51系列單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖和程序

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1、51系列單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試實驗一、實驗?zāi)康?.了解單片機(jī)的基本工作原理2.學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)軟件的使用方法(Protel、keil)2.掌握單片機(jī)片內(nèi)程序存儲器下載方法3.掌握單片機(jī)程序設(shè)計（匯編及C51）二、原理1.什么是單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng).對51系列單片機(jī)來說,單片機(jī)+晶振電路+復(fù)位電路,便組成了一個最小系統(tǒng).但是一般我們在設(shè)計中總是喜歡把按鍵輸入、顯示輸出等加到上述電路中,成為小系統(tǒng)。2.AT89C51高性能8位單片機(jī)功能AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字

2、節(jié)Falsh閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時鐘電路，同時AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)持續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。主要功能特性：??兼容MCS51指令系統(tǒng)??????????????????4k可反復(fù)擦寫(>1000次）Flash?ROM???32個雙向I/

3、O口??8個中斷源???三個16位可編程定時/計數(shù)器??2.7-6.V的寬工作電壓范圍???時鐘頻率0-24MHz?128x8bit內(nèi)部RAM???五個外部中斷源??兩個串行中斷???可直接驅(qū)動LED??兩級加密位???低功耗睡眠功能??內(nèi)置一個模擬比較放大器???可編程UARL通道??軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能3.AT89C51高性能8位單片機(jī)資料請參考相關(guān)書籍三、實訓(xùn)任務(wù).（1）認(rèn)識MCS-51的ROM及片外RAM空間：認(rèn)識51系列單片機(jī)的程序存儲器（ROM）的空間范圍；匯編指令編碼在ROM中存儲形式；掌握指令編碼和指令編碼所在地址的概念;了

4、解51系列單片機(jī)的程序存儲器（ROM）固定地址的用途。認(rèn)識51系列單片機(jī)的片外數(shù)據(jù)存儲器（片外RAM）的地址空間范圍；了解51系列單片機(jī)的片外數(shù)據(jù)存儲器的用途；重點掌握片內(nèi)片外訪問存儲器的指令。（2）認(rèn)識MCS-51片內(nèi)RAM空間：認(rèn)識51系列單片機(jī)片內(nèi)隨機(jī)存儲器（片內(nèi)RAM）的空間范圍；認(rèn)識51系列單片機(jī)片內(nèi)隨機(jī)存儲器的區(qū)域劃分；掌握字節(jié)地址和位地址的概念；了解R0~R7寄存器與字節(jié)地址的關(guān)系。重點掌握MCS-51系列單片機(jī)四個口的用法的位操作。（3）MCS-51匯編語言設(shè)計（編碼轉(zhuǎn)換）：用MCS-51匯編指令進(jìn)行程序設(shè)計。將四位BCD碼化

5、為十六位二進(jìn)制數(shù)。（或?qū)⑺奈皇M(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為BCD碼）。要求：在PC機(jī)上調(diào)試，程序可正確運行并上交源程序清單及程序說明。（4）鍵盤輸入電路設(shè)計/動態(tài)顯示電路設(shè)計：在實訓(xùn)過程中要求設(shè)計按鍵輸入電路、設(shè)計顯示電路，并畫出電路圖并編寫按鍵輸入子程序。重點掌握硬件電路的設(shè)計及通過編程對電路的控制。（5）單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計：單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā)的基礎(chǔ)，通過單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計，使學(xué)生對所學(xué)的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程有更深的理解。要求：提供電路圖和程序清單。重點掌握硬件電路的設(shè)計及過程控制。（6）基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計：設(shè)計出實現(xiàn)某

6、控制目的的應(yīng)用系統(tǒng)是本實訓(xùn)課的最終實訓(xùn)的結(jié)果。實訓(xùn)要求中包括單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計，按鍵輸入電路設(shè)計，顯示電路的設(shè)計，及應(yīng)用系統(tǒng)的軟件編程。附件1：51系列單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計一、單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計單片機(jī)主要擅長系統(tǒng)控制，而不適合做復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，在設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)時通常選用AT89C5l、AT89C52、AT89S51、AT89S52（S系列芯片支持ISP功能）等型號的8位DIP-40封裝的單片機(jī)作為MCU，一個典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)一般由時鐘電路、復(fù)位電路、鍵盤電路、顯示電路等部分組成，有時也外擴(kuò)有片外RAM和ROM以及外部擴(kuò)展接口等電路

7、。圖1為單片機(jī)最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖1單片機(jī)最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1、系統(tǒng)時鐘電路單片機(jī)內(nèi)部具有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳XTALl和XTAL2跨接石英晶體和兩個補償電容構(gòu)成自激振蕩器，系統(tǒng)時鐘電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，可以根據(jù)情況選擇6MHz、8MHz或12MHz等頻率的石英晶體，補償電容通常選擇20-30pF左右的瓷片電容。圖2系統(tǒng)時鐘電路2、復(fù)位電路單片機(jī)小系統(tǒng)采用上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位兩種方式實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。手動復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片

8、機(jī)復(fù)位。復(fù)位電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。上電自動復(fù)位通過電容C3充電來實現(xiàn)。手動按鍵復(fù)位是通過按鍵將電阻R2與VCC接通來實現(xiàn)。圖3復(fù)位電路3、鍵盤電路系統(tǒng)利用P1口的P1