单片机最小系统板使用说明书WW-S-51 V1.0 作者：陈永德 版本：１.0
结论
第一章单片机最小系统板介绍 图1.1 单片机最小系统板实物图 图1.2 单片机最小系统板器件分配图 在单片机的引脚外围固定的引脚，如VCC(40)，GND(20)已经正确固定到电源
和地上。X1(18)，X2(19(是接晶振的引脚已经外接到11.0592MHZ和30P的电容。RST(9)是单片机的复位引脚，通过RC回路，作为单片机的上电复位。 作为P3口的第二功能端口，P3.0（10）,P3.1（11）为单片机的通信引脚，和MAX232芯片连接。方便在下载程序时，只要上电复位即可完成下载的硬件操作。 另外，为了提高P0口的驱动能力，在P0口的各引脚上接了上拉电阻5.1K 到电源Vcc5V。 采用一片MAX232，为RS232与TTL电平的转换，使得可以方面使用电脑的COM口，对单片机进行程序的烧录。 在电路中总共分为四个模块：电源模块、通讯模块、人机接口模块、主控模块。 电源模块： 图1.3 电源模块电路图 通讯模块： 电脑与单片机的通讯采用了MAX232，实现RS232的电平到单片机的TTL电平转换。它的外围电路仅采用4只0.1uF的瓷片电容，作为倍升电压储存。其内部集成了两组电平转换。在此设计中只采用一组。它的连线向电脑端连接RS232端口的2,3引脚。作为数据的传输。还有一根地线(5引脚)。另一边与单片机的Rx,Tx相连。 图1.4 通信模块原理图 人机接口模块： (1)发光二极管在电路中设计了8个共阳极的发光二极管，一般作为对I/O 信号的指示，与检验作用。在发光二极管支路上连接了一个1K的排阻。
教 学环节教学容与过程 师 生 活 动 教学 方法 设计 意图 复习引入 新课教学 第一课时 一、项目描述： 通过单片机最小系统的原理图设计，对Protel DXP 2004 绘制原理图的过程有进一步的了解，掌握总线与总线入口的绘 制方法，网络标号的正确使用，原理图的报表生成、网络表、 元件库的生成。 过程： 1、新建项目：新建一个PCB项目，命名为“单片机 最小系统.PrjPCB”并保存，在项目中新建一个原 理图文件“87cs20.SchDoc”。 2、设置图纸参数：执行【设计】【文档选项】进行设 置。 3、放置元器件 4、绘制导线 教 师 指 导 学 生 上 机 操 作 练 习 项目 教学 法 任务 驱动 教学 法 让学 生学 会单 片机 最小 系统 的原 理图 设计
新课教学二、总线与总线入口的绘制方法 1、绘制总线：执行【放置】【总线】命令，按【TAB】键修改 总线属性。 2、绘制总线入口 3、放置网络标号 网络标号具有电气特性。 教 师 指 导 学 生 练 习 学会 总线 的绘 制方 法
三、放置忽略ERC检查标记 四、生成原理图报表（元件采购清单） 本软件可以提供采购清单，避免出错。 执行【报告】【bills of materials】菜单命令，打开项目元件列表对话框。 五、原理图的网络表 网络表是原理图与印制板电路的桥梁。 生成网络表的方法：执行【设计】【设计项目的网络表】【Protel】命令，系统自动生成网络表文件，后缀名为.NET。 网络表每一个[…]表示一个元件和它的主要参数，每一个学会生成原理图的各种文件如网络表等
总结 作业（…）表示一个网络，其中显示的是元件的引脚编号，同一个（…）中的引脚在电气意义上是相连的，此信息对PCB制版至关重要。 六、项目元件库的 生成 执行【设计】【建立设 计项目库】菜单命令， 生成一个与项目 同名的元件库。
目录 摘要............................................................................................................................................................. I ABSTRACT .....................................................................................................................................................II 第1章绪论 . (1) 1.1 单片机的概述 (1) 1.2 单片机的基本结构 (1) 第2章单片机最小系统介绍 (4) 2.1单片机最小系统电路介绍 (4) 2.2电路设计方案 (4) 第3章单片机最小系统的硬件设计 (7) 3.1硬件原理图 (7) 3.2系统各组成模块介绍 (8) 3.2.1 振荡电路 (8) 3.2.2 电源电路 (7) 3.2.3 程序下载电路 (9) 3.2.4 外存储电路 (10) 3.2.5 数码管显示电路和矩阵键盘电路 (11) 3.2.6 液晶显示电路 (12) 3.2.7 复位电路 (13) 第4章安装与调试 (15) 4.1调试方法和结果 (15) 4.1.1电源部分安装调试 (15) 4.1.2 STC89C52单片机最小化系统主控制部分安装调试 (15) 4.1.3 程序下载部分电路安装调试 (16) 4.1.4 外存储电路调试 (16) 4.1.5 数码管显示电路和键盘电路调试 (16) 总结和体会 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)
