1、物电学院暑期培训电子设计报告题 目 单片机最小开发系统 姓 名 赵庆波 聂浩南 余坦藏 班 级 13 电子班 2014 年 7 月目 录一 方案论证与比较.3二 单片机系统机构.3 2.1 单片机内部结构.32.2 单片机的引脚功能.4三 最小系统.53.1 电源电路53.2 复位电路.53.3 震荡电路.63.4USB 转口电路.63.5LED 显示电路 .73.6 独立按键电路.7四 系统设计任务与要求.84.1 设计任务. 84.2 设计要求 .8五 测试结果及分析85.1 基本电路部分85.2 发挥电路部分.8六 整体图形86.1 原理图.86.2 PCB 图.96.3 实物图.9七
2、参考文献10一 方案论证与比较单片机最小系统是在以 MCS-51 单片机为基础上的扩展使其能更方便的应用于测试系统中，不仅具有测试方便，组态简单和灵活性大等优点，而且能够大幅度提高被测试的技术指标。单片机将各功能部件集成在一小块晶体芯片上，集成度高，体积自然也是最小的。片内具有计算机正常运行的必须部件。芯片外部有许多供扩张应用的三总线及并行，串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模计算机运行的系统。针对这次所做的单片机最小系统我们采用了 STC89C52RC 单片机，还有PL2303HX 下载芯片来转换 USB 提供的电源。同时设计上了 8 为流水 LED 灯，8 位独立按键，和 12864 液
3、晶显示屏。 二 单片机系统机构2.1 单片机内部结构51 系列单片机内部结构包括：（1） 中央处理器 CPU，指令和寻址按照 8 位二进制数据来管理。（2） 程序存储器 ROM，程序有用户自己编写。（3） 数据存储器 RAM，用于存放程序运行过程中的变量。（4） 指令寄存器，单片机 CPU 是一中顺序执行结构，其指令需要逐条通过指令寄存器来执行。（5） 定时器/计数器。（6） 并行输入/输出口（I/O）口， （7） 全双工串行口。（8） 中断系统，应急响应系统。（9） 时钟震荡电路（10） 单片机结构类型，单片机可以划分为哈佛结构和普林斯顿结构。 2.2 单片机的引脚功能（1） 电源引脚：VC
4、C/GND(pin40/pin20)正电源接 4.55V 电压，正常工作电压为 5v。（2） 时钟引脚：XTAL1（pin19）用作片内震荡电路的输入端，XTAL2（pin18 ）用作片内震荡电路的输出端或者外部时钟源的输入引脚。（3） 并行输入/输出口（I/O）口引脚:po 端口（pin39pin32）其端口具有两个功能，既可以用作双向数据总线口，也可以用作分时复用输出低 8 位地址总线。P1 端口（pin1pin8）通用 I/O 端口可以单独输出或输入数据。P2 端口(pin21pin28)也可用作 I/O 端口，或者扩张外部储存器是用作高 8 位地址线。P3 端口（pin10pin17）
5、普通 I/O 端口，能用做第二特异功能，可实现串口通讯，中断和定时信号输入。（4） 复位引脚：通过 RST 引脚完成复位，一般电路中设置手动复位。（5） ALE/PROG 引脚:可以作为地址锁存使能端和编程脉冲输入端。（6） PSEN 引脚：访问外部程序存储器的读选通信号。（7） EA/VPP 引脚：访问外部内部程序储存器选择信号和提供编程电压。 三 最小系统3.1 电源电路电 源 模 块 的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础，所以需要给系统提供+5V 直流电源。利用 USB 口输入对以后操作也比较简单。2.2 复位电路复位电路，就是 利用它把电路恢复到起始状态。当按键按下时，电容两端构成回路
6、并放电，使 RST 端重新变为高电平，按键抬起时电容又充电使 RST 变回低电平，复位电平需保持在两个机械周期以上复位才有效。复位电路由上电复位和按键复位两部分组成。一般复位电路就是在 RESET 端串联一个电容到 VCC，串联一个电阻到 GND，参数通常是 10uf/10K，这就构成了上电复位电路。若是在电容上并联一个按键就构成了按键复位，当按键按下时电容被放电，从而产生高电平进行复位，当电源打开时电路也会自动复位。3.3 震荡电路目前许多微控制器都是时序电路， 单片机也是是一种时序电路，必须施加脉冲信号才能工作。在它的内部有一个时钟产生电路，只要在输出引脚 XO 和输出引脚 XI 分别接上
7、两个电容和一个晶振即可正常工作，一般两个电容一样大，连个电容回以影响震荡频率，如果不易起振或振荡不稳定，可减小输入端对地电容，增大输出端电容值而增大反馈。由于单片机自带震荡电路，所以只需接上一个晶振两个负载电容，电容一般在 15pf/50pf 之间，我们这里应用了常见的 33pf 电容。3.4USB 转口电路PL2303HX 是一种常见的 SUB 转口芯片，其转化效率高，成本低，很适合用于本次的制作。3.5LED 显示电路3.6 独立按键电路四 系统设计任务与要求4.1 设计任务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原理，以及与各种外部扩展器件的连接。4.2 设计
8、要求电路原理正确，具有 8 位独立按键，和八位 LED 显示灯，12864 液晶显示屏，能够烧写运行程序，且外观好看，成本低，具有使用价值，在以后的学习中能够应用。五 测试结果及分析5.1 基本电路部分电源电路，晶振电路，复位电路。5.2 发挥电路部分LED 显示电路，独立按键电路，USB 转口电路。电路调试成功能够正常的读取程序并翻译，最后运用各种程序。这个最小系统最后成功的制作完成，并且可以将其应用于未来的的学习研究中。 本次单片机最小系统的制作，然我们学了很多关于单片机和硬件制作的的知识，对于单片机的迷茫也消除了。还使我们的团队更加懂得了团结合作，相信在以后的学习我们会做的更好。六 整体图形6.1 原理图6.2 PCB 图6.3 实物图七 参考文献21 天学通 51 单片机开发.陆彬著单片机 C 语言应用 100 例电子工业出版社51 单片机开发电子工业出版社德飞莱单片机运用教学视频
