单片机最小系统仿真设计
51单片机最小系统设计
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51单片机最小系统设计单片机是一种集成电路,具备处理器、内存和输入输出设备等功能。
51单片机是一种常见的单片机,广泛应用于各种嵌入式系统中。
本文将介绍51单片机最小系统的设计过程。
一、概述51单片机最小系统由四个基本部分组成:单片机、晶振、复位电路和电源。
单片机是系统的核心,晶振提供时钟信号,复位电路保证系统的可靠复位,电源为系统提供电能。
二、单片机选型在进行最小系统设计前,需要选择合适的51单片机型号。
根据具体的应用需求和性能要求,选择合适的芯片型号。
常见的51单片机型号有AT89S52、STC89C52等。
三、晶振选型晶振的作用是产生稳定的时钟信号,为单片机提供时钟脉冲。
选择晶振时,应考虑系统所需的主频和稳定性要求。
常见的晶振频率有11.0592MHz、12MHz等。
四、复位电路设计复位电路用于保证系统在上电或其他异常情况下的可靠复位。
常见的复位电路设计包括电源复位电路和外部复位电路。
电源复位电路通过电源控制芯片实现,外部复位电路通常由稳压芯片和复位电路芯片组成。
五、电源设计为了保证单片机系统的正常运行,需要提供稳定的电源电压。
常见的电源设计方案有稳压电路和滤波电路。
稳压电路通过稳压芯片实现,滤波电路通过电容和电感组成。
六、最小系统连接在进行最小系统连接时,需要按照51单片机的管脚连接要求进行。
一般包括连接晶振、连接复位电路和连接电源等步骤。
在连接过程中,应注意线路的布局和连接的牢固性。
七、编程与调试当最小系统连接完成后,需要进行单片机的编程和调试。
编程可以通过编程器进行,调试可以通过示波器等工具进行。
在调试过程中,需要注意程序的正确性和系统的稳定性。
八、应用案例最小系统设计完成后,可以用于各种嵌入式系统。
例如,可以用于温度控制系统、电子秤系统、自动化设备等。
根据具体应用需求,可以进行系统功能的扩展和改进。
总结本文介绍了51单片机最小系统的设计过程。
通过正确选型、合理设计和精心调试,可以实现一个稳定可靠的最小系统。
51单片机最小系统设计与制作
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51单片机最小系统设计与制作本设计是针对51单片机初学者设计出来的一款单片机学习平台,该制作将单片机40个引脚全部用排针引出,这样可以方便单片机初学者使用时根据自己的想法搭建硬件平台,能够充分培养单片机初学者的动手能力,该设计电源采用5v直流电源供电设计方框图如下下面就图2 所示的单片机最小系统各部分电路进行详细说明。
1. 时钟电路在设计时钟电路之前,让我们先了解下51 单片机上的时钟管脚: XTAL1(19 脚):芯片内部振荡电路输入端。
XTAL2(18 脚):芯片内部振荡电路输出端。
XTAL1 和XTAL2 是独立的输入和输出反相放大器,它们可以被配置为使用石英晶振的片内振荡器,或者是器件直接由外部时钟驱动。
图2 中采用的是内时钟模式,即采用利用芯片内部的振荡电路,在XTAL1、XTAL2 的引脚上外接定时元件(一个石英晶体和两个电容),内部振荡器便能产生自激振荡。
一般来说晶振可以在 1.2 ~ 12MHz 之间任选,甚至可以达到24MHz 或者更高,但是频率越高功耗也就越大。
在本实验套件中采用的11.0592M 的石英晶振。
和晶振并联的两个电容的大小对振荡频率有微小影响,可以起到频率微调作用。
当采用石英晶振时,电容可以在20 ~ 40pF 之间选择(本实验套件使用30pF);当采用陶瓷谐振器件时,电容要适当地增大一些,在30 ~ 50pF 之间。
通常选取33pF 的陶瓷电容就可以了。
2. 复位电路在单片机系统中,复位电路是非常关键的,当程序跑飞(运行不正常)或死机(停止运行)时,就需要进行复位。
MCS-5l 系列单片机的复位引脚RST(第9 管脚)出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。
如果RST 持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。
复位操作通常有两种基本形式:上电自动复位和开关复位。
图2 中所示的复位电路就包括了这两种复位方式。
上电瞬间,电容两端电压不能突变,此时电容的负极和RESET 相连,电压全部加在了电阻上,RESET 的输入为高,芯片被复位。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/d48019d588eb172ded630b1c59eef8c75fbf95ec.png)
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。
单片机最小系统的设计
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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