51单片机最小系统电路介绍 单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。 单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。 单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好 口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。其他接口内部有上拉电阻，作为输出口时不需外加上拉电阻。 设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。 " 设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 ms。 标识符号地址寄存器名称 P3 0B0H I/O口3寄存器 PCON 87H 电源控制及波特率选择寄存器 SCON 98H 串行口控制寄存器 SBUF 99H 串行数据缓冲寄存器 TCON 88H 定时控制寄存器 TMOD 89H 定时器方式选择寄存器 TL0 8AH 定时器0低8位 - TH0 8CH 定时器0高8位 TL1 8BH 定时器1低8位 TH1 8DH 定时器1高8位
单片机最小系统 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. 下面给出一个51单片机的最小系统电路图. 说明
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.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让R C组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍. 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 特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的. 复位电路： 一、复位电路的用途 单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。 单片机复位电路如下图：
二、复位电路的工作原理 在书本上有介绍，51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现，那这个过程是如何实现的呢？ 在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。 开机的时候为什么为复位 在电路图中，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充
前言 (1) 一．设计任务 (2) 二．设计内容 (2) 三．MSP430最小系统制作 (2) 1.1.1 MSP430最小系统设计整体框图 (2) 1.1.2 MSP430最小系统设计原理图 (2) 1.1.3 MSP430最小系统元件清单 (3) 1.1.4 MSP430最小系统设计PCB图 (4) 2.1 LCD12864液晶显示 (4) 2.1.1 LCD12864液晶显示简介 (4) 2.1.2 液晶引脚图 (5) 四．传感器模块电路 (5) 1. 光敏二极管 (5) 1.1光敏二极管简介 (5) 1.2 光敏二极管检测 (5) 2. 红外避障模块 (5) 2.1红外避障模块简介 (6) 2.2模块接口说明 (6) 3. TCRT5000寻迹模块 (7) 3.1寻迹模块简介 (7) 3.2应用场合 (8) 3.3模块原理与应用 (8) 4. 热敏传感器 (9) 4.1热敏传感器简介 (9) 4.2 5. 声音传感器 (10) 5.1 声音传感器工作原理 (10) 5.2 声音检测框图 (10) 6. 步进电机 (11) 6.1步进电机简介 (11) 6.2步进电机特点 (12) 6.3步进电机基本参数 (13) 6.3.1空载启动频率 (14) 6.3.2电机的相数 (14) 6.3.3固有步距角 (15) 6.3.4保持转矩 (16) 6.3.5拍数 (16) 6.3.6定位转矩 (16) 6.3.7最大静转矩 (17) 6.4工作原理 (18) 7.角度传感器 (20) 7.1 ADXL345连接方式 (21) 7.2 I2C总线介绍 (21)
7.3 SPI总线介绍 (22) 7.4 I2C与SPI的区别 (23) 8.超声波传感器 (23) 8.1 主要参数 (24) 8.2 实物图 (24) 8.3 工作原理 (25) 8.4 超声波传感器测距程序设计 (25) 9.L298模块及直流电机驱动 (26) 9.1 L298n电路原理图 (26) 9.2 电路优化部分 (26) 9.3 直流电机驱动 (27) 五．设计总结 (27)
