路、复位电路。
1. 单片机Stm32f103系列单片机主要资源如图：Stm32f103c8t6工作电压为2-3.6V(一般采用3.3V)，内置64-128KBytes Flash，20KBytesSRAM，带有37个通用GPIO口(含特殊功能IO)。
在最小系统板上主要连接晶振电路、复位电路、工作电源、以及配置BOOT启动方式。
BOOT启动方式主要有三种，主闪存存储器启动、系统存储器启动、内置SRAM 启动，对应的BOOT引脚状态如下图：最常用的模式为主闪存存储器启动，即内部Flash启动，BOOT1=0，BOOT1=x(x 表示0或1均可)。
(注意三种模式的对应启动地址均不一样，内部Flash启动的地址为0x0800000)2. 晶振电路(1)主时钟晶振Stm32单片机内部自带一个8MHz的RC时钟，在符合设计需求的情况下，可通过程序在初始化时钟函数内，选择采用内部时钟。
外部主时钟晶振主要作为供单片机内核的时钟源，官方推荐晶振电路主要参数如下：Stm32单片机外部晶振为4-16MHz，常用8MHz，电路图如下：(2)RTC时钟晶振同样，RTC时钟在符合设计需求的情况下，可选用内部自带的40kHz RTC时钟。
外部晶振32.768KHz主要作为单片机内部RTC时钟的时钟源，电路图如下：3. 复位电路复位电路由RC电路及按键构成，10k电阻及1uF电容组成的RC电路;stm32单片机复位引脚为低电平有效，复位电路的作用是使单片机复位引脚在上电时，确保复位引脚至少有1ms以上的低电平状态。
复位按键的作用是当按键按下，复位引脚的被拉至低电平，单片机触发复位。
单片机最小系统设计与制作
单片机最小系统设计与制作一、确定任务开发单片机做小系统二、任务分析：该系统应具有的功能：（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数码显示管可以利用P0口接两个数码管来实现功能（2）八路发光二极管显示可以利用P1口接八个发光二级管实现这个功能（3）各种奏乐，报警等发生功能可以采用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、硬件电路设计六、元件清单数码管：共阴极2只（分立）电解电容：10uf1只30pf的电容2只220欧电阻9只4.7k电阻1只12MHZ的晶振1只有源5V蜂鸣器1只At89s51单片机1片常开按钮开关1只紧锁座1只（方便芯取下来的，绿色）发光二极管（5MM红色）8只万能板电路板15*17CMS8550三极管1只4.5V电池盒1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”。
以上出现的是流水灯的效果（4）、所有的发光二极管灭了，同时数码管现实“0”。
（5）、数码管显示“1”。
（6）、数码管显示“2、……”直到“9、A、B、C、D、E、F、Y”。
（7）、蜂鸣器发出九声报警声后重复上面所有步骤。
八、程序设计注：共阴发光二极管低电平有效；LED数码显示管高电平有效数码显示管的结构图如下：ORG 0200H；伪指令，定义下面的程序代码（机器代码）从地址为0030H的单元存放。
START: CLR P2.7 ；送低电平到第一个数码管，开启数码管。
单片机最小系统的设计
单片机最小系统的设计
单片机最小系统是指由单片机芯片、电源、复位电路、时钟电路和最小外围电路组成的基本系统。
它是单片机应用的基础,是进行单片机学习和开发的起点。
设计单片机最小系统需要考虑以下几个方面: 1. 选择合适的单片机芯片
根据应用需求选择合适的单片机型号,考虑存储空间、/接口数量、功耗等因素。
常用的单片机芯片有51系列、系列、 -系列等。
2. 设计电源电路
为单片机提供稳定的工作电压,通常使用线性稳压器或开关电源模块。
需要注意电源滤波、防反接等设计。
3. 设计复位电路
复位电路用于在上电或异常情况下将单片机重新复位,常用电阻-电容复位电路或监视电路。
4. 设计时钟电路
为单片机提供稳定的时钟信号,可使用外部晶振电路或内部振荡器。
晶振电路需要根据单片机要求选择合适的晶振频率。
5. 设计最小外围电路
根据应用需求设计最小外围电路,如显示电路、按键输入电路、串行通信电路等。
6. 设计程序下载电路
为了将程序下载到单片机,需要设计相应的下载电路,如下载电路或下载电路。
7. 设计布局
将上述电路合理布局在印制电路板上,注意走线布局、元器件摆放、电磁兼容性等因素。
设计单片机最小系统需要掌握单片机原理、电路设计和布局知识。
通过搭建最小系统,可以熟悉单片机的工作原理和编程方法,为后续的应用开发奠定基础。
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。
单片机最小系统设计与制作报告毕业设计
目录摘要 ............................................................................................................................................. - 1 - 第一章单片机最小系统整体方案论证.................................................................................... - 2 -1.1控制器选取.................................................................................................................... - 2 -1.2外存储电路的选取........................................................................................................ - 3 -1.3程序下载电路的选取.................................................................................................... - 3 -1.4电源电路的选取............................................................................................................ - 3 -1.5数码管显示电路和键盘电路的选取............................................................................ - 3 -1.6液晶显示电路的选取.................................................................................................... - 4 -1.7 时钟电路的选取........................................................................................................... - 4 -1.8温度测量接口电路的选取............................................................................................ - 5 -1.9 开发流程....................................................................................................................... - 6 -1.9.1 编译环境............................................................................................................ - 6 - 第二章单片机最小系统硬件设计............................................................................................ - 7 -2.1 基于STC89C52的主控制模块................................................................................... - 7 -2.2 电源电路....................................................................................................................... - 7 -2.3 程序下载电路............................................................................................................... - 8 -2.4 外存储电路................................................................................................................... - 9 -2.5 数码管显示电路和键盘电路....................................................................................... - 9 -2.6 液晶显示电路............................................................................................................. - 10 -2.7 时钟电路..................................................................................................................... - 11 -2.8 温度测量接口............................................................................................................. - 12 - 第三章单片机最小系统软件设计.......................................................................................... - 13 -3.1程序流程图.................................................................................................................. - 13 -3.1.1数码管显示和键盘调试程序流程框图........................................................... - 13 -3.1.2液晶显示调试程序流程框图........................................................................... - 14 -3.1.3时钟和温度测量调试程序流程框图............................................................... - 14 -3.1.4 外存储电路24C02调试程序流程框图.......................................................... - 15 - 第四章调试方法与调试结果.................................................................................................. - 16 -4.1调试方法和结果.......................................................................................................... - 16 -4.1.1电源部分安装调试........................................................................................... - 16 -4.1.2 STC89C52单片机最小化系统主控制部分安装调试.................................... - 16 -4.1.3 程序下载部分电路安装调试.......................................................................... - 16 -4.1.4 外存储电路调试.............................................................................................. - 17 -4.1.5 数码管显示电路和键盘电路调试.................................................................. - 17 -4.1.6 液晶显示电路调试.......................................................................................... - 17 -4.1.7 时钟电路和温度测量接口电路调试.............................................................. - 17 - 总结 ........................................................................................................................................... - 18 - 参考文献.................................................................................................................................... - 18 - 附录A 原理图.......................................................................................................................... - 19 - 附录B 程序源代码.................................................................................................................. - 20 -————————————————单片机最小系统设计与制作——————————————————摘要由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，在单片机家族的众多成员中，MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。
关于单片机最小系统板的制作总结
关于单片机最小系统板的制作总结通过制作最小系统板，我们对单片机内部硬件结构、工作原理有了基本的认识，同时掌握了程序设计的基本方法；其次，我们学会了电子电路设计的基本流程，熟悉了89C51/C52芯片及一些基础电路。
最后，我们学会了基于C语言的Proteus仿真，熟悉了调试单片机的应用系统的一般方法!一．系统设计1.最小系统采用89C52芯片，外接时钟电路，复位电路。
芯片的所有引脚与排针相连，以方便以后的使用，并且特别引出了特殊引脚，以与其它引脚区分。
2.实现跑马灯在系统板的P2端口，从P20—P27 I/O端口依次连接一个发光管二极管，在软件的控制下实现花样跑马灯！3.电路本次设计使用单片机芯片STC89C52，单片机最小系统电路如下：二．硬件单元电路1.复位电路本次设计复位电路采用的是上电复位方式。
上电复位时通过外部复位路的电容充电来实现的，为了保证复位成功，只要RST引脚保持足够时间。
复位电路如下图所示2.时钟电路本次设计采用的是12MHz的晶振，两只电容在20pF~100pF之间取值，其取值在60pF~70pF时振荡器频率稳定性较高，按照一般经验，外接晶体时两个电容取值为30pF，本次设计选为30pF。
晶振电路如下图所示3.89C52芯片引脚通过学习，我们认识到：STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash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。
STC89C52具有以下标准功：8k字节Flash256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
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单片机最小系统的设计与制作江西冶金职业技术学院刘昆山刘星慧【摘要】本文通过讲解单片机的工作条件，设计并制作单片机最小系统，编写单片机C语言程序，调试单片机产品，掌握单片机产品开发的基本过程。
【关键字】单片机C语言，单片机入门，单片机最小系统一、单片机最小系统功能介绍单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的以单片机为核心元件的可以正常工作的具有特定功能的单片机系统，是单片机产品开发的核心电路。
图1单片机最小系统成品图本制作采用单片机C语言编程，主要能完成单灯闪烁的任务，通过AT89S51单片机控制一个LED的亮与灭，实现闪烁现象。
同时应具有上电复位和手动复位，并且使用单片机片内程序存储器存放用户程序。
二、知识点讲解1、AT89S51单片机简介AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K 的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储器技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。
它集成的Flash程序存储器既可在线编程（ISP），也可用传统方法进行编程。
单片机的应用可以理解为是单片机芯片通过其引脚控制各种不同的外围电路，实现各种具体功能，所以要学好单片机技术，必须先了解单片机的引脚功能。
AT89S51采用了40引脚的双列直插DIP封装形式，实物图如图2所示，引脚配置图如图3图4所示。
图2 AT89S51实物图图3 AT89S51引脚图图4 AT89S52引脚图2、引脚功能介绍IO口灌（流进）电流大，拉（流出）电流小。
P0：漏极开路的双向IO口,使用时，当电流流出需外加上拉电阻外部地址数据总线，可带八个TTL负载P1：准双向口(当作输入口用时，须将IO口置1(P1=0XFF;i=P1;))，可带四个TTL负载P1.0：T2定时计数器2的外部脉冲输入及时钟输出P1.1：T2EX定时计数器2的捕捉、自动重装的触发输入及减法计数控制P1.5：MOSI,主动输出从动输入引脚，用于flash(闪存)编程P1.6：MISO, 主动输入从动输出引脚，用于flash编程 P1.7：SCK, 同步时钟，用于flash编程 ISP编程时用P2：准双向口，可带四个TTL负载外部地址总线高八位P3：准双向口，可带四个TTL负载P3.0：RXD，串行输入P3.1：TXD，串行输出P3.2：INT0，外部中断0输入P3.3：INT1，外部中断1输入P3.4：T0，定时计数器0的外部脉冲输入P3.5：T1，定时计数器1的外部脉冲输入P3.6：/WR，外部数据存储器的写选能信号P3.7：/RD，外部数据存储器的读选能信号VCC：电源正极，工作电压范围：4.0v-5.5v。
GND：地RST：复位端，高电平有效XTAL1（clock in）、XTAL2(clock out)：时钟引脚，外接晶振和谐振电容（5-47PF），晶振的谐振频率范围：0hz--33Mhz，用作工控产品时不超过6MHZ。
常用晶振型号： 4MHZ，6MHZ，8MHZ，16MHZ，12MHZ，24MHZ，5.5296MHZ，11.0592MHZ，22.1184MHZ，33.1776 MHZEA/Vpp：外部程序存储器的选通信号/编程电压输入EA=0：使用外部程序存储器EA=1：先使用内部程序存储器，后使用外部程序存储器ALE/PROG：外部低八位地址总线锁存信号/编程脉冲输入，Fosc/6PSEN：外部程序存储器的读选通信号2、产品框图设计对51系列单片机来说，单片机要正常工作，必须具有五个基本电路，也称五个工作条件：1、电源电路，2、时钟电路，3、复位电路，4、程序存储器选择电路，5、外围电路。
