(MCS-51单片机实验系统

16V8的应用 的应用
1. .输入端：GAL16V8的2～9脚共8个输入端，每个输入端有一个 缓冲器，并由缓冲器引出两个互补的输出到与阵列； 2. .与阵列部分：它由8根输入及8根输出各引出两根互补的输出构 成32列，即与项的变量个数为16；8根输出每个输出对应于一个 8输入或门（相当于每个输出包含8个与项）构成64行，即 GAL16V8的与阵列为一个32×64的阵列,共2048个可编程单元 （或结点）； 3. .输出宏单元：GAL16V8共有8个输出宏单元，分别对应于12～ 19脚。每个宏单元的电路可以通过编程实现所有PAL输出结构 实现的功能； 4. 系统时钟：GAL16V8的1脚为系统时钟输入端,与每个输出宏单 元中D触发器时钟输入端相连，可见GAL器件只能实现同步时 序电路，而无法实现异步的时序电路； 5. 输出三态控制端:GAL16V8的11脚为器件的三态控制公共端
• 1、采用E2CMOS工艺使GAL器件不仅具有电可擦除可编程的性能， 、 而且还具有低功耗、高速度的特点。采用了特殊的编程结构和高速编 程算法，可在几百毫秒内完成整个器件的编程，擦除时间也很短，大 约为50ms，可反复编程100次以上，编程后的数据信息可保持20年以 上不丢失。 • 2、目前，普通的GAL器件传输延迟不大于25ns。现在，更高的传输 、 延迟指标为15ns、5ns的GAL器件已经广泛应用。 • 3、特有的输出逻辑宏单元OLMC（Output Logic Macro Cell），赋予 、 了GAL器件非常灵活的逻辑组态能力。GAL的电可擦写特点，非常 适合于需要多次修改逻辑的场合，如接口电路的研制等
系统主要元件介绍
1、MAX232 、 MAX232 是一种双组驱动器/接收器，片内含有一个 电 容 性 电 压 发 生 器 以 便 在 单 5V 电 源 供 电 时 提 供 EIA/TIA-232-C电平。每个接收器将EIA/TIA-232-C电平 输入转换为5V TTL/CMOS电平。 这些接收器具有1.3V 的典型门限值及0.5V的典型迟滞，而且可以接收±30V 的输入。 每个驱动器将TTL/CMOS输入电平转换为EIA/TIA232-E电平。所有的驱动器、接收器及电压发生器都可 以在各芯片公司的元件库中得到标准单元。MAX232的 工作温度范围为0℃至70℃，MAX232的工作温度范围 为-40℃至85℃。
4、74HC244、74HC273、74HC573 、 、 、 • 本部分的内容可参考附录中的《数字电 路基础》和《模拟电路基础》。
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5、GAL16V8 、
• GAL（通用阵列逻辑）器件是美国晶格半导体公司 （Lattice Semiconductor，Inc.）在PAL（可编程阵列逻辑） 器件的基础上于1985年推出的新一代可编程逻辑器件，其 主要特点如下。
特点引脚
特点: 特点 单5V电源工作 LinBiCMOS,TM工艺技术 两个驱动器及两个接收器 ±30V输入电平 低电源电流：典型值是8mA 符合甚至优于ANSI标准EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准V.28 可与Maxim公司的MAX232互换 ESD保护大于MIL-STD-883（方法3015）标准的2000V
特性
80S51核心处理单元 片内Flash程序存储器； 最大频率为33MHz； 全静态操作； RAM可外部扩展为64K字节； 4个中断优先级； 6个中断源； 4 个8位I/O口； 全双工增强型UART 帧数据错误检测； 自动地址识别； 3个16位定时/计数器T0，T1 （标准80C51）和增加的T2（捕获 和比较）； 电源控制模式:时钟可停止 和恢复； ―空闲模式； • ―掉电模式； 双数据指针； 可编程时钟输出； 异步端口复位； 低EMI （禁止ALE）； 掉电模式可通过外部中断唤醒。
3、89S51 、
• 该系列单片机是采用高性能的静态80C51 设计 该系列单片机是采用高性能的静态80C 由先进CMOS 工艺制造并带有非易失性Flash 由先进 CMOS 工艺制造并带有非易失性 Flash 程序存储器全部支持12 时钟和6 程序存储器全部支持12 时钟和6 时钟操作 • P89S51和 P89S52分别包含 128字节和 256字节 89S51 和 89S52 分别包含128 字节和256 字节 RAM、32条I/O口线、 RAM、32条I/O口线、3个16位定时/计数器、 6 16位定时/计数器、 输入4优先级嵌套中断结构、 个串行I/O口 输入4优先级嵌套中断结构、1个串行I/O口（可 用于多机通信、I/O扩展或全双工UART） 用于多机通信、I/O扩展或全双工UART）以及 片内振荡器和时钟电路。 片内振荡器和时钟电路。 • 该系列单片机是80C51微控制器的派生器件， 该系列单片机是80C51微控制器的派生器件， 采用先进CMOS工艺制造，指令系统与80C51 采用先进CMOS工艺制造，指令系统与80C51 完全相同。
6、LED数码显示器 、 数码显示器
• 单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数 字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压 低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。
（1）共阳极接法。把发光二 极管的阳极连在一起构成公共 阳极，使用时公共阳极接+5V， 每个发光二极管的阴极通过电 阻与输入端相连。当阴极端输 入低电平时，段发光二极管就 导通点亮，而输入高电平时则 不点亮。
GAL有如下优点：
有电可擦除的功能，克服了采用熔断丝技术只能一次 编程的缺点，其可改写的次数超过100次； 由于采用了输出宏单元结构，用户可根据需要进行 组态，一片GAL器件可以实现各种组态的PAL器件输 出结构的逻辑功能，给电路设计带来极大的方便； 具有加密的功能，保护了知识产权； 在器件中开设了一个存储区域用来存放识别标志—— 即电子标签的功能GAL器件的基本结构 。
PRINT: MOV A,70H SUBB A,#30H MOV DPTR,#TABLED MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0B000H MOVX @DPTR,A MOV A,71H SUBB A,#30H MOV DPTR,#TABLED MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0A000H MOVX @DPTR,A MOV A,72H SUBB A,#30H MOV DPTR,#TABLED MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#9000H MOVX @DPTR,A