4.2 单片机最小系统模块 4.2.1 设计目的及任务 单片机最小系统一般应该包括单片机、时钟电路、复位电路等几部分。 设计目的：了解单片机最小系统的构成；理解构成单片机最小系统 的各部分的作用；熟悉 P0口的内部结构和实际应用中提高负载能力的 方法。 设计任务：用 STC89C58RD+设计一个带复位电路和外部晶振的单片 机最小系统。 功能指标：晶振频率 11.059MHz，使 P0口具有较强的负载能力，且 有地址所存功 能。 设计要求：所设计的单片机最小系统应满足EDP 实验仪系统设计要 求，并能与整个 系统有效结合。以下是一个单片机最小系统的设计范例及其相应电路的 讲解，仅供参考。 4.2.1 单片机最小系统的组成 所谓系统就是可以独立实现某些特定功能的一个产品。如果功能相 对简单，使用的MCU的资源足够，那么一个 MCU带一点非常少的辅助 元件就可以实现一个最小系统。STC 89C58RD+内部有32K的Flash程序存 储器，有 1280B的 RAM，所以在最小系统中，只需加上时钟电路和复位电路就 可以构成一个简单的系统。 STC 89C58RD+芯片内部有一个高增益反相放大器构成内部自激振荡 电路，其输入端为芯片引脚 XT AL1（19），其输出端为引脚 XT AL2（18）。 STC 89C58RD+的振荡电路有以下两种形式。 1）、内部时钟方式 在 XTAL1和 XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，组成并联谐振 电路，构成 稳定的自激振荡器，如图 4.3.1所示，晶体振荡器的振荡频率决定单片机 的时钟频率。
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图 4.3.1 89C58RD+的内部时钟电路 2）、外部时钟方式 在由多片单片机组成的系统中，为了各单片机之间时钟信号的同步，应当引入惟一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。这时，外部的脉冲信号是经 XTAL2引脚注入，如图 4.2.2所示。 89C58RD 1 XTAL2 图 4.2.2 89C58RD+外部时钟方式 常见的复位电路有下列三种形式，如图 4.2.3所示。 1）上电自动复位方式——是在单片机接通电源时，对电容充电来实现的。上电瞬间，RST端的电位与 VCC相同。只要在 RST端有足够长的时间保持阈值电压，单片机便可自动复位。 2）按键电平复位方式——通过使 RST端经电阻与 VCC电源接 通而实现。3）按键脉冲复位方式——利用微分电路产生的正脉 冲实现复位。 2
北方民族大学 电气信息工程学院总结 题目： 学生姓名： 专业： 学号：
目录目的 设计原理 硬件设计 主芯片 存储系统 电源系统 其他系统 软件设计 流程图 程序 Proteus仿真图 心得
1．目的 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。 单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。 MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。 所谓"最小"是指可以启动单片机的必要条件，也就是说没有这个条件，就无法让单片机工作了。主要是三个方面：1、Power，指单片机工作的电源部分，VCC/GND，2、Clock，指单片机工作的时钟，单片机执行各项指令/动作，都是按照时钟这个节拍来完成的，当然是必不可少的。3、Reset，复位信号，单片机执行取指等操作都是从寄存器的某一位置开始执行的，复位信号就是告诉单片机刚开始工作时的地址在哪里，好比是个入口啦！ 除了硬件设施要齐全外，要做出一个实物，还必须要有软件——c语言，c 语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点，又有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。因此，本次制作应用于c语言编写程序。2．设计任务 设计并制作一个单片机最小系统。要求设计正负5V电源给系统供电，系统具有4x4键盘阵列，6个LED显示器。用AT89S51的并行口P1接4x4矩阵键盘，以P1.0—P1.3作输入线，以P1.4—P1.7作输出线；在数码管上显示每个按键的“0—F”序号。所有口线均通过接插件与外界连接。 3．系统设置
单片机最小系统电路图
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单片机基础实践 D0D1D2D3D4D5D6D7EA ALE PSEN P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST 9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND 20 P2.0 21 P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE 30EA 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039Vcc 40U1 STC89C52 P10P11P12P13P14P15P16P17P20 P21P22P23P24P25P26P27P30P31P32P33P34P35P36P37X2X1 RST Vcc 图1 单片机STC89C52电路图
4 3 2 Vcc R11k D LED 4 3 123456789J1 CON9 D0D1D2D3D4D5D6D7 Vcc 5 43+ C8 1 234 B1 R2 Vcc RST 图2 电源指示灯 图3 单片机P0口上拉电阻 图4 复位电路 Y C1 C2 X1 X2 2 1 D 123 4 56K1 1234USB USB VCC 图5 晶振电路 图6 USB 供电电路