为了下载程序方便，增加一个ISP 下载电路。
因此，单片机最小系统一般应该包括单片机、晶振电路、复位电路、外围电路、ISP 下载电路等，如图5所示： 图 5单片机最小系统框图三、电路设计我们把AT89S51单片机的40个引脚分成了四类：主电源输入引脚、时钟电路引脚、控制类引脚、输入输出I/O 口引脚。
1、电源电路设计单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC ，一般外接+5V 电压。
第20脚为接地引脚GND ，常见电源电路设计如图6所示：12MHZ C130pF C230pFXTAL2AT89S51XTAL11819图6电源电路 图7时钟单片机 时钟电路 复位电路外围电路电源电路 程序存储器选择电路 ISP 下载电路电路2、时钟电路设计单片机是一种时序电路，必须要有时钟信号才能正常工作。
单片机芯片的18脚（XTAL2）、19脚（XTAL1）分别为片内反向放大器的输出端和输入端，只要在18脚（XTAL2）和19脚（XTAL1）之间接上一个晶振，再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。
常见的时钟电路如图7所示。
注意，当采用外部时钟时，19脚（XTAL1）接地，18脚（XTAL2）接外部时钟信号，本文就不详细讨论了。
3、复位电路的设计单片机芯片的第9脚RST（Reset）是复位信号输入端。
单片机系统在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。
复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现，信号从RST引脚输入，高电平有效，只要保持RST引脚高电平2个机器周期，单片机就能正常复位。
常见的复位电路有上电复位电路（如图8所示）和按键复位电路（如图9所示）两种。
IO1AT89S519VCC5VC110uFR210k W 220 W图8上电复位电路 图9按键复位电路4、程序存储器选择电路单片机芯片的第31脚（EA ）为内部与外部程序存储器选择输入端。
当EA 引脚接高电平时，CPU 先访问片内4KB 的程序存储器，执行内部程序存储器中的指令，当程序计数器超过0FFFH 时，将自动转向片外程序存储器，既是从1000H 地址单元开始执行指令；当EA 引脚接低电平时，不管片内是否有程序存储器，CPU 只访问片外程序存储器。
AT89S51内部有4KB 的程序存储器，所以根据该引脚的功能，只要将该引脚接上高电平，才能先从片内程序存储器开始取指令。
常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。
5、外围电路的设计单片机的主要控制功能是通过单片机的I/O 口按不同时序输出不同的高低电平控制外部的电路实现特定的功能。
I/O 口，是英文IN/OUT 的缩写，就是输入/输出的意思。
AT89S51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。
这四个口的电路结构不完全相同，所以使用也有区别。
外围电路的设计主要依据项目要实现的功能，本项目要实现的功能是用单片机控制一个LED闪烁，先来分析图8的LED工作原理图：图10 LED显示电路如果用“1”表示高电平，“0”表示低电平。
当开关K接上高电平，既是K=1时，LED1不亮；当开关K接上低电平，既是K=0时，LED1亮。
LED1的亮与灭，完全受开关K的控制。
如果把开关K换成单片机的第1个引脚，电路设计如图11：图11 单片机控制1个发光二极管LED显示电路现在只需要通过指令控制单片机的第1个引脚输出高电平，就可以控制LED的不亮。
或通过指令控制单片机的第1个引脚输出低电平，就能控制LED的发光。
从图8到图9实现了开关控制到软件控制LED的一种转变。
6、ISP下载电路设计ISP是一种通用的程序下载方式，AT89S5X系列单片机都有ISP下载接口。
AT89S51单片机实现了ISP下载功能，可以通过ISP下载线把程序下载到单片机芯片中。
ISP下载线成本低廉，一个并口ISP下载线只需几十元即可得到，是单片机初学者必备的工具之一。
一般与市场上的并口ISP下载器相配套的牛角座的接口定义如图12所示。
图12 接口定义AT89S51单片机的第6到第9引脚的定义如下：端口引脚第二功能P1.5第6脚MOSI（数据串行输入，用于ISP编程）P1.6第7脚MISO（数据串行输出，用于ISP编程）P1.7第8SCK（同步控制时钟，用于脚ISP编程）RST复位引脚RST第9脚ISP下载电路设计如下：图13 ISP下载电路依据单片机的工作条件和上面的电路设计，单片机最小电路原理图设计如图14所示：二、单片机最小系统原理图图14 单片机最小系统原理图三、单片机最小系统工作原理1、硬件电路分析对51系列单片机来说，单片机要正常工作，必须具有五个基本电路，也称五个工作条件：1、电源电路，2、时钟电路，3、复位电路，4、程序存储器选择电路，5、外围电路。
为了下载程序方便，增加一个ISP下载电路。
因此，单片机最小系统一般应该包括单片机、晶振电路、复位电路、外围电路、ISP下载电路等，如下图所示：单片机的主要控制功能是通过单片机的I/O口按不同时序输出不同的高低电平控制外部的电路实现特定的功能。
I/O口，是英文IN/OUT的缩写，就是输入/输出的意思。
AT89S51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。
这四个口的电路结构不完全相同，所以使用也有区别。
外围电路的设计主要依据项目要实现的功能，本项目要实现的功能是用单片机控制一个LED闪烁。
现在只需要通过指令控制单片机的第1个引脚输出高电平，就可以控制LED的不亮。
或通过指令控制单片机的第1个引脚输出低电平，就能控制LED的发光。
2、程序设计依据上面设计的硬件电路，设计源程序如下：#include<reg52.h> //52系列单片机头文件sbit LED1=P1^0; //声明单片机P1口的第一个引脚void delay unsigned char k //延时子函数{unsigned char i,j;for(i=0;i<k;i++)for(j=0;j<200;j++);}Main() //主函数{while(1) //实现永久循环{LED1=0; //点亮LED1delay(200); //延时LED1=1; //熄灭LED1delay(200); //延时}}四、元件清单及实物图五、调试技巧及成品图1、硬件电路焊接步骤（1）根据原理图和万能板的大小，设计好元件布局，然后开始焊接，首先固定好紧锁座，并先焊接振荡电路。
（2）第二步应该焊接复位电路。
（3）第三步焊接ISP下载电路（4）第四步，焊接外围功能电路。
（5）第五步，焊接电源电路，及程序存储器选择电路，就是将第31脚直接接到正电源上。
所有电路焊接完成后，插上单片机芯片，如下图所示：2、把程序写入到单片机最小系统中进行调试第一步：编辑源代码。