基于51单片机最小系统设计
51单片机最小系统-(最新版)
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.下面给出一个51单片机的最小系统电路图.说明复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的5 1单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐 C 取10u,R取.当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍.晶振电路:典型的晶振取(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的.复位电路:一、复位电路的用途单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。
单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。
单片机复位电路如下图:二、复位电路的工作原理在书本上有介绍,51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现,那这个过程是如何实现的呢?在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会复位。
所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。
开机的时候为什么为复位在电路图中,电容的的大小是10uF,电阻的大小是10k。
基于51单片机的最小系统
基于51单片机的最小系统作者:王珍珍李茂松韩玉文来源:《科教导刊·电子版》2015年第25期摘要本文探讨利用多孔板制作51单片机最小系统,把51单片机理论和实践很好地结合起来,增加学习单片机的趣味性,提高实践能力。
关键词 51单片机构成原理中图分类号:TP368.1 文献标识码:A很多电子类学校开设《单片机原理与应用》课程,通常都以理论讲授为主,辅做一部分实验,很难达到预期的教学效果。
学生往往因为苦涩难懂的理论而放弃主动学习。
为此,笔者根据实际教学经验和《单片机》课程教学内容的要求,利用多孔板,制作51单片机最小系统学习板,并取得较好的教学效果。
1构成原理1.1最小系统CPU以U1(STC89C52RC)为核心构成51单片机的最小系统。
其中,P0口主要用来完成数码管显示和扩展应用;P1口主要用来完成流水灯等实验;P2口主要用来完成键盘控制;P3口主要用来完成串口通信,实时时钟控制,温度检测和遥控控制等。
本最小系统由C3、K2、R10构成手动复位电路,通过U1⑨脚,给CPU提供复位;由XTAL1、C8、C9构成CPU时钟振荡电路;由K3~K6构成4只独立式按键;由R19、V1构成蜂鸣器驱动电路;由R11~R18、V1、V2、DS1、DS2构成数码管显示电路。
在多孔板上留有J1插槽,便于扩展。
1.2电源电路以U2(LM7805)为核心,构成最小系统的电源电路。
1.3串行通信电路以U3(MAXIM232)为核心,构成最小系统的串行通信接口电路。
MAX232CPE是由美国德州仪器公司生产的一款兼容RS232标准的芯片,其内部结构分为两部分,第一部分是电源部分,脚接地,脚接电源正极5V,另外由①、③、④、⑤、⑥、②脚内部和外围4只1uF 的钽电容组成一个将+5V转换成€?0V两组电源的电路,提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道。
利用J3(COM口)的③脚将PC机的数据通过MAX232CPE的⑧脚输入,利用MAX232CPE的转换电路将RS-232数据转换为TTL/CMOS数据,并从MAX232CPE的⑨脚输出到STC89C52RC单片机的P3.0口(⑩脚);而单片机的P3.1口(脚)输出的TTL/CMOS数据,进入MAX232CPE的⑩脚,转换为RS-232数据后通过MAX232CPE的⑦脚,输入到COM口的②脚进入PC机。
基于51单片机智能小车设计
北华航天工业学院课程设计报告(论文)设计课题:基于51单片机智能循迹小车设计专业班级:B12242学生姓名:***指导教师:**设计时间:2014年6月15日北华航天工业学院电子工程系基于51单片机智能循迹小车课程设计任务书指导教师:王晓教研室主任:王晓2014年06 月15 日注:本表下发学生一份,指导教师一份,栏目不够时请另附页。
课程设计任务书装订于设计计算说明书(或论文)封面之后,目录页之前。
内容摘要本设计主要有单片机模块、地面寻线模块、发光二极管模块,电机驱动模块以及电源模块组成,小车具有自主寻迹的功能。
本次设计采用ATMEL公司的AT89C2051单片机作为控制芯片,传感器模块采用红外接收管和比较器实现,能够轻松识别黑白两色路面,同时具有抗环境干扰能力,电机模由LM393芯片和两个直流电机构成,组成了智能车的动力系统,电源采用5V的直流电池,经过系统组装,从而实现了小车的自动循迹的功能。
索引关键词:智能小车AT89C2051 单片机LM393 红外接收管目录一概述 (1)二方案设计与论证 (8)三单元电路设计及各模块具体电路 (3)3.1. 电路中51单片机芯片介绍 (13)3.2 最小系统部分电路 (19)3.3控制模块电路电路 (20)3.4电机驱动及二极管模块电路 (20)3.5寻线检测模块部分电路 (21)3.6软件设计 (22)四总原理图及元器件清单4.1总原理图 (23)4.2元器件清单 (23)五安装与调试5.1.电子元器件的装配 (24)5.2.机械装配 (25)5.3.总装 (25)六性能测试与分析6.1测试方法及注意事项 (26)6.2源程序 (26)七结论 (27)八心得体会 (28)九参考文献 (29)一、概述目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