单片机是一门实践性较强的技术，很多初学者在学习单片机技术开发的时候往往一头雾水，不知何从下手。为此，笔者结合自己使用单片机多年的经验，特意设计了单片机开发所需的Study-c 整机和硬件套件，并结合套件精心编写了单片机从入门到精通系列教程。通过讲述单片机原理、电路设计、应用开发软件工具、编写实验实例让读者全面接触单片机技术。教程编排上由浅入深，循序渐进，内容力求完整、实用、趣味并存，使读者在轻松愉快的学习过程中逐步提高单片机软硬件综合设计水平。 一、内容提要 本讲主要向大家介绍51 系列单片机的最小系统的实现并通过编写程序来实现对单片机IO 口的输出控制。以点亮外部连接的LED（发光二极管）为例，简要的介绍单片机的原理、最小系统的组成，并通过简单的C51 程序设计来讲述编译软件Keil的使用并下载Hex 文件烧写单片机。 二、原理简介 在了解原理之前，首先让我们思考一个问题，什么是单片机，单片机有什么用？这是一个有意思的问题，因为任何人都不能给出一个被大家都认可的概念，那到底什么是单片机呢？普遍来说，单片机又称单片微控制器，是在一块芯片中集成了CPU（中央处理器）、RAM（数据存储器）、ROM（程序存储器）、定时器/ 计数器和多种功能的I/O（输入/ 输出）接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。在这里，我们没必要去找到明确的概念来解析什么是单片机，特别在使用C 语言编写程序的时，不用太多的去了解单片机的内部结构以及运行原理等。从应用的角度来说，通过从简单的程序入手，慢慢的熟悉然后逐步深入精通单片机。 在简单了解了什么是单片机之后，然后我们来构建单片机的最小系统，单片机的最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分，也可理解为是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、时钟电路、复位电路、输入/ 输出设备等（见图1）。 图1 单片机最小系统框图 三、电路详解 依据上文的内容，设计51 系列单片机最小系统见图2。
单片机最小系统的相关知识 复位电路： 一、复位电路的用途：单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。单片机复位电路如下图： 二、复位电路的工作原理在书本上有介绍，51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2us就可以实现，那这个过程是如何实现的呢？
在单片机系统中，系统上电启动的时候复位 一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释 放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键 的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。 开机的时候为什么会复位：在电路图中，电 容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根 据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍 （单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为 3.5V），需要的时间是10K*10UF=0.1S。也就是 说在单片机启动的0.1S内，电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少（串联电路各处电压之和为总电压）。所以在0.1S内，RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V 的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右）。 按键按下的时候为什么会复位：在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。 晶振电路： 晶振电路：晶振是晶体振荡器的简称在 电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并 联再串联一个电容的二端网络电工学上这个 网络有两个谐振点以频率的高低分其中较低 的频率是串联谐振较高的频率是并联谐振由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近在这个极窄的频率范围内晶振等效为一个电感所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路由于晶振等效为电感的频率范围很窄所以即使其他元件的参数变化很大这个振荡器的频率也不会有很大的变化 晶振有一个重要的参数那就是负载电容值选择与负载电容值相等的并联电容就可以得到晶振标称的谐振频率