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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。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/07f932e548649b6648d7c1c708a1284ac85005e3.png)
基于STC89C52单片机最小系统的设计Design of STC89C52 Minimum System1.Design Content and RequirementsDesign XXX: Design and n of STC89C52 Minimum System based on Single-chip puter.Design Requirements: The input signal can be in the form of sensors。
voltage。
current。
switches。
etc。
The single-chip model can be chosen by yourself (51.128.430.etc.)。
The output control signal can be analog voltage or digital signal。
and the control object can be motor (DC motor。
XXX)。
switch。
display。
etc。
(Note: Single-chip puter。
sensor circuit module and integrated circuit chip can be used for n.)Equipment used: Photographic plate and common PCB n equipment。
common electronic assembly tools。
multimeter。
oscilloscope and electronic components (see appendix for details).2.STC89C52 Single-chip puter2.1 n to STC89C52 Single-chip puterA single-chip puter。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/91317d15443610661ed9ad51f01dc281e53a561f.png)
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一、引言随着科技的不断进步,单片机在各个领域中的应用越来越广泛。
STC89C52是一种常用的单片机,具有高性能、低功耗、可编程等特点,被广泛应用于工业控制、智能家居、物联网等领域。
最小系统是单片机应用的基础,本文将介绍基于STC89C52单片机的最小系统设计。
二、STC89C52单片机简介STC89C52是一种8位微控制器,采用CMOS工艺制造。
它具有8K字节的闪存程序存储器,支持在线编程和调试。
STC89C52单片机具有高性能、低功耗、高可靠性等特点,并且具有丰富的外设资源,如定时器、中断控制器、串行通信接口等。
三、最小系统设计思路最小系统是指能够让单片机正常工作所需的最基本的电路,包括电源电路、晶振电路、复位电路和下载电路等。
1、电源电路:为整个系统提供电源,需要根据单片机的供电要求选择合适的电源模块。
2、晶振电路:为单片机提供时钟信号,一般采用外部晶振。
3、复位电路:用于将单片机恢复到初始状态,一般采用上电复位和手动复位两种方式。
4、下载电路:用于将编写好的程序下载到单片机中,一般采用串口或SW下载方式。
四、硬件选型1、电源模块:选择12V电源模块,通过降压电路转换为5V供电。
2、晶振电路:选择11.0592MHz的外部晶振。
3、复位电路:选择上电复位和手动复位两种方式。
4、下载电路:选择SW下载方式,使用CH340芯片实现USB转串口下载功能。
五、软件设计软件设计主要包括程序的编写和调试。
根据实际需求编写程序,并进行仿真和调试。
在调试过程中,可以使用串口调试助手等工具进行程序的下载和调试。
六、实验结果在实验室中,我们成功地搭建了基于STC89C52单片机的最小系统,并编写了一个简单的程序,实现了LED的闪烁控制。
实验结果表明,最小系统能够正常工作,并且程序运行稳定。
七、总结本文介绍了基于STC89C52单片机的最小系统设计,包括硬件选型和软件设计等方面。
亲手制作STC15F2K60S2单片机最小系统附图
![亲手制作STC15F2K60S2单片机最小系统附图](https://img.taocdn.com/s3/m/eafeec25647d27284b735185.png)
亲手制作STC15F2K60S2单片机最小系统(文章中详细图片)STC15系列增强型8051单片机集成了上电复位电路与高精准R/C 振荡器,给单片机芯片加上电源就可跑程序;集成了大容量的程序存储器、数据存储器以及EEPRM ,集成了A/D 、PWM 、SPI 等高功能接口部件,可大大地简化单片机应用系统的外围电路,使单片机应用系统的设计更加简捷,系统性能更加高效、可靠。
STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D 转换(250K/S ,即25万次/秒),针对电机控制,强干扰场合。
STC15系列中STC15F2K60S2单片机使用最为频繁,用户应用程序空间60K ,足以满足多数应用此芯片的用户编程,并且价格在中关村6.5左右。
下面自己亲手制用的STC15F2K60S2触到此芯片时能够快速上手。
下图中所有的引脚图已经全部引出。
的+5V两个30P电容后端接GNDSTC15F2K60S2引脚电路制作好,连接好以后,安装USB转串口PL2303的驱动做windows系统(windows xp或windows 7都可以,我使用的是windows7 64位),如果PL2303在windows 7 64位下下载时出现错误,请下载其它的此型号的驱动解决(实际中遇到过此问题,当然windows xp下试过没有出过错误,如果您的系统是windows xp的就不用担心了。
)使用下载时把PL2303的Rxd和单片机的Txd相连接,再把PL2303的Txd 和单片机的Rxd相连接,GND同接单片机GND, PL2303的+5V先不要同单片机连接,点上图中“下载/编程”后,再把PL2303的+5V先同单片机连接,此时就会看到程序下载到单片机了。
单片机最小系统实验报告
![单片机最小系统实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c0a107fac0c708a1284ac850ad02de80d4d806a5.png)
单片机最小系统实验报告
实验目的:
本实验目的是探究微处理器系统最小化原理并实际运用该原理设计一个基于单片机主控的最小系统,用来分析各部件之间的作用以及学习计算机系统的操作。
实验设备:
1.单片机主芯片:亚宝半导体C02晶振
2.外部电路元器件:2个8位数据输入输出口,4个4位数据的输入输出口,4个开关,10K水银温度计,7个键盘,1个指示灯。
实验步骤:
1. 设计单片机最小系统电路:根据实验指导书绘制单片机最小系统电路图,接线涉及到的所有元器件,并标注出每个元器件的引脚号。
2. 编写相关的程序:根据实验的要求,编写相关的CH02语言程序来完成IO口的输入输出功能。
3. 上传程序:将编写的程序用串口烧录到单片机内存中
4. 测试程序:检查所有的管脚,检查程序的正确性,根据程序要求使用按键输入信号,测试输出结果。
实验结果:
在实验过程中,我发现单片机最小系统电路设计较为简单,只需要有基本的电路和编程知识,即可完成本次实验。
经过多次修改和测试,我可以得出程序正确运行的结论。
经过本次实验,我深刻理解了计算机系统的结构,学会了io口的编程,还认识了有关电子元器件的基本用途和功能,研究了系统的最小化原理,以及其背后的道理。
更重要的是,本次实验提高了我的动手能力和分析问题的能力。
8051单片机最小系统设计与制作
![8051单片机最小系统设计与制作](https://img.taocdn.com/s3/m/126419f4fab069dc5022011d.png)
常熟理工学院单片机实验报告实验名称:8051单片机最小系统设计与制作班级:电科121小组:第7组姓名:050212127 张勇050212129 周飞翔050212123 姚尧050212131 朱陶实验时间:2014.10.10一.实验目的1、掌握采用Keil uVision集成开发环境下单片机程序的编辑、编译、连接方法;2、掌握程序的下载(烧写);3、熟悉器件,掌握单片机最小系统的设计与制作二.实验仪器面包板 1单片机编程器 1示波器 1开关 3电源 1万用表 1晶振 1二极管8三.实验内容进行两个按键控制8个发光二极管的跑马灯控制相关硬件与软件设计,并完成制作与调试。
四.实验步骤:1.硬件部分图1如图1:主要包括复位开关,晶振,开关按钮,二极管4个部分2.软件部分在Keil 环境下编写程序,生成.hex文件,并通过Proteus进行功能仿真,测试电路是否可以满足实验要求。
