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四个按钮开关;
一个简单的音响电路;
At24C×
类芯片插座;
X5045芯片插座;
93C46芯片插座;
RS232串行接口;
字符型LCD插座;
带有标准ISP插座,可用下载线对AT89S5X单片机编程;
去掉笨重的变压器采用USB供电;
4位拨码开关;
全部资源都引出的多功能扩展接口;
大面积实验区;
所有的资源全部都可以使用跳线选择,方便明了;
主芯片安装位留有足够位置,既可以安装芯片插座,也可以安装ZIF插座(配合下载线可将该板作为编程器用);
有扩展接口,可方便地扩展其他串行接口芯片,我将举出配套使用的128x64点阵液晶模块、USB开发模块、TCP/IP模块、AD/DA模块、电机实验模块等更多模块。
使用这块实验板可以进行流水灯、人机界面程序设计、音响、计数器等基本编程练习,还可以学习I2C接口芯片使用、SPI接口芯片使用、字符型液晶接口技术、与PC机进行串行通讯等目前较为流行的技术。
论文目录
第一章、硬件结构……………………………………………4
第二章、开发板使用说明……………………………………8
第三章、常用实验举例………………………………………10
3.1、LED流水灯控制……………………………………10
3.2、警报声程序…………………………………………11
3.3、单片机唱歌…………………………………………12
3.4、LED数码显示………………………………………15
3.5、按键扫描程序………………………………………17
3.6、串行通迅……………………………………………19
第四章、附录…………………………………………………22
4.1、UP51S开发板电路图………………………………22
4.2、参考文献……………………………………………27
第一章、硬件结构
一、发光二极管:
单片机的P0端口接了8个发光二极管,这些发光二极管的负极通过一个排电阻接到P0端口各引脚,而正极则接到正电源端,发光二极管亮的条件是P0口相应的引脚为低电平,即如果P0口某引脚输出为0,相应的灯亮,如果输出为1,相应的灯灭。
例:
MOVP0,#0FH
该行程序将使发光二极管LD1-LD4熄灭,而LD5-LD8点亮。
二、数码管:
单片机的P0口和P2口的部份引脚构成了4位LED数码管驱动电路,这里LED数码管采用了共阳型,共阳型数码管的笔段(即对应abcdefgh)引脚是二极管的负极,所有二极管的正极连在一起,构成公共端,即片选端,对于这种数码管的驱动,要求在片选端提供电流,为此,使用了PNP型三极管作为片选端的驱动,共使用4只三极管,所有三极管的发射极连在一起,接到正电源端,基极则通过限流电阻分别接P2.0~P2.3,集电极分别向4只数码管供电。
图2共阳型数LED显示器
以下是根据硬件连线而写的字形码:
字
1
2
3
4
5
6
7
字形码
0C0H
0F9H
0A4H
0B0H
99H
92H
82H
0F8H
8
9
A
B
C
D
E
F
80H
90H
88H
83H
0C6H
0A1H
86H
8EH
UP51S单片机实验板显示器接口电路原理图
三、串行接口:
串行通讯功能是目前单片机应用中经常要用到的功能,80C51系列单片机P3.0和P3.1引脚的第二功能是串行口RXD与TXD,其内部的串行接口电路具有全双工异步通讯功能,但是单片机输出的信号是TTL电平,为获得电平匹配,实验板上扩充了一片MAX232芯片,利用该芯片进行电平转换,该芯片内部有电荷泵,只要单一的5V电源供电即可自行产生RS232所需的高电压,使用方便。
四、按键输入:
P3口的P3.2~P3.5接了K1~K4共4个按钮开关,用作键盘。
五、音响接口:
电路板上的三极管驱动一个无源蜂鸣器,构成一个简单的音响电路,该电路利用单片机的P3.7脚引脚作为音源,经三极管放大后发声。
由于P3.7同时作为按键输入使用,为了避免按键操作对发声电路的影响,使用Beep资源跳线,只在需要时才用短路子将两个引脚连起来,这时P3.7作为输出口来使用。
六、AT24C×
芯片接口:
在单片机应用中,经常会有一些数据需要长期保存,传统的方法是用RAM加后备电池的方法,但这种方法成本较高,电路也较复杂。
近年来,非易失性存储器技术发展很快,EEPROM就是其中的一种,和RAM相比,EEPROM不能够无限多次地擦除和写入(一般可以做到1000000万次,也有可以做到10000000次的),这是它的缺点,但是断电之后,不需要特殊的断电保护措施,这是其优点。
24系列是EEPROM中应用广泛的一类,该系列芯片仅有8个引脚,采用2线制I2C接口。
为学习该芯片的使用,设计了通用I2C接口电路,可进行AT24C01A、AT24C02等芯片的读写试验。
电路中P1.0引脚接串行时钟线,P1.1接串行数据线。
有关定义如下:
