1、摘要:近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。单片机最小系统是在以 STC89C52RC 单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中。本设计主要在单片机上扩展 I/O 口，复位电路，晶振电路，LED 显示电路并写好底层程序，做出能应用于跑马灯的最小系统。关键词：最小系统，STC89C52RC, 跑马灯2Abstract:With the infiltrati
2、on in the social field of the computer in recent years, the application of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer
3、 application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hardware , and direct against and use the software of targets characteristic to combine concretly, in order to do perfectly. T
4、he smallest system one chip computer is in expands at the base of STC89C52RC one chip computer，make it used more convient in the test system. This design mainly expands I/O in the take on chip computer, reset circuit, crystals circuit, the LED display circuitand writes the first floor procedure.Make
5、 for scrolling minimum system.Keyword：minimum system, STC89C52RC, scrolling3目录1绪论 .42.电路设计方案及功能分析 .52.1 设计目的 .52.2 设计要求 .52.3 系统基本方案选择和论证 .52.3.1、STC89C52RC 介绍 .62.3.2、时间周期 .112.3.3、LED 灯管 .122.3.4、数码管 .122.3.5、锁存器 .132.4 系统框图 .133.系统的硬件设计与实现 .143.1 电源供电模块的实现 .143.2 复位电路 .153.3 晶振电路 .164. 系统的软件设计 .1
6、94.1 软件介绍 .194.1.1 Keil C51.194.1.2 Protel99SE .204.1.3 Proteus.214.2 程序流程图 .224.3 延时的计算 .235.系统调试及结果分析 .246.心得和体会 .247. 遇到问题 .24参考文献 .25附录 .251 电路原理图： .252 元件清单 .263 程序 .2741绪论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-52 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
7、场，成为国内单片机应用领域中的主流。目前，可用于 MCS-52 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-52 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。本毕业设计主要
8、在 STC89C52RC 单片机上扩展 I/O 口，复位电路，晶振电路，LED 显示电路，数码管显示电路，蜂鸣器电路。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。52.电路设计方案及功能分析2.1 设计目的学生在教师指导下运用所学课程的知识来研究、解决一些具有一定综合性问题的专业课题。学 习 单 片 机 课 程 以 后 ， 为 了加 深 对 理 论 知 识 的 理 解 ， 加 强 理 论 知 识 在 实 际 当 中 的 运 用 ， 强化 自 己 的 动 手 能 力 ， 通过毕业设计（论文） ，提高学生综合运用所学知识来解决实际问题、使
9、用文献资料、及进行科学实验或技术设计的初步能力，为毕业设计（论文）打基础。2.2 设计要求（1）采用单片机 STC89C52RC 做 成 最 小 系 统 来控制。（2）利用最小系统做出循环彩灯，其 LED 灯的闪烁间隔时间采用延时程序控制,每种模式可采用不同的延时，灵活多变。2.3 系统基本方案选择和论证单片机最小系统,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、按键输入、显示输出等。各功能模块的选择及论证如下:复位电路:由电容和电阻构成,由电路图并结合“电容电压不6能突变“的性质,可以知道,当系
10、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。本设计中R=10K,C=10uF。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)同时也可取 12MHz(产生精确的微秒级时歇,方便定时操作)，因设计需要，本设计采用 12M 晶振。单片机:一片 AT89S51/52 或其他 51 系列兼容单片机，本设计采用 STC89C52RC。接口电路:具有人机交互接口。具
11、有一定的可扩展性，单片机 I/O 口可方便地与其他电路板连接。 通过该最小系统，我们可以用 keil 软件进行编程从而实现对一些外设的控制！比如一些简单的实验：闪烁灯、跑马灯、数码管的展示等等！2.3.1、STC89C52RC 介绍 7PDIP 封 装 的 STC89C52引 脚 图STC89C52 为 8 位通用微处理器，采用工业标准的 C51 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主 IC 内部寄存器、数据RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号 IR 的接收解码及与主板 CPU 通信等