程序代码如下:#include"reg51.h"#define DELAY_1S 25000void delay(unsigned int n){unsigned int i;for(i=0;i<n;i++);}void main(){ unsigned char d[8]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};char i;while(1){if((P1&0x01)==0) //S1按下循环左移{ i=0;while((P1&0x02)!=0) //当S0按下时停止左循环{P2=~d[i];delay(DELAY_1S);i++;if(i==8)i=0;}}else if((P1&0x02)==0) //S0按下循环右移{ i=7;while((P1&0x01)!=0) //当S1按下停止右循环{P2=~d[i];delay(DELAY_1S);i--;if(i==-1)i=7;}}}}3.调试采用编程器进行程序烧写,并将烧写好的芯片放到设计系统中进行实物验证本组成员所连面包板实物图,如图2图2按下S1,二极管从左依次点亮,按下S0,二极管向右依次点亮。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/07b10546767f5acfa1c7cdaa.png)
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”。
51单片机最小系统设计
![51单片机最小系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/123442f279563c1ec4da718d.png)
一、内容及要求内容:设计制作一个51最小系统,用最小系统控制8个发光2极管。
要求:全部点亮,依次点亮,交换点亮;用最小系统控制蜂鸣器;用最小系统控制电机。
二、设计思路使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。
因此,本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统,即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机.八个发光二极管D1-D8分别接在单片机的P2。
0-P2.7接口上,当给P2。
0口输出“0”时,发光二极管点亮,当输出“1"时,发光二极管熄灭。
可以运用输出端口指令MOV P0,A或MOV P0,#DATA,只要给累加器值或常数值,同理,接在P2.1~P2.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。
因此,要实现图2-1 主程序流程图流水灯功能,我们只要将发光二极管LED1~LED8依次点亮、熄灭,8只LED灯便会一亮一暗的成流水灯了.在此我们还应注意一点,由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短,我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间,否则我们就看不到闪烁效果。
程序启动时跳转到键盘判断模块程序中,此程序里面包含Key1~Key5的按键情况判断,循环检测直到有按键按下的时候,程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块,与此同时,当按键Key6有闭合时,程序中调用延时程序程序时,给延时参数赋值上另一个值,是延时程序延时时间发生改变,以达到不同快慢节奏闪烁的彩灯.具体程序流程图2-1所示。
三、硬件设计3。
1 直流稳压电源电路对于一个完整的电子设计来讲,首要问题就是为整个系统提供电源供电模块,电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础.电子设备除用电池供电外,还采用市电(交流电网)供电。
通过变压、整流、滤波和稳压后,得到稳定的直流电。
直流稳压电源是电子设备的重要组成部分!本项目直流稳压电源为+5V。
如下图所示:直流稳压电源的制作一般有3种制作形式,分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。
MCS--51单片机最小系统设计
![MCS--51单片机最小系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c082c640c850ad02de80412b.png)
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 (3)三、设计思路 (3)四、硬件设计电路 (3)五、软件设计流程 (5)六、程序源代码 (6)七、结束语 (7)八、参考文献 (8)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、设计要求设计一个模拟现实的交通灯系统,0~15秒东西红灯亮,南北绿灯亮,15~20秒东西红灯亮,南北黄灯亮,20~35秒东西绿灯亮,南北红灯亮,35~40秒东西黄灯亮,南北红灯亮,同时设立双位数码管表示倒计时时间,并实现循环。
第二部分课程设计报告一、单片机发展概况1946年2月15日,第一台电子数字计算机问世,这标志着计算机时代的到来。
匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。
1946年6月,他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想,进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。
