单片机最小系统的设计与制作Word文档下载推荐.docx
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i=P1;
）），可带四个TTL负载
P1.0：
T2定时计数器2的外部脉冲输入及时钟输出
P1.1：
T2EX定时计数器2的捕捉、自动重装的触发输入及减法计数控制
P1.5：
MOSI,主动输出从动输入引脚，用于flash（闪存）编程
P1.6：
MISO,主动输入从动输出引脚，用于flash编程
P1.7：
SCK,同步时钟，用于flash编程ISP编程时用
P2：
准双向口，可带四个TTL负载
外部地址总线高八位
P3：
准双向口，可带四个TTL负载
P3.0：
RXD，串行输入
P3.1：
TXD，串行输出
P3.2：
INT0，外部中断0输入
P3.3：
INT1，外部中断1输入
P3.4：
T0，定时计数器0的外部脉冲输入
P3.5：
T1，定时计数器1的外部脉冲输入
P3.6：
/WR，外部数据存储器的写选能信号
P3.7：
/RD，外部数据存储器的读选能信号
VCC：
电源正极，工作电压范围：
4.0v-5.5v。
GND：
地
RST：
复位端，高电平有效
XTAL1（clockin）、XTAL2（clockout）：
时钟引脚，外接晶振和谐振电容（5-47PF），晶振的谐振频率范围：
0hz--33Mhz，用作工控产品时不超过6MHZ。
常用晶振型号：
4MHZ，6MHZ，8MHZ，16MHZ，12MHZ，24MHZ，
5.5296MHZ，11.0592MHZ，22.1184MHZ，33.1776MHZ
EA/Vpp：
外部程序存储器的选通信号/编程电压输入
EA=0：
使用外部程序存储器
EA=1：
先使用内部程序存储器，后使用外部程序存储器
ALE/PROG：
外部低八位地址总线锁存信号/编程脉冲输入，Fosc/6
PSEN：
外部程序存储器的读选通信号
2、产品框图设计
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，也称五个工作条件：
1、电源电路，2、时钟电路，3、复位电路，4、程序存储器选择电路，5、外围电路。
为了下载程序方便，增加一个ISP下载电路。
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、ISP下载电路等，如图5所示：
图5单片机最小系统框图
三、电路设计
我们把AT89S51单片机的40个引脚分成了四类：
主电源输入引脚、时钟电路引脚、控制类引脚、输入输出I/O口引脚。
1、电源电路设计
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，常见电源电路设计如图6所示：
图6电源电路图7时钟电路
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。
单片机芯片的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。
常见的时钟电路如图7所示。
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，本文就不详细讨论了。
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。
单片机系统在开机时或在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。
复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
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（如图8所示）和按键复位电路（如图9所示）两种。
图8上电复位电路图9按键复位电路
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。
AT89S51内部有4KB的程序存储器，所以根据该引脚的功能，只要将该引脚接上高电平，才能先从片内程序存储器开始取指令。
常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。
5、外围电路的设计
单片机的主要控制功能是通过单片机的I/O口按不同时序输出不同的高低电平控制外部的电路实现特定的功能。
I/O口，是英文IN/OUT的缩写，就是输入/输出的意思。
AT89S51共有4个8位并行I/O端口：
P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。
这四个口的电路结构不完全相同，所以使用也有区别。
外围电路的设计主要依据项目要实现的功能，本项目要实现的功能是用单片机控制一个LED闪烁，先来分析图8的LED工作原理图：
图10LED显示电路
如果用“1”表示高电平，“0”表示低电平。
当开关K接上高电平，既是K=1时，LED1不亮；
当开关K接上低电平，既是K=0时，LED1亮。
LED1的亮与灭，完全受开关K的控制。
如果把开关K换成单片机的第1个引脚，电路设计如图11：
图11单片机控制1个发光二极管LED显示电路
现在只需要通过指令控制单片机的第1个引脚输出高电平，就可以控制LED的不亮。
或通过指令控制单片机的第1个引脚输出低电平，就能控制LED的发光。
从图8到图9实现了开关控制到软件控制LED的一种转变。
6、ISP下载电路设计
ISP是一种通用的程序下载方式，AT89S5X系列单片机都有ISP下载接口。
AT89S51单片机实现了ISP下载功能，可以通过ISP下载线把程序下载到单片机芯片中。
ISP下载线成本低廉，一个并口ISP下载线只需几十元即可得到，是单片机初学者必备的工具之一。
一般与市场上的并口ISP下载器相配套的牛角座的接口定义如图12所示。
图12接口定义
AT89S51单片机的第6到第9引脚的定义如下：
端口引脚
第二功能
P1.5第6脚
MOSI（数据串行输入，用于ISP编程）
P1.6第7脚
MISO（数据串行输出，用于ISP编程）
P1.7第8脚
SCK（同步控制时钟，用于ISP编程）
RST第9脚
RST复位引脚
ISP下载电路设计如下：
图13ISP下载电路
依据单片机的工作条件和上面的电路设计，单片机最小电路原理图设计如图14所示：
二、单片机最小系统原理图
图14单片机最小系统原理图
三、单片机最小系统工作原理
1、硬件电路分析
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、ISP下载电路等，如下图所示：
外围电路的设计主要依据项目要实现的功能，本项目要实现的功能是用单片机控制一个LED闪烁。
2、程序设计
依据上面设计的硬件电路，设计源程序如下：
#include<
reg52.h>
//52系列单片机头文件
sbitLED1=P1^0;
//声明单片机P1口的第一个引脚
voiddelayunsignedchark//延时子函数
{
unsignedchari,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
{
LED1=0;
//点亮LED1
delay（200）;
//延时
LED1=1;
//熄灭LED1
}
四、元件清单及实物图
单片机最小系统元件列表
序号
名称
代号
规格
数量
备注
1
电阻
R1，R2
220欧姆
2
R3
10K
3
电解电容
C1
10UF
4
瓷片电容
C2，C3
30PF
5
发光二极管
D1
3MM
6
轻触开关
SW1
6X6X7
7
晶振
X1
12MHZ
8
牛脚座
J1
10P
9
单片机芯片
IC1
AT89S51
10
万能板
7X9CM
11
IC紧锁座
DIP40P（绿色）
12
单排针
1*4PIN2.54mm
13
拖焊专用导线
0.5单股铜导线
2米
14
焊锡
凯纳0.8,很好用
五、调试技巧及成品图
1、硬件电路焊接步骤
（1）根据原理图和万能板的大小，设计好元件布局，然后开始焊接，首先固定好紧锁座，并先焊接振荡电路。
（2）第二步应该焊接复位电路。
（3）第三步焊接ISP下载电路
（4）第四步，焊接外围功能电路。
（5）第五步，焊接电源电路，及程序存储器选择电路，就是将第31脚直接接到正电源上。
所有电路焊接完成后，插上单片机
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