一、填空题 、外扩、或时，它地地址总线是、口. 、根地址线可寻址存储单元. 、微机与外设间传送数据有程序传送、中断传送和传送三种传送方式.资料个人收集整理，勿做商业用途 、是具有个输入地译码器芯片，其输出作为片选信号时，最多可以选中块芯片.资料个人收集整理，勿做商业用途 、通常用来作简单输出接口扩展；而则常用来作简单 输入接口扩展. 、并行扩展存储器，产生片选信号地方式有线选法和译码法两种. 、在存储器扩展中，无论是线选法还是译码法，最终都是为了扩展芯片地片选端提供信号. 、起止范围为地存储器地容量是. 、根地址线可选个存储单元，存储单元需要根地址线. 、存储器地首地址若为，则末地址为. 、假定一个存储器有个存储单元，其首地址为，则末地址为. 、除地线公用外，根地址线可选个地址，根地址线可选个地址.资料个人收集整理，勿做商业用途 、单片机扩展地内容有程序存储器扩展、数据存储器扩展及口地扩展等.资料个人收集整理，勿做商业用途 二、选择题 、当外扩程序存储器时，需使用（） 、片、片、片、片 、某种存储器芯片是*片，那么它地地址线根数是（） 、根、根、根、根 、芯片是（） 、驱动器、译码器、锁存器、编码器资料个人收集整理，勿做商业用途 、外扩、和口时，它地数据总线是（） 、、、、资料个人收集整理，勿做商业用途 、芯片是（） 、、、、资料个人收集整理，勿做商业用途 、一个地地址有引脚，它地容量为（）. 、、、、资料个人收集整理，勿做商业用途 、单片机要扩展一片需占用（）条口线. 、、、、 、在存储器扩展电路中地主要功能是（）. 、存储数据、存储地址、锁存数据、锁存地址 、下列芯片中其功能为可编程控制地接口芯片是（）. 、、、、资料个人收集整理，勿做商业用途 、地外部程序存储器常采用地芯片是（）. 、、、、资料个人收集整理，勿做商业用途 三、判断题 、—单片机程序存储器操作时序中，在不执行指令时，口作为地址线，专用于输出程序存储
51单片机最小系统1.设计框图 2.硬件电路设计
3.元件清单 共阴极数码管2只（分立） 10UF电解电容2只（限压16V）30PF瓷片电容2只 220欧的电阻9只 4.7K的电阻1只 1.2K的电阻1只 4.7K的排阻1只 12MHZ的晶振1只 S8550三极管1只 单排针2排 自锁小按键1只 蜂名器1只（长音） STC89C51单片机1片 常开按钮开关1只（轻触开关）40引脚紧锁座或40引脚芯片插槽1只（前者方便单片机取下来的，但价格较贵；后者便宜，不便于拔插） 发光二极管（5MM红色）10只 电路板1张（单孔锡板，带九针串口座的焊盘） USB转串口线1根（笔记本电脑必买、台式电脑选买） USB头一个（如下一页实物图所示）双头USB线1根（两头都能插入USB 头里面） 细导线2米（单芯、铁线） 2CM铜柱8根（一头凸起，一头凹下）
104瓷片电容5片 MAX232芯片1片 串口头1个（母头、9孔式） 串口线1根（一端9孔、一端9针）****蓝色器件为台式电脑用**** 注意：有的元器件（如电阻、瓷片电容等）非常便宜，一般按10个为单位买，否则别人不卖。必备工具：万用表、电烙铁、焊锡丝、松香、吸锡器、斜口钳、镊子 相关软件：Protel 99 SE、Keil 3、单片机烧录软件 4.下载电路 STC89C52 1、电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源，其中正极接40引脚，负极（地）接20引脚。 2、振荡电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶振，电容，连上就可以了。 3、复位（RST,第9引脚）：至于复位是何含义及为何需要复位，在单片机功能中介绍。 4、EA（31引脚）：EA引脚接到正电源端。至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。 5、P1口发光管电路：P1.0-P1.7（第1－8引脚）连接到8个470欧电阻驱动8个发光管。 6、单片机引脚控制连接：两排单排插连接单片机40个引脚，方便以后扩展或测试各引脚。 7、在线编程下载接口：用一个5X2（长为5的双排插）连接电源VCC、GND、P1.5（第6脚）、P1.6（第7脚）、P1.7（第8脚）和RST（第9脚），然后通过在线编程下载模块连接到电脑的并口，运行Keil编程软件可以实现在线编程和仿真，边改程序边调试电路（观看发光管的表演，当然导演就是大家自己！）
单片机-最小系统原理解析
单 片 机 最 小 系 统原 理
一、题目：单片机最小系统 二、引言： 由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中，MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。目前，可用于MCS-51系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。 单片机最小系统是在以MCS-51单片机为
基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被测试的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。本课题设计主要在MCS-51单片机上扩展I/O口，扩展定时器定时范围，扩展键盘显示接口。适合于我们学生用于单片机的学习掌握和一些各种科研立项等的需求。因此，研究单片机最小系统有很大的实用意义。 三、关键字： DevKit MCS51 Lite 、AT89S51、AD/DA、RS232串口、串行EEPROM存储器、蜂鸣 器、独立按键、LED、8段数码管。 四、目的要求 4.1 目的： 通过对单片机最小系统的研究，掌握单片机各引脚功能，理解单片机工作过程及原理，以及与各种外部扩展器件的连接，能够自己运
1设计总体 1.1设计目的 用单片机STC89C52做一些具有简单的功能的模块，实现单片机控制蜂鸣器，单片机控制流水灯，单片机控制数码管显示屏，使其能在一块电路板中就得以实现不同的功能，体现单片机的功能多样便捷，使得自身对电路、单片机、和编程的运用更趋于实际与熟练。 1>使单片机具有最简单最小的不同功能。 2>使单片机具有蜂鸣器报警功能。 3>使单片机具有四位数码管显示功能。 4>使单片机具有流水灯循环功能。