在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。
单片机技术发展过程可分为三个主要阶段:单芯片微机形成阶段1976年,Intel公司推出了MCS-48系列单片机。
8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。
特点是:存储器容量较小,寻址范围小(不大于4K),无串行接口,指令系统功能不强。
性能完善提高阶段1980年,Intel公司推出了MCS-51系列单片机:8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。
寻址范围64K,并有控制功能较强的布尔处理器。
AT89S52单片机最小系统设计报告
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AT89S52单片机最小系统设计报告此最小系统以AT89S52单片机为中心控制器,包括电源模块和USB下载电路、晶振电路、复位电路。
一、51单片机最小系统及复位电路如下图1-1、1-2、1-3所示,为AT89S52单片机引脚图及其晶振和复位电路。
图1-1 AT89S52单片机引脚图AT89S52单片机是ATMEL公司生产的一款低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器,使用该公司高密度非易失性存储器技术制造,与MCS-51单片机兼容(引脚和指令完全兼容)。
AT89S52具有一下标准功能:8K字节Flash,256字节RAM,32位I/O接口线,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,支持低功耗空闲和掉电模式。
我个人认为,51单片机的一个优点就是具有丰富的位操作指令。
图1-2 单片机晶振电路单片机晶振两个电容的作用:这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发。
它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。
晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容)经验值为3至5pf。
图1-3 单片机复位电路复位电路的基本功能是:系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。
为可靠起见,电源稳定后还要经过一定的延时才撤销复位信号,以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。
单片机复位电路参数的选定须在振荡稳定后保证复位高电平持续时间大于2个机器周期。
AT89S52单片机是整个开发板的控制中心,我们在选用电路时应该保证它的可靠性和抗干扰性.在选用具体电子器件的时候,应该确定它的各项参数,尽量使用参数相当的器件。
单片机最小系统的设计
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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。
基于STC89C52单片机最小系统的设计
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基于STC89C52单片机最小系统的设计在现代电子技术领域,单片机的应用无处不在,从家用电器到工业自动化,从智能仪器仪表到航空航天设备,都能看到单片机的身影。
STC89C52 单片机作为一款经典的 8 位单片机,以其高性能、低功耗、易于开发等优点,被广泛应用于各种电子系统中。
而要让 STC89C52 单片机正常工作,就需要设计一个可靠的最小系统。
一、STC89C52 单片机简介STC89C52 单片机是由宏晶科技生产的一款增强型 8051 单片机,它具有 8K 字节的 Flash 程序存储器、512 字节的 RAM、4 个 8 位并行I/O 口(P0、P1、P2、P3)、3 个 16 位定时器/计数器、1 个全双工串行通信口等资源。
其工作电压为 5V,工作频率可达 35MHz,能够满足大多数应用场景的需求。
二、最小系统的组成一个完整的 STC89C52 单片机最小系统通常包括以下几个部分:1、电源电路电源是整个系统的动力源泉,STC89C52 单片机的工作电压为 5V,因此需要一个稳定的 5V 电源为其供电。
可以使用线性稳压器(如7805)将输入的电压(如 9V 或 12V)转换为 5V 输出,也可以使用USB 接口直接提供 5V 电源。
2、复位电路复位电路的作用是在系统上电或出现异常时,将单片机的内部状态恢复到初始状态,使其能够正常工作。
常见的复位电路有上电复位和手动复位两种。
上电复位电路通过电容充电实现,手动复位电路则通过按键实现。