12、。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和 XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接 12MHz 晶振。 RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和 VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V 电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为 N1 功能控制端口，分别与 N1 的相应功能管脚相连接，13 脚定义为 IR 输入端，10 脚和 11 脚定义为CI2总线控制端口，分别连接 N1 的 SDAS（18 脚）和 SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及 28 脚定义为握
13、手信号功能端口，连接主板 CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状8态进入的控制功能。RST/VPD（ 9脚 ）复位输入。当振荡器工作时，RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。RST 即 RESET,VPD 为备用电源，所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时，该引脚出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作，使单片机恢复到初始状态。当 VCC 发生故障、降低低电平规定值或掉电时，该引脚可接上备用电源 VDP（+5+/-0.5V）为内部 RAM 供电，以保证 RAM 中数据不丢失。 ALE/ （ 30脚 ）PROG当访问外部程序存储器或数据
14、存储器时，ALE（地址锁存允许）以每周期两次的信号输出，用于锁存出现在 P0 口的低 8 为地址。在不访问外部存储器时，ALE 仍以上述不变的频率（振荡周期的 1/6） ，周期行地出现正脉冲信号，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。但要注意，在访问片外数据存储器期间，ALE 脉冲会跳过一个，此时作为时钟输出就不妥当了。对于片内含有 EPROM 的单片机，在 EPROM 编程期间，该引脚为编程脉冲 的输入端。PROG（ 29脚 ）SEN片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 有效，即输出两个脉冲，以通过数据总线口读回
15、P指令或常数，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次信号，即 信号不出现。SENSE9/VPP（ 31脚 ）EA外部访问允许，即为访问外部程序存储器控制信号，低电平有效。当 保持高电平时，单片机访问片内程序存储器的程序 8KB(MCS52 子系列为 8KB,MCS51 子系列为 4KB)。若超出该范围时自动转去执行外部存储器的程序。欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000HFFFFH） ， 端必须保持低电平EA（接地） 。对于片内含有 EPROM(Erasable Programmable Read-only Memory ,可编程可擦写只读存储器)的单片机，在 EPROM编程
16、期间，该引脚用于接 21V 的编程电源 VPP。 XTAL1（ 19脚 ）振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。接外部石英晶体的一端。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部时钟时，对于 HMOS单片机，该引脚接地；对于 CHMOS 单片机，该引脚作为外部振荡信号输入。 注：CHMOS 是 CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）和 HMOS(高密度沟道MOS 工艺)的结合,除了保持 HMOS 高速度和高密度之外，还有CMOS 低功耗的特点。两类器件的功能是完全兼容的，区别在CH
17、MOS 器件具有低功耗的特点。(HMOS:高性能金属氧化物半导体)XTAL2（ 18脚 ）振荡器反相放大器的输出端。接外部晶体的另一端。在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。当采用外10部时钟时，对于 HMOS 单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端；对于 CHMOS 芯片，该引脚悬空不接。2.3.2、时间周期STC89C52 的时间周期分为如下几个周期：振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期1.振荡周期 ：（1）单片机提供定时信号源的振荡源的周期。（2）是计算机中最基本的时间单位。2.状态周期（时钟周期）：（1）1 个状态周期=2 个振荡周期。（2）分为 P1 节拍和 P2 节拍
18、。P1 节拍通常完成技术操作；P2节拍完成内部 寄存器间的传送。3.机器周期（1）1 个机器周期=12 个振荡周期。（2）为 CPU 访问存储器一次所需要的时间。（3）执行一条指令所需要的时间以机器周期为单位。2.3.3、LED 灯管LED 具有功耗少、寿命长、光谱宽（眼睛看得舒适度好） 、使用广泛，能灵活拼装各种需要的形状等优点。一般来说 LED的工作电压是 2V-3.6V。工作电流是 0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电能不超过 0.1W。在恰当的电流和电压下，LED 的使用寿命可达 10 万小时。此外，LED 基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻，硬件电路实现起来比较方便。因此本设计采用 15 个发光二级管，组合成三角形，从而控制其灵活变化，设计出展示的方案。
