单片机基础及最小系统设计.pdf
《单片机最小系统》课件
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统是单片机最小系统的重要应用领域之 一，通过单片机实现对工业设备的自动化控制，提高生产 效率和产品质量。
具体应用包括自动化生产线控制、工业机器人控制等，通 过单片机与各种传感器、执行器等设备的配合，实现对工 业设备的精确控制和自动化操作。
上电复位是指单片机上电后自 动进行复位操作；人工复位则 是通过手动按下复位按钮进行 复位。
复位电路的设计需要考虑单片 机的复位要求以及稳定性。
存储器扩展电路设计
单片机内部存储器容量有限，当需要存储大量数 据时需要进行外部存储器扩展。
常用的外部存储器扩展芯片有RAM、EEPROM、 Flash等类型。
单片机最小系统在物联网中的应用前景
01
02
03
智能家居控制
单片机最小系统可以作为 智能家居控制的核心，实 现家电的远程控制和自动 化控制。
智能农业监测
单片机最小系统可以用于 监测农田环境参数，实现 精准农业和智能化农业管 理。
智能物流管理
通过单片机最小系统，可 以实现物流设备的智能化 管理，提高物流效率和降 低成本。
02
单片机最小系统的硬件设 计
电源电路设计
01
电源电路是单片机最小系统的能 源供给部分，为整个系统提供稳 定的直流电压。
02
常用的电源电路有线性电源和开 关电源两种类型。
线性电源电路简单，但效率较低 ，发热量大；开关电源效率高， 但电路复杂。
03
电源电路的设计需要考虑单片机 的功耗、工作电压和稳定性要求
《单片机最小系统》ppt课 件
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。
第2章 STM32单片机结构和最小系统
STM32F10x 处理器总线结构
总线结构中各单元的功能 ICode 总线：将 Flash 存储器指令接口与 Cortex-M3 内核的指令总线相连接，用于指 令预取； DCode 总线：将 Flash 存储器的数据接口与 Cortex-M3 内核的 DCode 总线相连接，用于 常量加载和调试访问； System 总线：将Cortex-M3 内核的 System 总线（外设总线）连接到总线矩阵；
退出
2.2 STM32F103总线和存储器结构
ICode Flash接口 DCode Cortex-M3 System SRAM DMA1 通道1 通道2 Flash接口
总线矩阵
DMA
复位和时钟 控制（RCC）
桥接1
DMA
…
AHB
桥接2
APB2
APB1 DAC SPI3/I2S PWR SPI2/I2S IWDG BKP CAN1 WWDG RTC CAN2 TIM7 I2C2 TIM6 I2C1 UART5 TIM5 UART4 TIM4 USART3 TIM3 USART2 TIM2
嵌入式单片机原理及应用
退出
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ARM嵌入式系统概述 STM32单片机结构和最小系统 基于标准外设库的C语言程序设计基础 STM32通用输入输出GPIO STM32外部中断 STM32通用定时器 STM32通用同步/异步收发器USART 直接存储器存取DMA STM32的模数转换器ADC STM32的集成电路总线I2C STM32的串行外设接口SPI
总线结构中各单元的功能 DMA 总线：将DMA 的 AHB 主控接口与总线 矩阵相连； 总线矩阵：用于连接三个主动单元部件和三个 被动单元,负责协调和仲裁Cortex-M3 内核和 DMA 对 SRAM 的访问，仲裁采用轮换算法。 AHB/APB 桥：两个 AHB/APB 桥在 AHB 和 2 个 APB 总线之间提供完全同步连接。
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，到达如下根本要求：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、具有根本的人机交互接口。
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，自己根底不好，在网上提了许多弱智的问题，有一些问题网友答复了，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拟多，avr 系列这几年在国内比拟流行，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，焊锡假设干，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at89s528m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。
《单片机最小系统》课件
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• 单片机最小系统概述 • 单片机最小系统硬件设计 • 单片机最小系统软件设计 • 单片机最小系统调试与测试 • 单片机最小系统进阶应用 • 单片机最小系统案例分析
01
单片机最小系统概述
单片机的定义与特点
总结词：核心组件
详细描述：单片机是一种集成电路芯片，集成了微处理器、存储器、输入输出接 口等核心组件，具有高性能、低功耗、易于编程等优点。
感谢您的观看
THANKS
复位模块
总结词
确保单片机从初始状态开始工作
详细描述
复位模块用于在单片机出现异常时将 其恢复到初始状态，保证程序的正常 运行。复位电路可以采用上电自动复 位或按键复位方式，根据实际需求进 行选择。
JTAG调试接口
总结词
用于程序调试和烧写
详细描述
