单片机最小系统设计.docx

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单片机最小系统设计

单片机及接口技术实训报告

题目单片机最小系统设计

系别xxx

年级07专业电子信息工程

班级072

学号Y10107106、Y10107104、Y10107105

学生姓名xx，xx。

Xx

指导教师xx

设计时间2010.9

目录

一、引言2

二、电路设计3

1、硬件电路设计3

2、电路设计方案及功能分析4

三、原理图介绍5

1、原理图绘制方法5

2、原理图库6

3、元器件说明6

4、单片机最小系统原理图7

5、最小系统PCB板8

四、模块功能分析8

1、LED显示功能分析：

8

2、蜂鸣器功能演示9

五、总结和体会10

一、引言

本次单片机设计的课题为单片机最小系统及单片机接口电路板.使用PROTEL软件完成设计项目包括绘制原理图以及原理图的焊接.使我们能够更加深入的掌握和理解PROTEL软件,掌握电路板的焊接技术和整个制作流程，以及单片机最小系统的原理及功能。

二、电路设计

1、硬件电路设计

AT89S52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89s52是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

外形及引脚排列如图所示

本系统采用的是AT89S52芯片。

下面是它的引脚图。

图1_1AT89S52引脚图

主特性：

·与MCS-51兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：

1000写/擦循环

·数据保留时间：

10年

·全静态工作：

0Hz-24MHz

·三级程序存储器锁定

·128×8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

管脚图和管脚说明：

*VCC：

供电电压。

*GND：

接地。

*P0、P1、P2、P3口为8位双向I/O接口；

*P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，

*P3.0RXD（串行输入口）

*P3.1TXD（串行输出口）

*P3.2/INT0（外部中断0）

*P3.3/INT1（外部中断1）

*P3.4T0（记时器0外部输入）

*P3.5T1（记时器1外部输入）

*P3.6/WR（外部数据存储器写选通）

*P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

*P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

*RST：

复位输入。

*ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

*PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

*EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

*XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

*XTAL2：

来自反向振荡器的输出。

2、电路设计方案及功能分析

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、按键输入、显示输出等。

单片机接口电路主要用来连接计算机和其它外部设备.各功能模块的原理及功能如下:

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51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

晶振电路:

典型的晶振取11.0592MHz（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

接口电路:

具有人机交互接口.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。

通过该最小系统，我们可以用keil软件进行编程从而实现对一些外设的控制！

比如一些简单的实验：

闪烁灯、模拟开关灯等等！

三、原理图介绍

打开protel99SE软件，首先新建file/new/schematicdocument，命名成所要设计原理图的名字。

双击打开后在绘图区绘制。

可以点击左侧find按键，查找所需元器件，并放置。

若无所需元件，可点击edit按键，自行编辑所需元器件，并命名，放置。

最后将所有元器件用线连接起来。

选择tools/rec，查看是否有错误，根据错误提示修改至无错。

1、原理图绘制方法

电路原理图的设计主要是PROTEL99的原理图设计系统来绘制一张电路原理图.

（1）设计图纸大小首先要构思好零件图,设计好图纸大小.图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定.

（2）设计PROTEL的设计环境设置PROTEL设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型等.大多数参数由系统默认.

（3）旋转零件根据电路图的需要,将零件从零件库里取出放置到图纸上,并对放置零件的序号,零件封装进行定义和设定.

（4）原理图布线利用PROTEL提供的各种工具,将图纸上的元件用具有电气意义的导线,符号连接起来,构成一个完整的原理图.

（5）调整线路将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改,使得原理图更加美观.