系统硬件制板线路图
MCS-51单片机实验系统特点 单片机实验系统特点
• 这个系统实现了最基本的键盘输入、4位LED显示、 这个系统实现了最基本的键盘输入、4 LED显示、 RS232串行通信、ISP在线编程等功能，并在上面提供 RS232串行通信、ISP在线编程等功能，并在上面提供 了很多扩展的功能接口，用扩展口接上这块实验板后， 可以完成大学单片机实验大纲上的全部实验。 • 在以RS232C与计算机相连后，可直接从计算机上下载 在以RS232C与计算机相连后，可直接从计算机上下载 程序进行调试, 程序进行调试,并可以随时进行下载调试，具有及时方 便的特点。与现有的实验箱相比，它也能完成现有实 验箱的实验，而成本比实验箱便宜若干倍。并且携带 方便，轻巧灵活。 • 是一个供初学者学习和实验的良好的平台，能以简单、 浅显的方式让大家学习和掌握MCS浅显的方式让大家学习和掌握MCS-1单片机的原理和 功能。并且通过动手操作，对MCS功能。并且通过动手操作，对MCS-1单片机在各种简 单的扩展系统中的作用有一定的了解。对于学有所成 的同学来说，也可以通过扩展接口进行一些创造性的 设计。培养了学生动手和动脑的能力。
特性: 特性
•
80C51中央处理单元； 具有ISP和IAP编程功能的片内Flash存储器； 片内Boot ROM包含底层FLASH编程子程序， 以实现通过UART下载程序,可ISP编程； 可用兼容87C51硬件接口的并行编程器编程, 每个机器周期6个时钟周期操作（标准）,每个机器周期12个时钟周操 作（可选）,在每个机器周期6个时钟周期下，速度高达20MHz（相当40MHz 性能）,在每个机器周期12个时钟周期下，速度高达33MHz 完全静态操作, RAM可外部扩展到64K字节, 4个中断优先级；8个中断源, 4个8位I/O口； 全双工增强型UART,帧错误检测, 自动地址识别,功耗模式控制, 时钟可中止和恢复运行,空闲模式,掉电模式,可编程的时钟输出, 2个DPTR寄存器, 端口异步复位,低EMI（禁止ALE）, I2C串行接口,可编程的计数器阵列（PCA）,PWM,捕获/比较,非常适合IPMI应用。
2、P89C668HBA 、
• P89C660/662/664/668单片机内16KB/32KB/64KB/64KB Flash存储器，该存储器既可并行编程也可以串行在系 统编程（ISP）。在实际的成型产品中，可通过ISP升 级用户程序。 • 在Boot ROM程序中，可通过一个默认的串行下载器 （UART）对Flash存储器作ISP编程，而在Flash代码区 中并不需要有调用下载器的代码，用户程序可通过调 用在Boot ROM中的标准子程对Flash存储器擦写和再编 程（即ISP）。 • 该器件的时钟周期为6个时钟，是传统的80C51的两倍。 用户可根据需要通过一个OTP配置位选择传统的12时 钟。
MOV A,73H SUBB A,#30H MOV DPTR,#TABLED MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX @DPTR,A RET TABLED:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H, 99H,92H,82H,0F8H, 80H;
现代集成电路设计
任家富
2008年6月
MCS-51单片机设计及应用 单片机设计及应用
• • • • • MCS-51单片机实验板介绍 MCS-51单片机实验板介绍 C51编程介绍 C51编程介绍 TOPICE52仿真器及软件介绍 TOPICE52仿真器及软件介绍 本次实习的任务 实习成绩平分标准
MCS-51单片机实验系统 单片机实验系统
子程序介绍
CLS: MOV A,#0FFH MOV DPTR,#8000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#9000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0A000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0B000H MOVX @DPTR,A RET DISP: MOV A,70H MOV DPTR,#8000H MOVX @DPTR,A MOV A,71H MOV DPTR,#9000H MOVX @DPTR,A MOV A,72H MOV DPTR,#0A000H MOVX @DPTR,A MOV A,73H MOV DPTR,#0B000H MOVX @DPTR,A RET
系统软件介绍 1、 显示部分 、
MCS-51单片机显示部分，外接4片74LS273芯片 作为4位LED显示器的静态显示接口，并行输出端分别 接LED显示器的各段对应的引脚上。在单片机应用系 统中，显示器显示用静态显示显示。 LED1 LED2 LED3 LED4
B000H
A000H
9000H
8000H
LED显示方式
• 在单片机应用系统中，显示器显示常用两种 方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显 示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁 存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单 片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路， 就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发 送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中 CPU的开销小。在这里我们只使用了静态显示。
• 我设计的是一个通用的实验板,由于成本 问题只能在板子上保留一些必要的输入、 输出和显示功能,至于其他的实验部件,都 必须通过扩展口来实现.这样不仅使整个 实验系统显得小巧精致,还使系统的任一 扩展部件在损坏的情况下都不会影响到 其他部分。
1 系统框图
4*LED
主实验板线路图
LED数码显示器原理图 数码显示器原理图