51单片机最小系统电路板的设计
51单片机最小系统电路板的设计51单片机是常用的单片机之一,它具有速度快、功能强大、成本低廉等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
为了使51单片机能够正常工作,我们需要设计一个最小系统电路板,下面就是其设计内容。
1.硬件设计1.1 电源部分51单片机的供电电压范围为2.7V~5.5V,一般使用稳压电源供电,以保证稳定、可靠的工作。
电源电路主要由稳压电路和滤波电路组成。
稳压电路通常选择7805稳压器,它能将输入的直流电压稳定在5V,并且输出电路中需要连接两个电容,一个是输入电容,一个是输出电容,以保证电路的稳定性。
1.2 时钟部分51单片机需要工作时钟才能正常运行,因此时钟电路是最小系统电路板中最关键的部分。
时钟电路的主要功能是为51单片机提供稳定、准确的时钟信号。
时钟电路通常包括晶体振荡器、电容、电阻和二极管等元器件。
晶体振荡器的选用要注意其磁耦合系数和负载能力等特性。
1.3 外围设备接口部分最小系统电路板除了提供基本的电源管理和时钟信号外,还需要提供一些需要控制的外围设备接口。
比如串口、I2C总线、SPI总线等接口,其需要连接外部被控设备才能起到作用。
2.软件设计51单片机的软件设计主要分为两部分,一部分是编写应用程序,一部分是编写系统初始化代码。
其中,应用程序主要根据用户需求编写。
而系统初始化代码则包括单片机时钟频率的初始化、外设中断的初始化等操作,以保证整个系统的功能正常运行。
3.最小系统电路板的布线设计最小系统电路板的布线设计应考虑以下因素:3.1 信号布线应保持短路,以保证电路的稳定性和抗干扰性;3.2 信号箱与高压箱应分离布置,以避免高压箱的辐射干扰影响到信号箱;3.3 信号箱内应将尽可能多的元器件与信号线层级分开,以便进行布线。
4.最小系统电路板制作在制作最小系统电路板时,应注意以下问题:4.1 电源和时钟部件应位于板的边缘部分,以方便使用者连接电源和时钟信号;4.2 布线过程中,应采用放大路线等技术来针对电路的高频特性进行优化布线,以保证系统的信号完整性。
51单片机最小系统学习板的设计与制作
课程设计任务书(指导教师填写)课程设计名称电路板设计与制作学生姓名专业班级设计题目51单片机最小系统学习板的设计与制作一、课程设计的任务和目的任务:设计并制作51单片机最小系统电路板,包括电路原理图设计、版图规划与设计、系统单面电路板制作。
要求:1)电路原理图准确、版图结构清晰、布局合理。
2)使用插针型元件,成品PCB板面布局合理,密度适当;3)板上资源包括LED灯、数码管、蜂鸣器、按钮、串行通讯及USB接口;4)电路板面积适中便于携带,长度15cm,宽8.5cm。
目的:1)掌握并完成基本PCB板的设计与制作工艺;2)学习并掌握实现单片机应用系统的软硬件设计、调试、实现的技能;3)了解单片机最小系统的工作原理与系统开发方法,锻炼动手能力,为毕业设计做准备。
二、设计内容、技术条件和要求1.设计并制作具有实际功能的单片机最小系统:可选择实现的功能⑴.流水灯⑵.电子时钟⑶.数字温度计⑷.交通灯控制器;2.根据所选电路功能,画出电路框图和原理总图。
3.根据电路所需元件及周边设备规划和设计电路板版图,描画版图。
4.根据版图生成gerber工艺文件,进行电路板制作,包括刻板,钻孔,覆铜等。
5.撰写设计总结报告。
三、时间进度安排本课程设计共两周时间。
第一周:功能设计与理论学习周一上午:布置设计任务;提出课程设计的目的和要求;明确对撰写总结报告、手工绘制原理图和电路板版图的要求;安排答疑、实验室开放时间。
讲解印制电路板的制板流程,介绍PCB刻板机等制板设备的软硬件操作方法以及注意事项。
周一下午:讲解电路原理图与PCB版图设计方法。
周二至周五:学生查阅资料,确定设计题目;进行功能设计,在实验室完成电路原理图与PCB 版图的设计和绘制,导出电路总原理图及版图文件。
期间安排两次答疑,指导学生设计。
周五,交设计草图-原理图和版图供老师审阅。
第二周:电路板制作、撰写设计总结报告周一至周四:分组在电子系统加工及评测实验室(225)操作刻板工具和设备进行电路板成品的加工和制作,成品需通过老师验收。
51单片机最小系统设计
注:该课程大作业需要说明设计过程,并附上Protel99SE原理图、PCB图以及电子版数据库文件。
Protel99SE原理图绘制基础课程大作业作业题目51单片机最小系统设计姓名班级学号2012年月日制作步骤:一建立工程:分别建立原理图文件,PCB图文件,原件封存库文件,原件库文件。
二制作元件库:在元件库文件中绘制出各个原件的原理图,然后保存一下。
注意在添加引脚时一点要标明序号,且与封装原件的序号相应。
否则将会报错。
三绘制原理图:把我们刚才制作的“原件库”在添加到工程中。
这时工程中有两个库,一个包含杂原件的软件自带库,一个我们自己的库。
打开库,双击原件,即可把原件依次添加到操作界面里。
然后我们把原件用线连接起来。
注意当原件较多时,我们可以用网络标号的方法来代替。
四添加封装:如果对封装名称对应得具体大小不是很清楚,请务必在PCB窗口调出封装,然后测量其具体尺寸。
一定要保证其大小与我们手中的原件大小一样。
其中ctrl+g 是测量的快捷键,q是用于转换成毫米的键。