（6）报表输出通过PROTEL提供的各种报表工具生成各种报表，其中最重要的报表是网络表，通过网络表为后续的电路板设计作准备。

2、原理图库

在放置元件之前，必须先将该元件所在的元件库载入内存才行。

如果一次载入过多的元件库，将会占用较多的系统资源，同时也会降低应用程序的执行效率。

所以，通常只载入必要而常用的元件库，其他特殊的元件库当需要时再载入，也可以自己绘制一些特殊的元件。

（1）双击设计管理器中的原理图文档图标，打开原理图编辑器。

（2）点击设计管理器中的ＢＲＯＷＳＥ　Ｓｃｈ选项卡，然后点击ＡＤＤ按钮，出现“元件库添加，删除”对话框。

（3）选取元件库文件，然后双击鼠标，点击ＯＫ键此元件库添加完成。

3、元器件说明

表1_1最小系统元器件清单

PartType

Designator

Footprint

PartType

Designator

Footprint

104

C2

RAD-0.1

11.0592M

XTAL

XTAL

104

C3

RAD-0.1

30pF

C4

RAD-0.1

1uF

C8

C-.1/.2

30pF

C5

RAD-0.1

1uF

C9

C-.1/.2

AT89S52

AT89S51/52

DIP40

1uF

C10

C-.1/.2

RES2

R410K

AXIAL0.3

1uF

C6

C-.1/.2

RES2

R510K

AXIAL0.3

1uF

C7

AXIAL0.3

RES2

R6330

AXIAL0.3

10uF

C1

C-.1/.2

RES2

R21K

AXIAL0.3

RES2

R12K

AXIAL0.3

RES2

R310K

AXIAL0.3

SW-PB

RESET-AUR

key

SW-PB

S4

key

SW-PB

RESET-51

key

SW-PB

S5

key

SW-PB

S3

key

SW-PB

S6

key

PNP

8550

SW-DB4

S2

key4

LED

Power

led

LED

LED1

led

LED

LED2

led

LED

LED3

led

LED

LED4

led

LED

LED5

led

LED

LED6

led

LED

LED7

led

LED

LED8

led

LED

Power

led

BUZZER

Q1

buzzer

SW-PB

S1

key2

4、单片机最小系统原理图

图1_2最小系统原理图

5、最小系统PCB板

图1_3PCB板布线图

四、模块功能分析

1、LED显示功能分析：

#include//包含头文件

#defineledP0

voidDelay（unsignedinti）//延时函数

{

while（i--）;

}

voidmain（void）

{

unsignedchard;//定义状态变量d

led=0xff;//LED全灭

for（;;）

{

d=0X01;//d的初始值即灯的初试状态

while（d!

=0）//实现8次左移，如果d中唯一的位1移动出范围，则重新赋值开始

{

led=~d;//反向输出点亮

Delay（60000）;//延时

d<<=1;//左移动一位

Delay（60000）;//延时

}//当左移到头则从for（;;）下面重新开始，循环左移效果

}

}运行时，最小系统中的LED1-LED8会出现左移闪动

2、蜂鸣器功能演示

加载蜂鸣器程序时，蜂鸣器会发生嘀嘀的声音，程序如下：

#include

sbitbuzz=P3^5;

voidT0_irq（void）interrupt1using1

{

TH0=-（300/256）;

TL0=-（300%256）;

buzz=~buzz;

}

main（）

{

TMOD=0x01;

TH0=-（1000/256）;

TL0=-（1000%256）;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

for（;;）{

}

}

五、总结和体会

在这次的单片机课程设计中我感觉受益匪浅。

不用说我们在其中学到的新知识是多么有价值，也不用说它拓宽了我们多少的眼界，只是说它让我们的能力得到了提高就已足以成为我们努力付出的回报。

通过这次单片机课程设计还增强了我们查阅资料的方法和技巧，更是大大的提高了我们的自学的能力,其次，通过这次课程设计，我们知道了团队合作的重要性，我们小组的成员每个人都在尽力的查找各种资料，这会使得我们的效率变得更加高效。

通过这次机会，我感觉收获很多，希望以后能有更多的机会去做这些有意义的工作和设计。

课程设计独创性声明：

本实验都是由本组成员共同合作完成，没有任何抄袭现象，此外，从原理图到元器件的焊接都是成功的

学生签名：

指导教师评语：

课程设计成绩：

指导教师签名：

教研室意见：

教研室主任签名：