1.2设计要求 1.四位LED 数码管显示功能，我们可以利用单片机的P0口接数码管来实现个功能。 2.发光二极管显示可以利用IO 口接发光二极管实现这个功能。 3.各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。 4.利用单片机的第9脚可以设计成复位系统，我们采用按键复位。 5.利用单片机的第18、19脚可以设计成晶振电路。 6.利用单片机的第10、11脚设计成程序下载端口。 设计要求流程框图： 蜂鸣器 S T C 8 9 C 5 2 四位数码管 流水灯 复位电路 晶振电路 程序下载电路 电源接口电路 起振检测电路
2.Protel99se的使用、操作极其上机的练习作业 Protel99SE概况 Protel 99 SE是Protel Technology公司1999年推出的，基于Windows 9X/20000/NT 操作系统下的32位EDA设计软件，他集强大的设计能力、复杂工艺的可生产性、设计过程管理于一体，可完整实现电子产品从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程。既满足了产品的高可靠性，有极大缩短了设计周期，降低了设计成本。Protel 99 SE是当今最流行的电子电路计算机辅助设计（电子CAD）软件之一。它需要一定的软件环境和硬件环境。 随着集成电路向超大规模和高密度方向发展，EDA 软件已经成为人们进行电子设计不可缺少的工具。随着计算机技术的进步，EDA技术也很好的适应并促进者电子技术的发展,Protel以其卓越的功能和旺盛的生命力紧跟计算机操作系统和EDA技术的发展步伐，其发展技术软件环境主要是指对操作系统的要求。Protel 99 SE 要求运行在Windows 95/98/2000、Windows NT 4.0或者更高版本操作系统。 Protel99SE的功能特性 现介绍一些Protel99SE的部分功能： 1.可生成30多种格式的电气连接网络表； 2.在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中； 3.同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络； 4.既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性； 5.智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺； 6.放置汉字功能； 7.可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换； 8.方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果； 9.独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果； 10.可编程逻辑器件设计模块Protel Advanced PLD 99,包括具有语法处理的文本编辑器、编译和仿真设计结果的PLD及用来观察仿真波形的Wave； 11.电路仿真模块Advanced SIM 99,包括数/模混合信号电路仿真器、可提供连续的模拟信号和离散的数字信号仿真。
课程设计报告 课程设计名称：单片机最小系统PCB设计 所在院系：信息 学生姓名：**** 专业：通信工程 班级：001班 学号：******* 指导教师：管志利
一.实验目的 1.熟悉PROTEL的基本操作 2.掌握用PROTEL绘制原理图的基本方法 3.掌握用PROTEL制作PCB板的方法 4.设计一个小型的单片机系统 二.实验环境 1.WINDOWS XP环境 2.PROTEL 99 SE软件 三. 实验内容与步骤 1.原理图的绘制. 1)首先启动PROTEL 99 SE软件； 2)在File>New中新建一个名为210791162.ddb的数据库文件，并将其 设置合适的保存位置； 3)双击Documents文件夹，再次选择File>New菜单，打开New Document 对话框。双击其中的Schematic Document图标，新建一个分别为Sheet1.Sch的原理图文件。 4)双击原理图子文档，启动原理图编辑器。选择Design>Options菜单， 打开Document Options对话框。选择图纸的规格，然后单击OK； 5)添加元件库，需要的有Miscellaneous Devices.ddb； 6)添加元件，分为从元件列表中选取和编辑元件，其中需要手动编辑： 74HC595,AT24WC02,AT89S52_40-LEADPDIP,BRIDGE,ISP,L7805,PNP, POWER,SMG7 4IN1。 7)连接线路，形成原理图。 ①电源模块，输出5V 电压，led 发光指示。
②单片机最小系统：复位电路、晶振时钟电路。 （a）晶振时钟电路（b）复位电路 复位电路由一个按键，一个电容，两个电阻构成。 时钟电路由一个晶振和两个小电容构成，时钟电路必须离单片机时钟引脚很近，切忌用长导线连接，否则不易起振，可以直接将晶振的两个引脚直接弯折到单片机引脚上，不要用长导线和跳线。 ③数码管模块，完善数码管电路： 2.元器件图形符号的编辑. 对原理图的各个元器件符号进行编辑，不能出现重名。 3.需要编辑的电子元件的封装.