JTAG调试接口是一种常见的单片机调试接口，通过它可以将程序下载到单片机中进行 调试和烧写。JTAG接口由多个数据线组成，可以实现单步调试、断点调试等多种功能
机器人、自动化等领域。
案例二：基于单片机的智能家居控制系统
总结词
智能家居控制系统是单片机最小系统在 家庭智能化方面的应用，通过单片机实 现对家居设备的智能化控制。
VS
详细描述
智能家居控制系统以单片机为核心，通过 与各类传感器、执行器等设备的连接，实 现对家居设备的智能控制。例如，通过温 度传感器实现自动调节室内温度，通过光 线传感器实现自动调节室内灯光亮度等。
，是单片机开发过程中必不可少的工具。
03
单片机最小系统软件设计
编程语言与开发环境
编程语言
C语言和汇编语言是常用的单片机编 程语言，它们具有高效、易读和可移 植性强的特点。
AT89S52单片机最小系统设计报告
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。
51单片机最小系统原理图
51单片机最小系统原理图51单片机是一种常用的微控制器，它具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
而要搭建一个完整的嵌入式系统，首先需要设计并搭建一个最小系统，本文将介绍51单片机最小系统的原理图设计。
首先，我们需要明确51单片机最小系统的组成部分。
一个完整的最小系统包括51单片机、晶振、复位电路、电源电路、下载电路等几个基本部分。
其中，晶振是单片机工作的时钟信号源，复位电路用于单片机的复位控制，电源电路提供单片机所需的电源，下载电路用于单片机的程序下载。
其次，我们需要根据这几个基本部分设计出相应的原理图。
首先是晶振电路，一般使用的是12MHz的晶振，其原理图是将晶振的两端分别连接到单片机的晶振输入引脚和晶振输出引脚。
接下来是复位电路，复位电路一般由一个电阻和一个电容组成，其原理是通过电容的充放电来实现单片机的复位控制。
然后是电源电路，电源电路一般包括稳压电路和滤波电路，其原理是通过稳压电路将输入的电压稳定在单片机所需的工作电压范围内，并通过滤波电路去除电源中的杂波。
最后是下载电路，下载电路一般由一个串口电平转换芯片和一个串口接口组成，其原理是通过串口电平转换芯片将电脑串口的TTL电平转换成单片机所需的电平，并通过串口接口与单片机相连接。
最后，我们需要将这几个部分的原理图进行整合，设计出完整的51单片机最小系统原理图。
在设计原理图时，需要注意各个部分之间的连接关系，以及引脚的连接方式。
同时，还需要考虑到原理图的布局和美观性，尽量使得原理图清晰易懂，方便后续的调试和维护工作。
总的来说，设计51单片机最小系统原理图是搭建一个完整嵌入式系统的第一步，它直接关系到后续系统的稳定性和可靠性。
因此，在设计原理图时需要认真对待，确保各个部分的连接正确，电路设计合理，从而为后续的系统开发奠定良好的基础。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助，谢谢阅读。
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。
89s52单片机最小系统
2.3单片机最小系统
要使单片机工作起来，最基本的电路的构成为
图2-3-1 AT89S52最小工作系统
1、电源电路：
AT89S51单片机的工作电压范围：4.0V—5.5V，所以通常给单片机外接5V直流电源。
连接方式为VCC(40脚）：接电源+5V端VSS(20脚）：接电源地端。
本设计方案采用外接12V直流电源，然后通过使用7805稳压芯片，输出5V直流电源，给单片机及其它电路供电。
电源电路如
图2-3-2 电源系统
2、时钟电路：
单片机工作的时间基准，决定单片机工作速度。
时钟电路就是振荡电路，向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。
AT89S51单片机时钟频率范围：0 — 33MHz。
时钟电路连接方式为
图2-3-3 时钟电路
3、复位电路：
确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。
单片机接通电源时产生复位信号，完成单片机启动，确定单片机起始工作状态。
手动按键产生复位信号，完成单片机启动，确定单片机的初始状态。
通常在单片机工作出现混乱或“死机”时，使用手动复位可实现单片机“重启”。
图2-3-4 时钟电路
4、EA/VP(31脚）接+5V
如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。
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。
(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。
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单片机技术应用（C 语言+仿真版）
任务 1-1 单灯闪烁控制设计及仿真
1．任务分析
为了更好、更快地学习和掌握单片机的相关基本知识，我们在学习之初为学生设计了 一个简单的单片机仿真实验—单灯闪烁控制设计与仿真。本任务要求采用 51 单片机控制 一个发光二极管进行闪烁，通过本实验让学生初步掌握 51 单片机的概念、引脚及其功能等 基本知识，让学生认识单片机最小系统及其作用，并学习单片机的存储器结构。
1．单片机的概念
单片机是在一块芯片上集成了中央处理部件（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/ 计数器和各种输入/输出（I/O）接口（如并行 I/O 口、串行 I/O 口和 A/D 转换器）等。由于
3