打开软件只带的PCB封装库,这是一个较综合的封装库,集成了常用原件的封装,但并不是非常全。
需要我们自己绘制一些没有的封装五PCB库的制作:测出实物的大小,然后根据大小画出他的形状。
例如蜂鸣器,用游标卡尺精确测量蜂鸣器两引脚之间的距离,同时测量朔料圆盘的外径,另外还要测量金属引脚的直径,然后我们根据已测的数据画出对应的封装。
注意画时一定要标明正负极,只有这样我们才能在焊接时分清正负。
一般而言长引脚是正极,短的是负极。
对于三极管这样的复杂物件,一定分清你手中的是哪一种,不同的引脚连接不同。
确保你画的是对的。
六生成PCB并布线:绘制好原理图,添加好所有元件封装,接下来由软件检测一些细节错误,当没有错误时,然后生成PCB图。
之后进行布线。
我们最好选择手工布线,这样更有规律。
布线之前我们要对线的属性进行设定,比如线的粗细,间距。
布线时,对于双层板,通常在两层走相互垂直的线。
基于AT89C51单片机的最小系统设计
基于AT89C5仲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。
LJMP LOOPDLY:MOV R7,#250 ;延时子程序 DLY1: MOV R6,#200DJNZ R6,$ DJNZ R7,DLY1 RET 源程序:ORG 0000HLJMP START ORG 0100H START:MOV P0,#0 MOV P2,#0F9HSETB P0.0 LCALL DELAY CLR P0.0 MOV P2,#0C4H源程序: 流水灯116 D3U1 2 1T°3■EKSK"--------- ---1 1亠门7 rS-------- 1^EHZFHk.11~6二93ICMrn寸9日。
日日日。
日且Q26LEDq o pJ3 p1…「zgLo o 二o1 d—-1--1、流水灯功能描述:让8个led 灯循环闪烁 D2*5V| LEDORes Pack436ORPIOPll P12P13P14P15P16数码管动态显示窝21END四、数码管功能描oSETB 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,$DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RETEND五、4*4矩阵键盘和蜂鸣器功能描述:通过按键让数码管显示0-F,按键按下时,蜂鸣器响一下LSIP2_ Speaker —GND源程序:ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV P0,#0FFHMOV B,#4MOV P3,#0F0H;列置0,看行电平JNB P3.4,L1JNB P3.5 ,L2JNB P3.6 ,L3JNB P3.7 ,L4AJMP MAINL1: MOV R1,#0AJMP LL1L2: MOV R1,#1AJMP LL1L3: MOV R1,#2AJMP LL1L4: MOV R1,#3AJMP LL1LL1: ACALL DL10MS;消抖MOV A,P3XRL A,#0F0HJZ MAINMOV P3,#0FH;行置0,看列电平JNB P3.0,L5JNB P3.1 ,L6JNB P3.2 ,L7JNB P3.3 ,L8L5: MOV 20H,#0AJMP KEYL6: MOV 20H,#1AJMP KEYL7: MOV 20H,#2AJMP KEYL8: MOV 20H,#3AJMP KEYKEY:MOV A,R1; 计算键值并查表赋值MUL ABADD A,20HMOV R2,AMOV DPTR,#TABLEMOV A,R2MOVC A,@A+DPTRMOV P2,ACALL BEEP_BLLCALL DELAYLJMP MAINBEEP_BL: CLR P2.7;蜂鸣器子程序ACALL DELAY SETBP2.7 RETDELAY: MOV R5,#50延时D1: MOV R6,#20D2: MOV R7,#50DJNZ R7,$DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RETDL10MS:MOV R7,#05HLOOP1: MOV R6,#0F9HLOOP2:NOPNOPDJNZ R6,LOOP2DJNZ R7,LOOP1RETTABLE:DB 0A0H,0F9H,0C4H,0D0H,99HDB 92H,82H,0F8H,80H,90HDB 88H,83H,0A6H,0C1H,86H DB 8EHEND六、时钟功能描述:在数码管上实现时钟功能,并通过矩阵键盘的调时,调分。
51单片机最小系统
原理图11.51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。
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2 ms。
标识符号地址寄存器名称P3 0B0H I/O口3寄存器PCON 87H 电源控制及波特率选择寄存器SCON 98H 串行口控制寄存器SBUF 99H 串行数据缓冲寄存器TCON 88H 定时控制寄存器TMOD 89H 定时器方式选择寄存器TL0 8AH 定时器0低8位TH0 8CH 定时器0高8位TL1 8BH 定时器1低8位TH1 8DH 定时器1高8位原理图2所需材料:1:万用板1块 2:STC89C52单片机1个3:测试IC插座1个 4:电容:10uF 1个30PF 2个5:电阻:10K 1个 6: 晶振:12MHz(一般都用11.0592MHz1个7:导线若干8:排针:标准间距(一般是40P每排)24针9:按键开关(“小清除”)1个 10:USB母头(供电用、建议有)1个11:焊锡,导线 12:Max232焊接原理下载器原理图1个330uF/25V的电解电容三端稳压器LM7805三端稳压器后面接一个105的电容,这个电容有滤波和阻尼作用。
51单片机最小系统原理图
51单片机最小系统原理图接触过单片机的朋友们都时常会听到别人提"最小系统"这个词.那到底什么是最小系统,有怎样设计称上"最小"呢?下面让依依电子来告诉大家: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,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。
应用89C51(52)单片机设计并制作一个单片机最小系统,达到如下基本要求:1、具有上电复位和手动复位功能。
2、使用单片机片内程序存储器。
3、具有基本的人机交互接口。
按键输入、LED 显示功能。
4、具有一定的可扩展性,单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。
51单片机学习想学单片机,有一段时间了,自己基础不好,在网上提了许多弱智的问题,有一些问题网友回答了,还有一些为题许多人不屑一顾。
学来学去,一年多过去了,可是还是没有入门,现在我就把我学习中遇到的一些问题和大家分享一下,希望在大虾的帮助下能快速的入门:)在学习之前我在网上打听了一下atmel公司的单片机用的人比较多,avr系列这几年在国内比较流行,但是考虑到avr还是没有51系列用的人多,51系列的许多技术在实践中都已经的到了前人的解决,遇到问题后,有许多高人可以帮助解决,所以这次学习,选用了atmel公司的at89s52,来进行学习。
学习单片机是需要花费时间实践的;学之前我们先准备好所需的东西一、所需硬件at89s52一片;8m晶振一个,30pf 的瓷片电容两个;10uf电解电容一个,10k的电阻一个;万用板(多孔板)一块;其他的器件如电烙铁一把30w的,松香,焊锡若干,如果是第一次学习,不知道这些东西,没关系,以下是它们的照片:Atmel公司生产的at89s52 8m晶振22pf瓷片电容电解电容图1/4 w 10k 的电阻普通的电木万用板好了,有了这些东西,我们就可以把它们组合到一起做成我们的最小系统了:)有了这些东西我们怎么焊接丫?不用着急,过一会我们把原理图给大家画出来大家就会了。
51单片机最小系统电路图及实验
51单片机最小系统电路图及实验(含调试程序)--------------------------------------------------------------------------------51单片机最小系统电路图及实验一、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、最小系统电路图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。
六、元器件件清单的确定: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、相关程序设计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”。
浅析AT89S51单片机最小系统的设计与制作
浅析AT89S51单片机最小系统的设计与制作作者:杨美荣来源:《职业·中旬》2011年第04期单片机最小系统,是指用最少的元件组成以单片机为核心元件的可以正常工作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。
下面我们设计单片机最小系统,实现的功能为八路流水灯,同时应具有上电复位和手动复位功能,并且使用单片机片内程序存储器存放用户程序。
一、原理图的设计对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:电源电路、时钟电路、复位电路、程序存储器选择电路、外围电路。
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、外围电路等。
1.电源电路单片机芯片的第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。
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。
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。
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。
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。
在开机或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。
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和按键复位电路二种。
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。
STC51单片机最小系统实验报告
3、2个独立按键,可配置为中断模式和一般按键
4、双复位电路,可插拔晶振,能同时使用51和avr系列单片机
5、usb及外接电源双供电,带电源指示。
6、带10针ISP下载接口,方便AT89系列单片机下载程序。
7、板载红外接收管,配合程序遥控电视、风扇。
三、原件
部分图片
5.打印电路板安装图,按图安装元器件。
6.焊接元器件
(1)将各元器件按照电路图插在刚做好的板子上;
(2)用电烙铁把元器件焊接牢固,并检查是否有漏焊和虚焊的部分
经过以上步骤一个单片机最小系统就基本上做好了,经过调试之后就可以投入使用了。
四、成果展示
五、实验体会
自从我接触单片机,到现在能够用以单片机为控制核心设计出我的课程设计——单片机最小系统设计。通过本次课程设计,我获得了丰富的理论知识,极大地提高了实践能力,单片机领域这对我今后进一步学习电学方面的知识有极大的帮助。在此,忠心感谢学校老师提供这个机会。
【3】:STC51单片机系统电路板的制作
3.1学习目标
1.掌握原理图和PCB图输出打印
2.了解单面印制电路板的制造工艺和流程3.学会手工制作单面印制电路板的方法
3.2任务要求
手工制作STC51单片机系统电路板,在电路板上安装元器件,并进行功能测试。
3.3技能训练
1.按1∶1的比例打印PCB图到热转印纸,并热转印到覆铜板2.腐蚀已转印有PCB图的覆铜板3.涂敷松香溶液4.钻焊盘孔
实验报告
实验名称:STC51单片机最小系统
所在专业:测控技术与仪器
学生姓名:陈****
班级学号:B1*******
任课教师:陆婷
2013 /2014 学年第 二 学期
51单片机最小系统
51系列单片机最小系统设计与调试实验实验指导书目录一:实验目的 (1)二:原理 (1)三:实训任务. (2)四:最小系统的构成 (3)五:程序 (7)六:心得体会 (7)一:实验目的1. 了解单片机的基本工作原理2. 学习并掌握相关软件的使用方法(Protel、keil)2. 掌握单片机片内程序存储器下载方法3. 掌握单片机程序设计(汇编及C51)二:原理1、什么是单片机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、最小系统的概念单片机最小系统,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,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出AT89C51高性能8位单片机功能AT89C51提供以下标准功能:8K字节Falsh闪速存储器,256字节内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/计数器,一个6向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内震荡器及时钟电路,同时A T89C51可降至0HZ的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,时/计数器,串行通信口及中断系统持续工作。
掉电方式保存RAM中的内容,但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作等加到上述电路中,成为小系统三:实训任务.1)认识MCS-51的ROM及片外RAM空间:认识51系列单片机的程序存储器(ROM)的空间范围;汇编指令编码在ROM中存储形式;掌握指令编码和指令编码所在地址的概念;了解51系列单片机的程序存储器(ROM)固定地址的用途。
MCS51单片机最小系统
(3)用户指令集汇总: )用户指令集汇总:
复位指令:ZLG7289_Reset(); 复位指令:ZLG7289_Reset(); 测试指令:ZLG7289_Test(); 测试指令:ZLG7289_Test(); 左移指令:ZLG7289_SHL(); 左移指令:ZLG7289_SHL(); 右移指令:ZLG7289_SHR(); 右移指令:ZLG7289_SHR(); 循环左移:ZLG7289_ROL(); 循环左移:ZLG7289_ROL(); 循环右移:ZLG7289_ROR(); 循环右移:ZLG7289_ROR(); 下载数据: dat); 下载数据:ZLG7289_Download(mod, x, dp, dat); 闪烁控制:ZLG7289_Flash(x); 闪烁控制:ZLG7289_Flash(x); 消隐控制:ZLG7289_Hide(x); 消隐控制:ZLG7289_Hide(x); 段点亮控制:ZLG7289_SegOn(seg); 段点亮控制:ZLG7289_SegOn(seg); 段关闭控制:ZLG7289_SegOff(seg); 段关闭控制:ZLG7289_SegOff(seg); 读键盘数据指令: ZLG7289_Key()。 读键盘数据指令:char ZLG7289_Key()。
SPI串行接口 4、SPI串行接口
根线实现数据双向传输。 串行外围接口 Serial peripheral interface,3根线实现数据双向传输。 , 根线实现数据双向传输
(1)ZLG7289B 的SPI 串行接口信号 )
(2) SPI 总线时序图 )
纯指令时序图(单字节命令) 纯指令时序图(单字节命令)
四、电路板制作中的几点说明
毕业设计51单片机开发版设计
目录第一章引言 (3)第二章硬件设计 (4)2.1设计原则 (4)2.2 AT89S51单片机主控制模块 (5)2.3 键盘模块 (5)2.4 ADC模块 (6)2.5 DAC模块 (7)2.6温度采集模块 (7)2.7显示模块 (8)2.8其他模块 (9)第三章软件设计 (10)3.1 键盘模块程序设计 (11)3.2 ADC模块程序设计 (12)3.3 DAC模块程序设计 (12)3.4温度采集模块程序设计 (13)3.5数码管显示模块程序设计 (14)致谢 (16)参考文献 (17)附录 (18)附录1 键盘模块部分程序 (18)附录2 AD模块部分程序 (19)附录3 DA模块部分程序 (21)附录4 测温模块部分程序 (22)摘要:设计一种基于AT89S51单片机的开发板,该开发板具有成本低、体积小、可靠性高、功能齐全、低功耗设计、操作方便等特点。