51系列单片机最小系统 2009年03月18日星期三上午10:48 51系列单片机最小系统 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. 下面给出一个51单片机的最小系统电路图. 说明 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.一般 教科书推荐C 取10u,R取.当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST 脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可 以参考电路分析相关书籍. 晶振电路:典型的晶振取(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 特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行. 这一点是初学者容易忽略的. 因此可以看出,其实要熟悉51单片机的40个引脚功能也很容易: 总共40个脚,电源用2个(Vcc和GND),晶振用2个,复位1个,EA/Vpp用1个,剩下还有34个.29脚PSEN,30脚ALE为外扩数据/程序存储器时才有特定用处, 一般情况下不用考虑,这样,就只剩下32个引脚,对于初学者,这32个引脚就是要经常跟它们打交道的了.它们是: P0端口~共8个 P1端口~共8个 P2端口~共8个 P3端口~共8个
晶振：一般选用11.0592M，因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率 晶振电路：单片机系统正常工作的保证，如果振荡器不起振，系统将会不能工作；假如振荡器运行不规律，系统执行程序的时候就会出现时间上的误差，这在通信中会体现的很明显：电路将无法通信。他是由一个晶振和两个瓷片电容组成的，x1和x2分别接单片机的x1和x2，晶振和瓷片电容是没有正负的，注意两个瓷片电容相连的那端一定要接地。 复位电路：给单片机一个复位信号（一个一定时间的低电平）使程序从头开始执行；一般有两中复位方式：上电复位，在系统一上电时利
用电容两端电压不能突变的原理给系统一个短时的低电平；手动复位，同过按钮接通低电平给系统复位，这时如果手按着一直不放，系统将一直复位，不能正常工作，在这里我们需要注意用的电容是电解电容，是有正负的，如果接反了，他就会爆炸，我们可以用并口或者串口把程序下到单片机中，这样我们就可以省去了买烧录器， 3、电源，说了半天还没有说到电源，要不单片机怎么工作呀，图中没有给出，第20管脚是地GND，第40管脚是电源VCC，一般我们在电源vcc处。加一个0.1uf的瓷片电容，滤掉电源中的高频雑波，使系统更安全。注意51单片机使用的是5付直流电源。 89c51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2，它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器 电路中的C1、C2的选择在30PF左右，但电容太小会影响振荡的频率、稳定性和快速性。晶振频率为在1.2MHZ～12MHZ之间，频率越高单片机的速度就越快，但对存储器速度要求就高。为了提高稳定性我们采用温度稳定性好的NPO电容，采用的晶振频率为12MHZ。 重点介绍： C1、C2作用：震荡补偿电容，可以放宽起震频率，让时钟电路容易起震。 C3的作用：为极性电容，上电瞬间，电容导通，可以通交流阻直流。给RST连续两个机器周期的高电平，即可完成上电复位，复位
桂林电子科技大学微机单片机接口 设 计 报 告 指导老师:吴兆华 学生:唐专敏 学号: 082011107 桂林电子科技大学机电工程学院
一设计题目：阵式数字显示控制 (3) 二设计内容与要求 (3) 三设计目的要求和意义 (3) 3.1 设计的目的要求 (3) 3.2 系统设计意义 (3) 四系统硬件电路图设计 (3) 五程序流程图与源代码 (4) 5.1 程序流程图 (4) 5.2 程序源代码 (5) 六系统功能分析与说明 (7) 6.1 单片机部分 (7) 6.2程序设计内容 (13) 6.3电路板的制作 (18) 七设计总结 (19)