单片机技术应用（C 语言+仿真版） 单片机通常是为实时控制应用而设计制造的，因此，又称为微控制器（MCU）。
项目 1
单片机基础及最小 系统设计
教学引导
本项目通过单片机单灯闪烁控制的设计与仿真，让学生掌握单片机的概念、单片机外部引 脚及其功能、单片机内部结构、单片机最小系统以及单片机储存器结构等基本知识，并通过仿 真实验使学生更快地对单片机建立起感性认识。
知识重点
知识难点 建议学时 教学方式 学习方法
1．单片机的概念 2．单片机外部引脚及其功能 3．单片机内部结构 4．单片机最小系统 5．单片机储存器结构 单片机储存结构
5．任务小结
本任务利用 51 单片机的引脚功能，实现了单个发光二极管闪烁的功能，试验虽然简 单，但能使学生较快地对 51 单片机熟悉起来，从而掌握 51 单片机的相关基础知识，为后 续的课程学习打下良好基础。
相关知识
1.1 单片机的概念、发展及应用
单片微型计算机（Microcontroller）简称为单片机。它是微型计算机发展中的一个重要 分支，它以其独特的结构和性能，越来越广泛地应用于工业、农业、国防、网络、通信以 及人们的日常工作、生活中。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。Intel 的 Z80 是最早按照这种思想设计出的处 理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
图 1-1 单灯闪烁控制硬件电路图
3．软件程序设计
本仿真要实现的功能比较简单，对 P1.0 引脚的高低电平状态进行交互控制就可以实现
我们要的仿真现象。首先我们需要利用 sbit 语句对 P1^0 引脚进行定义，定义的名称为
P1_0，之后对 P1_0 进行赋值，当 P1_0 赋值为 0 的时候，P1_0 引脚处于低电平状态，发光
二极管点亮，当 P1_0 赋为 1 的时候，P1_0 引脚处于高电平状态，发光二极管熄灭，在点
亮和熄灭状态中间加上延迟函数，就达到了我们想要的闪烁状态。
设计的程序如下：
#include<reg51.h>
//预处理命令，定义 51 单片机各寄存器的存储器映射
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sbit P1_0=P1^0; void delay (unsigned char i); void main() { while(1) { P1_0=0; delay(20); P1_0=1; delay(20); } } void delay( unsigned char i) { unsigned char j,k; for(k=0;k<i;k++) for(j=0;j<255;j++); }
自 1976 年 9 月 Intel 公司推出 MCS-48 单片机以来，单片机就受到了广大用户的欢迎。 因此，有关公司都争相推出各自的单片机。如 GI 公司推出 PIC1650 系列单片机，Rockwell 公司推出了与 6502 微处理器兼容的 R6500 系列单片机。它们都是 8 位机，片内有 8 位中央 处理器（CPU）、并行 I/O 口、8 位定时器/计数器和容量有限的存储器（RAM、ROM）以及 简单的中断功能。
//定义引脚 //延时函数 //主程序
项目 1 单片机基础及最小系统设计
//无限循环语句
//使 P1.0 引脚为低电平，发光二极管点亮 //延时 //使 P1.0 引脚为高电平，发光二极管熄灭 //延时
//延时子程序
//定义两个无符号变量 j、k //循环语句 //循环语句
4．仿真结果
将 Keil 软件编译生成的十六进制文件加载到芯片中。单击“运行”按钮，启动系统仿 真，发光二极管 D1 点亮、熄灭状态进行交替，实现闪烁。
1978 年下半年 Motorola 公司推出 M6800 系列单片机，Zilog 公司相继推出 Z8 单片机系 列。1980 年 Intel 公司在 MCS-48 系列基础上又推出了高性能的 MCS-51 系列单片机。这类 单片机均带有串行 I/O 口，定时器/计数器为 16 位，片内存储容量（RAM、ROM）都相应 增大，并有优先级中断处理功能，单片机的功能、寻址范围都比早期的扩大了，它们是当 时单片机应用的主流产品。
2．电路设计
单灯闪烁控制硬件电路如图 1-1 所示。一个发光二极管正极通过限流电阻连接到+5V 电源，P1.0 引脚控制这个发光二极管负极，当 P1.0 口引脚输出为低电平时，发光二极管点 亮，当 P1.0 口引脚输出为高电平时，对应的发光二极管熄灭，P1.1 引脚高低电平交替输 出，这个发光二极管就可以实现闪烁显示。根据图 1-1 绘制仿真硬件电路图。
2．单片机的发展
单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源不仅能满足很多应用场合的需要， 而且具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉 等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、网络系统、汽 车工业、国防工业、高级计算器具、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代 现有的多片微机应用系统，单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用 CMOS 工艺 制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大、抗干扰能力强、能满足一些特殊要 求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促进了单片机技术的发展。