本论文详细介绍了该开发板的开发过程及相关硬件结构和软件设计。
开发板以ATMEL公司的AT89S51单片机为核心控制器。
开发板可以作为主控制模块安装于控制系统中执行控制任务,也可以用作实验板,完成单片机各类通用实验,操作简单,控制结果可见,性价比高,可以应用于高校、科研院所的实验室等场合,具有一定的实用价值和现实意义。
关键词:AT89S51;液晶显示;键盘2基于单片机的最小系统设计第一章引言单片机具有成本低、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。
因此拥有一块单片机开发板对单片机学习具有着极其重要的意义。
但是单片机学习效果的优劣直接取决于单片机的选择,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AT89S51单片机,该单片机不需要烧写器,可在开发板上ISP在线编程,具有广泛的应用前景。
51单片机最小系统
51单片机最小系统1、为什么要讲单片机最小系统图1 (51芯片+晶振+复位)=最小系统因为单片机的应用领域极为广泛,以单片机为核心的电路千奇百怪,而单片机最小系统是最基本的、也是小的不能再省略掉任何部分的系统了。
尽管这样小了,但只要掌握它,就能设计出丰富多彩的电路来。
2、什么是单片机最小系统(注:很简单,单片机最小系统就是一块单片机芯片+晶振电路+复位电路,如图1所示:早期的单片机最小系统由于单片机芯片内部没有ROM,需外扩程序存储器,故还有地址锁存器74HC373和存储器62256,以及地址译码器74HC138等)。
3、实际的单片机最小系统电路以上单片机电路当然可以工作了,只是用起来不太方便,缺乏输出指示电路和简单输入电路,所以,一般的单片机最小系统都再配置一些附属电路,如将单片机I/O引脚引出的插排(以备以后电路扩展之需)、发光二极管、数码管、按键等电路,这样,该最小系统就“五脏具全”了,在它上面,可做不少的基本实验,以迅速提高编程能力,同时,它也是一个“工作母机”,为以后的电路扩展、开发等创造了条件。
4、单片机最小系统各电路简介图2 51单片机I/O引脚引出插排和上拉电阻排图2的J1为单片机P1口和P3口的引出插排,J2为单片机P0口和P2口的引出插排(J1和J2是以后用单片机控制其它电路时的必经之路,尤其是电子大赛时更离不开它);RP0~RP3分别为4个口的上拉电阻排;JMP4为跳线插排,默认是1、2脚短接,程序从芯片内部的ROM里读取,若以后外扩ROM及想从外部的ROM执行程序的话,就将短路帽短路2、3脚即可。
P1和P3口接的16只发光二极管,除配合RP1和RP3起上拉作用外,还可做发光管实验(如流水灯实验)。
图3为最小系统的输出指示电路,主要由两部份组成:数码管显示电路和发光管显示电路,以后绝大部分实验的结果都将会由它们显示出来,供你判断正确与否。
图3 输出指示电路(数码管和发光二极管显示电路)由图3可看出,该电路用到了单片机的P0口和P2口,P0口经芯片U4(74LS244)驱动后送发光管的阳极和数码管的段选口,JMP3跳线插排的默认位置是2、3脚短接,U4使能;若将1、2脚短接,则U4不使能;P2口通过8只PNP型三极管与数码管的位选口相连,加大拉电流的能力(数码管是共阴极的,型号是TOF-3461AH);跳线JMP2可选择接地,1、2脚短接则将8只三极管的集电极接地,可做数码管实验,2、3脚短接则将发光管的阴极接地,可做发光管的实验。
51单片机最小系统原理
51单片机最小系统原理
51单片机最小系统是指由51单片机芯片、时钟电路、复位电路和电
源电路等组成的最基本的硬件系统。
它是进行51单片机软件开发和运行
的基础,对于学习和应用51单片机技术来说非常重要。
下面将详细介绍
51单片机最小系统的原理。
1.51单片机芯片
51单片机是由英特尔公司推出的一种8位微控制器,是指基于哈佛
结构、具有复杂存储器结构和指令集的通用型单片机。
51单片机具有很
强的通用性,广泛应用于各种嵌入式系统和控制系统中。
常用的51单片
机芯片有AT89C51、AT89S52等。
2.时钟电路
时钟电路是指为51单片机提供稳定的时钟信号的电路。
由于51单片
机是以时序为基础进行工作的,因此时钟信号对于单片机的运行至关重要。
一般来说,时钟电路采用晶体振荡器作为时钟源,晶体振荡器的频率一般
为11.0592MHz。
时钟电路还包括电容和电阻等元件,用于保持晶体振荡
器的稳定性。
3.复位电路
复位电路是指对51单片机进行复位操作的电路。
当51单片机上电或
按下复位按钮时,复位电路会向单片机的复位引脚发送一个复位信号,使
单片机回到初始状态。
复位电路一般由电源滤波电路、复位电容和复位电
阻等元件组成。
4.电源电路
电源电路是指为51单片机提供稳定的电源电压的电路。
由于51单片机对电源电压的要求较高,一般在3.3V至5V之间,因此电源电路需要将输入的电源电压进行适当的处理,使其保持在合适的范围内。
电源电路一般由稳压电路、电容和电阻等元件组成。
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基础强化训练任务书学生姓名:董勇涛专业班级:电子0902指导教师:洪建勋工作单位:信息工程学院题目:基于51单片机最小系统设计一、训练目的主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练,提高学生的基础理论知识、基本动手能力,提高人才培养的基本素质。
二、训练内容和要求1、基础课程和基本技能强化训练(1)设计一个基于51单片机最小系统电路;(2)对所设计电路的基本原理进行分析;2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练要求学生掌握基本的文献检索方法,科学查找和利用文献资料,同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力,其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。
3、基本动手能力和知识应用能力强化训练(1)学习PROTEL软件;(2)绘制电路的原理图和PCB版图,要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范;4、查阅至少5篇参考文献,按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书,全文用A4纸打印。
三、初始条件计算机;Microsoft Office Word 软件;PROTEL软件四、时间安排1、20011年7 月 11日集中,作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明;学生查阅相关资料,学习电路的工作原理。
2、2011年7 月 12日,电路设计与分析。
3、2011年7 月 13日至2010年7 月 14日,相关电路原理图和PCB版图的绘制。
4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告,进行答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要.................................................................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract .............................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.PROTEL的发展及功能 (5)2.51单片机最小系统基本构成 (5)2.1时钟电路 (6)2.2复位电路 (6)2.3 电源电路 (6)2.4流水灯及数码管显示 (7)2.5程序下载电路 (7)3.51单片机最小系统PROTEL的实现 (8)3.1原理图 (8)3.2 PCB图 (9)4.小结与体会..................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献:........................................................................................................ 错误!未定义书签。
附录:................................................................................................................ 错误!未定义书签。
附录I:元件清单 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,它较早就在国内开始使用,在国内的普及率也最高,有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它,几乎所有的电子公司都要用到它,许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL【1】。
关键词:EDA、ProtelAbstractPROTEL is a EDA software, in the electronics industry of CAD software, it truthfully row in the front of the many EDA software, is the first choice of electronic designer software, it is early in the domestic, begin to use, the penetration rate is the highest in China, some university of electronic major still hasspecially opened the program to learn it, almost all of the electronics companies have to use it, many large companies in the recruitment of electronic design talents in the column conditions written often will use of PROTEL requirements【1】.Keywords: EDA、Protel1. PROTEL的发展及功能早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用,运行在DOS环境,对硬件的要求很低,在无硬盘286机的1M内存下就能运行,但它的功能也较少,只有电原理图绘制与印制板设计功能,其印制板自动布线的布通率也低,而现今的PROTEL已发展到PROTEL99(网络上可下载到它的测试板),是个庞大的EDA软件,完全安装有200多M,它工作在WINDOWS95环境下,是个完整的板级全方位电子设计系统,它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server (客户/服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率。
在国内PROTEL软件较易买到,有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多,这为它的普及提供了方便。
2005年年底,Protel软件的原厂商Altium公司推出了Protel 系列的最新高端版本Altium Designer 6.0。
Altium Designer 6.0,它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本,也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。
Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件(如FPGA)设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品,一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案,具有设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能【4】。
2. 51单片机最小系统的构成2.1 时钟电路系统的时钟电路设计是采用的内部方式,即利用芯片内部的振荡电路。
AT89C51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分别是放大器的输入端和输出端。
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C3和C4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30μF。
在焊接刷电路板时,晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近,以减少寄生电容,更好地保证震荡器稳定和可靠地工作【6】。
2.2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通过一个斯密特触发器与复位电路相连,斯密特触发器用来抑制噪声,它的输出在每个机器周期的S5P2,由复位电路采样一次【3】。
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
此电路同时采用上电复位和按钮复位,复位的时间必须大于5ms,通过R18和C1决定。
2.3 电源电路STC89c51的工作电压为5v,本任务中采用USB供电,方便。
焊接时需要用万用表测量正负极,其中有两个引脚是数据通信的,不需要用到,通过一个六脚开关控制,还有电阻,LED作为电源指示灯。
2.4 流水灯及数码管显示流水灯显示是通过单片机I/O口的高低电平控制,LED灯得正极接电源的正极,负极接单片机,中间还串一个电阻,当单片机输出一个高电平时,LED灯的正负极都是高电平,所以不亮;当单片机【3】输出一个低电平时,LED灯形成压降,LED灯导通。
数码管显示是八段式LED数码管【1】,八段还加一个小数点,。
所谓的八段就是指数码管里有八个小LED发光二极管,通过控制不同的LED的亮灭来显示出不同的字形。
数码管又分为共阴极和共阳极两种类型,其实共阴极就是将八个LED的阴极连在一起,让其接地,这样给任何一个LED的另一端高电平,它便能点亮。
而共阳极就是将八个LED的阳极连在一起。
其中引脚图的四个COM端连在一起,是公共端,共阳数码管将其接正5伏电源,加上一个PNP三极管驱动【4】,增加亮度。
一个八段数码管称为一位,多个数码管并列在一起可构成多位数码管,它们的段选线(即a,b,c,d,e,f,g,dp)连在一起,而各自的公共端称为位选线。
显示时,都从段选线送入字符编码,而选中哪个位选线,那个数码管便会被点亮。
数码管的8段,对应一个字节的8位,a对应最低位dp对应最高位【3】。
2.5 程序下载电路TXD为高电平时Q6截止,由于PCRXD内部呈高阻态PCTXD平时为负电平,此电平经过R7使PCRXD也为低电平,逻辑值为1。
TXD为低电平时Q6导通,PCRXD 为高电平,逻辑值为0;T1在PCTXD为低电平时导通,使电容充电,在PCTXD为高电平时T1截止,电容不能放电,能够维持PCRXD上的低电平【2】。
PC发数据时,PCTXD空闲时为低电平,为高电平时Q4导通RXD变低,逻辑值为0【5】。
3.51单片机最小系统设计3.1原理图图3-1最小系统原理图3.2 PCB图图3-2 PCB总图5.小结与体会本次任务之前,就接触过一次PROTEL,这几天下了决心学习PROTEL,在看视频的过程中,遇到很多不懂的地方,经过长时间的琢磨终于解决了,在PCB布线时,遇到一些错误,都是些细节问题,以后要多加训练,所谓孰能生巧,总有一天我会熟练的操作PROTEL。