一设计题目：阵式数字显示控制 二设计内容与要求 用AT89S51单片机控制阵式LED（8×8点阵）循环显示数字“0～9”，要求显示时间可调。 三设计目的要求和意义 3.1 设计的目的要求 1.进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，加深对单片机理论知识的理解； 2.掌握单片机内部功能模块。如定时器/计数器、中断系统、存储器、I/O口等； 3.掌握单片机的接口及相关外围芯片的特性、使用与控制方法； 4.掌握单片机的编程方法，调试方法； 5.掌握单片机应用系统的构建和使用，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好的基础； 6.学会使用并熟练掌握电路绘制软件Protel99SE（或DXP）； 7.掌握电路图绘制及PCB图布线技巧。 3.2 系统设计意义 1、在掌握单片机相应基础知识的前提下，熟悉单片机最小应用系统的设计方法及系统设计的基本步骤； 2、完成所需单片机最小应用系统原理图设计绘制的基础上完成系统的电路图设计； 3、完成系统所需的硬件设计制作，在提高实际动手能力的基础上进一步巩固所学知识； 4、进行题目要求功能基础上的软件程序编程，会用相应软件进行程序调试和测试工作； 5、通过单片机应用系统的设计将所学的知识融会贯通，锻炼独立设计、制作和调试单片机应用系统的能力；领会单片机应用系统的软、硬件调试方法和系统的研制开发过程，为进一步的科研实践活动打下坚实的基础。 四系统硬件电路图设计 整个设计主要包括单片机基本的晶振电路，按键复位电路，设计中需要的二极管，开关、按键等。具体的电路图如下图1所示：
单片机最小系统 STC89C52单片机简介 概述 STC89C5是51系列单片机的一个型号，它是STCME公司生产的。 STC89C5是一个低电压，高性能CMOS 位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM,器件采用STCMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 STC89C52有40个引脚，32个外部双向 输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断
口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52 可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程（S系列的才支持在线编程）。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 STC89C52有PDIP、PQFP/TQF及PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 主要功能特性 兼容MCS5指令系统 8k可反复擦写（＞1000次）Flash ROM 32 个双向I/O 口？ 256x8bit 内部RAM 3个16位可编程定时/计数器中断？时钟频率0-24MHZ 2个串行中断 可编程UART串行通道 2个外部中断源 共8个中断源 2个读写中断口线
3级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能8051单片机的引脚功能
MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双 列直插式封装，用HMO 工艺制造，其外部 引脚排列如图所示。其中，各引脚的功能为: （a ） DIP 引脚图 （b ） 逻辑符号 8051单片机的引脚 ⑴主电源引脚 Vcc （40脚）：接+ 5V 电源正端 Vss （20脚）：接+ 5V 电源地端 一般Vcc 和Vss 间应接高频去耦电容和低频 滤波电容。 ⑵外接晶体或外部振荡器引脚 F1.0 Vcc F1.1 FO.O Pl.2 PD.l Pl.3 P0.2 P] J P0.3 Pl.S P0.4 Pl.6 9051 PQ.5 Pl.7 P66 KST/V FD PCI] P3.0/RxD E￡/T FF F3.1；TsD ALE/PROG P3.27IKT0 PSEW F3,3/IIII1 F2.7 F3.4/T0 F2.S P3.5u/Tl F2.5 P3.fi/TC P2.4 F3.7/RP F2.3 XIAL2 F2.2 STAL1 F2J Vss P2.0 XT2L1 XTAL2 EA/Vpr PSEII — ALE/PROG * RST/VPD - 「 K K D -----* T K D — INTO —K) 8051 （地址/■ 数 据总枝） 口 3 P3(I T1TO I1WED II] 40 2 37 6 36 35 7 34 3 33 11 13 28 14 27 15 16 17 24 19 23 22 19 20 21 _1 10 32 31 39 33 FD 口 P1 口 门用P2 （地址 总线）