3、时钟电路时钟电路为单片机提供工作所需的时钟信号,决定了单片机的运行速度。
STC89C52 单片机可以使用内部时钟,也可以使用外部时钟。
内部时钟通过在单片机的 XTAL1 和 XTAL2 引脚之间连接一个晶振和两个电容来实现,晶振的频率通常为 110592MHz 或 12MHz。
4、下载电路为了将编写好的程序下载到单片机中,需要设计一个下载电路。
STC89C52 单片机支持通过串口下载程序,可以使用 MAX232 芯片将单片机的 TTL 电平转换为 RS232 电平,然后通过串口线与计算机连接进行程序下载。
51单片机最小系统设计
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相信很多人都用过51单片机(比如STC89C52RC、STC12C5A60S2等)。
以下以做一个以STC12C5A60S2为主芯片做智能小车开发板为例讲解。
1、注意安装问题,测量装在小车上的孔的距离,对应车底座上的安装孔,而且孔可以做大一点,或者做成椭圆形,这样方便安装(本人的板安装孔为孔径4mm),另外如果这些孔比较靠近中心还应该在四角加孔以方便放在桌上稳定。
还要注意长度和宽度。
长度10cm以内工厂100*100规格普遍100元十张打样,超长的要会另外标准算钱。
宽度在这个小车上限制了为8.5cm,因为宽度太长会卡到车轮。
2、做小车用的话注意引出 H桥驱动接口和光电测速接口。
3、电源稳压。
常用的有两个,电池接口(或外电源)转5V,5V转3.3V。
5V稳压芯片可以用LM2940,3.3V稳压芯片可以用AMS1117。
外接的2PIN电源接口最好使用 2.54-2P XH-2P 接口,以防正负反接。
4、液晶接口。
标配12864接口和1602接口,注意:12864的PSB口建议以跳线帽选择的方式来选择并行或串行。
这样12864接口接彩色液晶的时候彩屏的CS脚(位置对应12864的PSB 脚)就可以用杜邦线连接到IO口。
另外可以在其背光的VCC(或GND)上加一个电位器,让背光可调,一般并不一定需要全5V的量度。
背光电位器可以用 202(2K欧),对比度电位器一般就采用103(10K欧)。
5、其它扩展接口:1)蜂鸣器的三极管要用PNP型的,因为PNP型是低电平导通,高电平阻断。
51单片机复位后默认为高电平,所以蜂鸣器默认是阻断的。
如果采用NPN型的三极管,那么默认情况下蜂鸣器一直导通,一直在耗电。
而且蜂鸣器的耗电量不少(你可以对比一下开和关蜂鸣器,看液晶背光的亮度)。
2)串口总线,可以引出几个排针排母,目前本人用过常用串口通信的有:GPS模块(仅接收),SYN6288语音模块(仅发送),蓝牙模块(收和发),串口总线的VCC电源建议设计成插电自动即通电,不经过开关。
单片机最小系统课程设计
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单片机最小系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单片机最小系统的基本组成,掌握各部分功能及相互关系。
2. 学生能描述单片机的工作原理,了解指令执行过程。
3. 学生能运用C语言或汇编语言编写简单的程序,实现对单片机的控制。
技能目标:1. 学生能独立设计并搭建单片机最小系统电路,进行基本的程序下载与调试。
2. 学生能运用所学知识解决实际问题,具备初步的故障排查与处理能力。
3. 学生能够通过团队协作,共同完成一个具有实际应用价值的单片机项目。
情感态度价值观目标:1. 学生对单片机技术产生兴趣,认识到其在工程技术领域的重要性。
2. 学生在学习过程中,培养动手能力、创新意识和解决问题的能力。
3. 学生通过课程学习,树立科技改变生活的观念,增强社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,以项目为导向,注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:本年级学生已具备一定的电子技术基础,对单片机有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:课程要求教师以讲解与实践相结合的方式进行教学,注重引导学生主动探究,培养学生的实际操作能力。
同时,关注学生的个体差异,提供有针对性的指导,确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习,使学生将理论知识与实践相结合,提高综合运用能力。
二、教学内容1. 单片机基础理论:包括单片机的基本结构、工作原理、指令系统等,对应教材第一章内容。
- 单片机硬件组成- 指令执行过程- 中断系统与定时器2. 单片机编程语言:C语言与汇编语言基础,对应教材第二章内容。
- 数据类型、运算符与表达式- 控制语句与函数- 汇编指令与伪指令3. 单片机最小系统设计:包括硬件电路设计、程序下载与调试,对应教材第三章内容。
- 最小系统组成与原理- 常用接口电路设计- 程序下载与调试方法4. 实践项目:设计并实现一个具有实际应用价值的单片机控制系统,如温度控制器、智能小车等,结合教材第四章内容。
- 项目需求分析- 系统设计与电路搭建- 程序编写与调试- 系统测试与优化教学内容安排与进度:第一周:单片机基础理论第二周:单片机编程语言第三周:单片机最小系统设计第四周:实践项目设计与实施第五周:项目展示与总结在教学过程中,教师需根据学生的实际情况调整教学进度,确保学生能够充分理解和掌握所学内容。
单片机最小应用系统制作实训报告
![单片机最小应用系统制作实训报告](https://img.taocdn.com/s3/m/86d7b3e848649b6648d7c1c708a1284ac85005db.png)
单片机最小应用系统制作实训报告
首先,我选用了一块常见的8051单片机作为系统的核心芯片。
这款单片机具有强大的处理能力和丰富的外设接口,非常适合用于小型应用系统的开发。
然后,我进行了硬件的搭建。
首先,我将单片机与外部电源和晶振进行了连接,以提供运行所需的电源和时钟信号。
接下来,我通过GPIO口将单片机与LED灯连接,以便控制LED的亮灭。
为了简化系统的搭建,我直接使用了面包板进行连接,并通过杜邦线将各个元件连接在一起。
在硬件搭建完成后,我转入软件部分的开发。
首先,我使用Keil软件进行编写和调试单片机的程序。
我采用了C语言作为开发语言,编写了一个简单的程序,用于控制LED灯的亮灭。
程序的基本逻辑是利用单片机的GPIO口输出高低电平信号,从而控制LED灯的开关。
经过多次调试和修改,我最终成功地实现了LED灯的亮灭控制。
当单片机输出高电平信号时,LED灯会亮起;当单片机输出低电平信号时,LED灯会熄灭。
这样,我就成功地完成了最小应用系统的制作。
通过这次实训,我对单片机应用系统的制作过程和原理有了更深入的了解。
我学会了如何选用合适的单片机、搭建硬件系统、编写程序并进行调试。
我也发现了在实际制作过程中可能出现的问题和解决方法。
这对提高我对单片机应用系统的开发能力非常有帮助。
总之,通过这次实训,我成功地制作了一个单片机最小应用系统,并对该系统的制作过程和原理有了更深入的了解。
我相信这次实训经验对我的学习和将来的工作都将有所帮助,我会继续深入学习和探索单片机应用系统的开发。
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二○一六~二○一七学年第二学期暑期物理与电子工程学院
课程设计报告
班级:
姓名:
学号:
摘要
基于AT89C51为核心制作的单片机最小系统,含有单片机工作的最基本组成单元——电源电路、复位电路和振荡电路。
芯片AT89C52包含8KFLASH、512字节RAM、32个IO口、3个定时器、1个UART、8个中断源。
关键字:单片机最小系统、AT89C52
图一设计框图
二、电路设计
1、电源电路
为单片机提供一个稳定的5V电源,原理图如下:
图二电源电路原理图
2、复位电路
复位电路由上电复位和按键复位两部分组成。
AT89C51系列单片机即为高电平复位,在复位引脚RST上接一电容到VCC,再接一电阻到GND,由此形成一个RC充放电路,原理图如下:
图三复位电路原理图
3、晶振电路
振荡电路由一个11.0592M的晶振和两个电容所组成,原理图如下:
图四晶振电路原理图
4、LED显示电路
LED显示电路通过使LED两端产生电压差点亮LED并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁,原理图如下:
图五 LED显示电路
5、整体电路图
三、仿真
1、仿真图
利用仿真软件Proteus根据原理图绘制出仿真图,并加载程序,仿真
图七仿真图
2、仿真结果图
运行程序,查看结果。
仿真结果图如下:
图八仿真结果图
四、心得体会
单片机主要擅长系统控制,而不适合做复杂的数据处理,所以在设计单片机最小系统时不应该应用过多的嵌套,一个典型的单片机最小系统一般由时钟电路、复位电路、键盘电路、显示电路等部分组成,有时也外扩有片外RAM和ROM以及外部扩展接口等电路。
本次设计中,通过仿真软件Proteus进行单片机最小系统的设计验证,根据原理图画出仿真,加载程序后运行,成功点亮LED并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁小灯。
在此次仿真实验中,我更加了解了单片机的最小系统,通过仿真我更加了解最小系统中的各个元件及其摆放,也更加了解仿真软件Proteus。
在仿真过程中,最大的问题是不知道如果找到合适的元件,但通过上网搜查最终成功找到元件并仿真成功。
附录:
程序设计
#include<reg52.h> //52系列单片机头文件sbit LED=P2^0; //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 {
LED=0; //点亮LED1
delay(200); //延时
LED=1; //熄灭LED1
delay(200); //延时
}
}。