SCLBITP1.0;
串行时钟
SDABITP1.1;
串行数据
单片机将一组数据先写入24c01中,写入24c01的数据如下
unsignedcharcodediscode[]={0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff};
//写入到AT24C01的数据串
然后才从24c01读出每个数据送到8个led上显示。
将跳线J3设置到2-3,
可以看到8个LED的随读取的数据变化花样。
J3跳线说明:
J3短路2、3实验流水灯,J3短路1、2实〇验数码管显示,J3不短路实验
液晶电路。
七、93C46芯片接口:
93c46和AT24C×
芯片的功能一样,也是eprom,只是接口方式不同。
AT24C×
芯片使用I2C两线接口,而93C46采用的SPI接口。
定义如下:
sbitCS=P1^6;
sbitSK=P1^0;
sbitDI=P1^7;
sbitDO=P3^6;
八、X5045接口
X5045是一片多功能的芯片,它具有以下的一些功能:
上电复位、电压跌落检测、看门狗定时器、512字节的EEPROM。
该芯片采用三线制SPI接口方式与单片机相连,这也是目前一个应用比较广泛的芯片,通过学习这块芯片与单片机接口的方法,还可以了解和掌握三线制SPI总线接口的工作原理及一般编程方法。
硬件电路上,有关定义如下:
CSBITP1.2
SIBITP1.4
SCKBITP1.3
SOBITP1.5
例如:
对X5045测试,设计了具有如下功能的一个程序。
X5045读写演示程序
先用字节写入:
写入11H到地址55H(字节写入)
读取55H的数据送给8个灯显示
再用页方式写入:
页写入22H/33H/44H到地址1F0/1/2H
连续读取地址1F0/1/2H的数据送给8个灯显示
九、字符型液晶接口:
液晶显示器由于体积小、重量轻、功耗低等优点,日渐成为各种便携式电子产品的理想显示器。
从液晶显示器显示内容来分,可分为段式、字符式和点阵式三种。
其中字符式液晶显示器以其价廉、显示内容丰富、美观、无须定制、使用方便等特点成为LED显示器的理想替代品。
字符型液晶显示器专门用于显示数字、字母、图形符号并可显示少量自定义符号。
这类显示器均把LCD控制器、点阵驱动器、字符存贮器等做在一块板上,再与液晶屏一起组成一个显示模块,因此,这类显示器安装与使用都较简单。
字符型液晶一般均采用HD44780及兼容芯片作为控制器,因此,其接口方式基本是标准的。
本板上带有LCD接口,可直接与字符型液晶相连。
本板上数据线被连到P0口,P2.0接RS端,P2.1接RW端,P2.2接E端。
sbitrs=P2^0;
sbitrw=P2^1;
sbitep=P2^2;
第二章、开发板使用说明
本实验板是面对的是入门者,因此在设计时充分考虑了可用性。
一、电源提供:
本板需外接电源。
外接电源有两种方法,如果你手边已有5V稳压电源,那么可以通过右上角标号为+5VIN的接口向实验板供电,极性已在板上标出,写有“+5VIN”的接正电源,另一端GND接负电源。
第二种方式直接使用USB电源供电,轻巧方便。
二、复位选择:
本板提供了3种复位电路,即RC复位、按键复位、外接芯片复位。
J5用于复位选择,在该插针座下标有ResetSelect字样,很容易辨认。
该跳线用于选择RC复位电平的选择,用于选择51系列芯片还是AVR芯片(注:
51和管脚兼容的AVR单片机只是在复位电平上相反),51芯片接2-3跳到VCC一边,AVR芯片接1-2跳到GND一边。
如果要使用X5045的复位则将跳线CB1闭合就可以了。
选择X5045复位,可用于测试X5045芯片的看门狗特性。
不论短路子是否插于左侧,X5045
芯片内部的EEPROM存储器总是可用的。
注意:
在使用ISP在线可编程功能时,必须将CB1短路拨除,不选择X5045复位,由下载线控制复位端。
如果做AVR单片机芯片复位实验需要将X5045芯片拨出,换上一块X5043芯片(需自行购买,不随板提供),然后将短路子CB1闭合。
三、音响电路工作选择:
BEEP用于选择P3.7究竟工作于输出方式还是输入方式,当需要将P3.7作为驱动音响电路工作的输出端时,闭合BEEP,否则断开。
四、字符型LCD实验:
做LCD实验时,需断开数码管的供电电路,J3跳线拿掉。
J3用于选择显示器究竟选择哪一种。
J3闭合1-2选择4位数码管,J3闭合2-3选择8个LED,J3拿掉选择16x2LCD
本板提供了供LCD使用的16针标准接线插座,标号为U7,并且在U7上方标有LCD管脚的定义,安装是注意顺序。
R6,R7是调结对比度的分压电阻,如果感觉效果不理想,可以自己实验调节。
五、ISP功能的使用:
标号为ISPPORT的插座为ISP下载插座,标准ATMELISP下载线定义。
将下载电缆与实验板正确连接
具体接法如下表所示: