認(rèn)識單片機(jī)和單片機(jī)最小系統(tǒng)
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1、 項(xiàng)目一 認(rèn)識單片機(jī)及單片機(jī)最小系統(tǒng) 知道單片機(jī)的概念 了解單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 了解AT89S51單片機(jī)命名規(guī)則、封裝形式和外形實(shí)物 熟悉AT89S51單片機(jī)各引腳的功能 了解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 學(xué)會制作單片機(jī)最小系統(tǒng) 了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的建立過程 自從1946年美國賓夕尼亞大學(xué)研制了世界上第一臺數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)以來,計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代。在短短的幾十年中,已發(fā)展出大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī),其運(yùn)算速度每秒鐘可達(dá)上萬億次以上。近年來,計(jì)
2、算機(jī)正朝著巨型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化的方向發(fā)展。 微型化的發(fā)展也就是微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展。在微型計(jì)算機(jī)中,單片微型計(jì)算機(jī)(簡稱單片機(jī))是其重要的成員。單片機(jī)的發(fā)展也非常迅速,它依靠一定的硬件基礎(chǔ),根據(jù)特定環(huán)境,能完成一定的需求。因其結(jié)構(gòu)比較簡單、工作任務(wù)針對性較強(qiáng),使得在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中都能看見它的蹤跡。 自從1974年美國仙童(Fairchild)公司運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)了世界上第一塊單片機(jī)(F8)以來,在短短的幾十年中,作為微型計(jì)算機(jī)中的一個(gè)重要分支,單片機(jī)的應(yīng)用面極廣,發(fā)展速度也很驚人。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來越廣泛,越來越多的電器也具有了“自動”、“智
3、能”、“微電腦控制”等功能。例如微電腦控制電磁爐、全自動洗衣機(jī),智能電風(fēng)扇等。那么這些“自動”、“智能”、“微電腦控制”到底是什么呢?又怎么去實(shí)現(xiàn)的呢? 能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能的主角就是——單片機(jī)。 1.單片機(jī)名稱由來 所謂單片機(jī),就是一塊集成電路芯片。它采用超大規(guī)模集成技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、中斷處理)的微型中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、輸入/輸出電路(I/O接口),甚至還包括振蕩電路、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行通信接口(SCI)、顯示驅(qū)動電路(LCD或LED驅(qū)動電路)、脈寬調(diào)制電路(PWM),模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器
4、等電路集成到一塊芯片上,構(gòu)成一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。 這樣一塊集成電路具有一臺計(jì)算機(jī)的基本功能,因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer),簡稱“單片機(jī)(SCM)”,也被稱為微控制單元或者微控制器(MCU),MCU(Micro Controller Unit)。所以,單片機(jī)就是一臺芯片級的微型計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng),可以通過軟件控制來實(shí)現(xiàn),并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化?,F(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,其應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的
5、經(jīng)濟(jì)效益,更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想。它是控制技術(shù)的一次革命,是一座重要的里程碑。 圖1-1-1 各種各樣的單片機(jī) 2.單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于家用電器、數(shù)碼電子產(chǎn)品、醫(yī)用電子設(shè)備、智能儀器儀表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信、實(shí)時(shí)工業(yè)生產(chǎn)管理及過程控制等領(lǐng)域,大致可分為以下幾個(gè)范疇。 1、在家用電器/數(shù)碼電子產(chǎn)品中的應(yīng)用 現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制,大到電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、彩電、電飯煲,小到筆記本電腦、數(shù)碼攝像/照相機(jī)、智能手機(jī)等,無所不在。家用電器是單片機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,前景十分廣闊。圖1-1-2列出了一些現(xiàn)在市面上較流行的
6、家電、碼數(shù)產(chǎn)品。 圖1-1-2 單片機(jī)在洗衣機(jī)等家用電器中的應(yīng)用 2、在醫(yī)用電子設(shè)備中的應(yīng)用 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途也相當(dāng)廣泛,如醫(yī)用呼吸機(jī)、各種分析儀、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等。 圖1-1-3 單片機(jī)在過敏皮試儀、超聲波診斷儀、X光機(jī)等醫(yī)療器設(shè)備中的應(yīng)用 3、在智能儀器儀表上的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于儀器儀表中。結(jié)合不同類型的傳感器,可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素和壓力等物理量的測量。采用單片機(jī)控制可使儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化,且功能比采用
7、電子或數(shù)字電路要更加強(qiáng)大。例如,精密的測量設(shè)備(功率計(jì)、示波器和各種分析儀等)。圖1-1-4是一個(gè)PH/ORP儀表,用于環(huán)境監(jiān)測、工礦企業(yè)、科學(xué)研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖場等場合的pH值的測定并經(jīng)內(nèi)部處理后顯示在LCD顯示屏上。 圖1-1-4 單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用 4、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信中的應(yīng)用 單片機(jī)普遍具備通信接口,可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件?,F(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制,從手機(jī)、電話、小型程控交換機(jī)、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信系統(tǒng),到日常工作中隨處可見的移動電話、集群移動通信、無線電對講機(jī)等。
8、 圖1-1-5 數(shù)字程控電話 圖1-1-6阿爾卡特朗訊會議電話 5、在實(shí)時(shí)工業(yè)生產(chǎn)管理及過程控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如,工廠生產(chǎn)線的智能化管理、生產(chǎn)設(shè)備的智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 此外,單片機(jī)在工商、金融、科研、教育和國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 1.單片機(jī)的封裝形式 MCS-51系列單片機(jī)的封裝形式主要有三種:PDIP、PLCC、TQFP。以AT89S51型號為例,封裝形式如圖1-1-7(a)、1-1-7(b)、1-1-7(c)。 圖1-2-1(
9、a) PDIP封閉形式 圖1-2-1(b) PLCC封閉形式 圖1-2-1(c) TQFP封閉形式 2.單片機(jī)的外部引腳及其功能 MCS-51系列單片機(jī)中各類型的端子是相互兼容的,用HOMS工藝制造的單片機(jī)大多采用40端子雙列直插(DIP)封裝。當(dāng)然,不同芯片之間的端子功能會略有差異,在設(shè)計(jì)、應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。 MCS-51是高檔8位單片機(jī),但由于受到集成電路芯片引腳數(shù)目的限制,會有很多引腳具有第二功能。以AT89S51型號為例,MCS-51的引腳如圖1-1-8所示,40個(gè)引腳大致可分為4類:
10、電源、時(shí)鐘、控制總線和I/O引腳。 圖1-2-2 MCS-51單片機(jī)外部引腳圖 各引腳的功能如下: 1、電源引腳:VCC和VSS VCC:電源輸入端。作為工作電源和編程校驗(yàn),接+5V。 VSS:接地端。 2、時(shí)鐘振蕩電路引腳:XTAL1和XTAL2 在使用內(nèi)部振蕩電路時(shí),XTAL1和XTAL2用來接石英晶體和微調(diào)電容,振蕩頻率為晶振頻率,振蕩信號送至內(nèi)部時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號:在使用外部時(shí)鐘時(shí),XTAL1和XTAL2用于接外部時(shí)鐘源。 3、控制信號引腳:RST/VPD,,和 RST/VPD:RST為復(fù)位信號輸入端。當(dāng)RST端保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí),單片機(jī)完成復(fù)
11、位操作。VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端。當(dāng)電源VCC一旦斷電或者電壓降到一定值時(shí),可以通過VPD為單片機(jī)內(nèi)部RAM提供電源,以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失,且上電后能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。 :ALE為地址鎖存信號。當(dāng)訪問外部存儲器時(shí),ALE作為低8位地址鎖存信號。為片內(nèi)EPROM編程時(shí)的編程脈沖輸入端。 :外部程序存儲器的讀選通信號,當(dāng)訪問外部ROM時(shí),產(chǎn)生負(fù)脈沖作為外部ROM的選通信號。 :為訪問程序存儲器的控制信號。當(dāng)為低電平時(shí),CPU對ROM的訪問限定在外部程序存儲器;當(dāng)為高電平時(shí),CPU對ROM的訪問從內(nèi)部0~4KB地址開始,并可以自動延至外部超過4KB的程序存儲器。VPP為片內(nèi)E
12、PROM編程的21V電源輸入端。 4、I/O口引腳:P0、P1、P2和P3 P0口(P0.0~P0.7):第一功能是作為8位的雙向I/O口使用,第二功能是在訪問外部存儲器時(shí),分時(shí)提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)。在對片內(nèi)EPROM進(jìn)行編程和校驗(yàn)時(shí),P0口用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。 P1口(P1.0~P1.7):8位準(zhǔn)雙向I/O口。 P2口(P2.0~P2.7):第一功能是作為8位的雙向I/O口使用,第二功能是在訪問外部存儲器時(shí),輸出高8位地址A8~A15。 P3口(P3.0~P3.7):第一功能是作為8位的雙向I/O口使用,在系統(tǒng)中,這8個(gè)引腳又具有各自的第二功能,如表1.1所示。 表
13、1.1.1 P3口的第二功能 P3引腳 引腳名稱及第二功能 P3引腳 引腳名稱及第二功能 P3.0 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入端 P3.4 T0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0外部輸入端 P3.1 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出端 P3.5 T1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1外部輸入端 P3.2 外部中斷0輸入端 P3.6 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號 P3.3 外部中斷1輸入端 P3.7 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號 與其他計(jì)算機(jī)一樣,單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也主要是由中央處理器(CPU)、存儲器及輸入/輸出(并行/串行接口)等控制電路組成。不同的是,單片機(jī)將這些主要部件都
14、集中在一個(gè)芯片內(nèi),使該芯片具備一臺計(jì)算機(jī)所需的較為完整的硬件系統(tǒng)。如圖1.3所示為MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。 CPU 時(shí)鐘電路 ROM RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器 并行接口 串行接口 中斷系統(tǒng) P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1 圖1-3-1 MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 從圖1-1-9可以看出,MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含:振蕩/分頻器、中央處理器(CPU)、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、中斷控制系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、擴(kuò)展功能控制電路、并行接口電路(I/O口)和串行接口電路,
15、它們通過內(nèi)部總線有機(jī)地連接起來。 1.振蕩/分頻器 振蕩器是產(chǎn)生時(shí)基脈沖信號的發(fā)源地,它為單片機(jī)內(nèi)所有功能部件提供統(tǒng)一而精確的基準(zhǔn)脈沖信號,是單片機(jī)執(zhí)行各種動作和指令的時(shí)間基準(zhǔn),如果沒有基準(zhǔn)脈沖信號,單片機(jī)將失去執(zhí)行指令的動力與時(shí)序。MCS-51系列單片機(jī)的時(shí)鐘電路有兩種方式:內(nèi)部時(shí)鐘振蕩方式和外部時(shí)鐘振蕩方式,如圖1-1-10(a)、(b)所示。 圖1-3-2(a) 內(nèi)部振蕩方式 如圖1-3-2(b) 外部振蕩方式 圖1.4 內(nèi)部時(shí)鐘振蕩方式 對于內(nèi)部時(shí)鐘振蕩方式,單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益放大器,引腳X
16、TAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端,所以只需在片外接一個(gè)晶振便可以構(gòu)成自激振蕩器,為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號。接在晶振上的電容一般取30pF左右,晶振的振蕩頻率范圍是1~24MHz,在通常情況下MCS-51單片機(jī)使用的振蕩頻率為6MHz和12MHz,在現(xiàn)在的通信系統(tǒng)中常采用的頻率為11.0592MHz。電路連接實(shí)物如圖1-1-11所示。 晶體振蕩器 30pF電容器 圖1-3-3 內(nèi)部振蕩電路實(shí)物圖 而對于外部時(shí)鐘振蕩方式,則是直接通過引腳XTAL2將外部的時(shí)鐘脈沖接入單片機(jī)內(nèi)部,從而使單片機(jī)有一個(gè)穩(wěn)定的工作時(shí)序,外部的時(shí)鐘脈沖通常是由特定的振蕩電路產(chǎn)生。 2
17、.中央處理器(CPU) 眾所周知,任何一臺計(jì)算機(jī)都離不開CPU,它是計(jì)算機(jī)分析和運(yùn)算的核心部件,CPU向外發(fā)送各種控制指令,是計(jì)算機(jī)的指揮控制中心,它大體上由運(yùn)算器和控制器組成。在CPU正常工作時(shí),運(yùn)算器負(fù)責(zé)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算??刂破鞯闹饕δ苁牵焊鶕?jù)接收到的指令操作碼或運(yùn)算器的運(yùn)算結(jié)果,來決定或發(fā)出相應(yīng)的控制指令從而來完成指令的讀取、運(yùn)算和控制任務(wù)。 3.程序存儲器(ROM) 程序是控制計(jì)算機(jī)動作的一系列命令,單片機(jī)只認(rèn)識由“0”和”1“代碼構(gòu)成的機(jī)器指令。在單片機(jī)處理問題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機(jī)器代碼后存入單片機(jī)的存儲器中,該存儲器稱為程序存儲器。 程
18、序存儲器可以放在片內(nèi)或片外,亦可片內(nèi)片外同時(shí)設(shè)置。由于PC程序計(jì)數(shù)器為16位,使得程序存儲器可用16位二進(jìn)制地址,因此,內(nèi)外存儲器的地址最大可從0000H~FFFFH。如AT89S51內(nèi)部有4KB的ROM,就占用了由0000H~FFFFH的最低4KB,這時(shí)片外擴(kuò)充的程序存儲器地址編號應(yīng)由1000H開始。 4.?dāng)?shù)據(jù)存儲器(RAM) 單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器由隨機(jī)讀/寫存儲器RAM組成,用于存儲實(shí)時(shí)數(shù),可分為片內(nèi)RAM和片外RAM。片內(nèi)有256個(gè)字節(jié)單元的數(shù)據(jù)存儲器,其字節(jié)地址為:00H~7FH。外部RAM最大容量可擴(kuò)展至64KB。 5.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 AT89S51內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程序的定
19、時(shí)器/計(jì)數(shù)器,命名為T0和T1。它們有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種工作模式,可實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)所產(chǎn)生的中斷,并用于控制程序轉(zhuǎn)向。 6.并行I/O接口電路 AT89S51內(nèi)部有4個(gè)并行I/O接口:P0、P1、P2、P3,都有雙向I/O功能。這4個(gè)接口的具體功能見任務(wù)二單片機(jī)的外部引腳及功能中的介紹,此處不再贅述。 7.串行接口電路 AT89S51內(nèi)部有一個(gè)全雙工的可編程串行I/O口,它利用P3.1作為串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端TXD,P3.0作為串行數(shù)據(jù)的接收端RXD。能用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送,該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器,也可以當(dāng)作同步移位器使用。 8.中斷控制 AT89S51內(nèi)部共有5個(gè)中斷源
20、,他可以接收外部中斷申請、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器申請和串行口申請,可滿足不同的控制要求,并具有2級的優(yōu)先級別選擇。 1.什么叫單片機(jī)最小系統(tǒng) 所謂單片機(jī)最小系統(tǒng),是由單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心,其內(nèi)部包含了一定數(shù)量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器,在外部增加復(fù)位電路和時(shí)鐘電路即可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)雖然不能單獨(dú)完成任何功能,但它是單片機(jī)系統(tǒng)中保證單片機(jī)能夠正常工作的最基本、必不可少的一部分,各種不同功能的單片機(jī)系統(tǒng)都是在最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。 2.單片機(jī)最小系統(tǒng)的制作 (1) 單片機(jī)最小系統(tǒng)各部分電路原理圖
21、及實(shí)物圖 對于MCS-51系列單片機(jī)(以AT89S51為例)來說,單片機(jī)如要正常工作,需要具有4個(gè)基本電路:電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、程序存儲器選擇電路。 電源電路:單片機(jī)芯片的第40腳為正電源引腳VCC,一般外接+5V電壓;第20腳為接地引腳VSS。 時(shí)鐘電路:也稱為振蕩電路,它是讓單片機(jī)活起來的“心臟”。沒有振蕩電路就不能保證單片機(jī)的正常工作。 圖1-4-1(a) 時(shí)鐘電路原理圖 圖1-4-1(b) 時(shí)鐘電路實(shí)物圖面(左)、背面(右) 復(fù)位電路:單片機(jī)芯片的第9腳(RST)是復(fù)位信號輸入端,所謂復(fù)位就是使單片機(jī)內(nèi)部各電路恢復(fù)到初始值
22、。在單片機(jī)開機(jī)或工作中因干擾而使程序失控、運(yùn)行中的程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。AT89S51單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn),一般可分為上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種類型。原理如下圖所示: 圖1-4-2(a) 上電復(fù)位 圖1-4-2(b) 按鍵復(fù)位 實(shí)物如下圖: GND +Vcc +Vcc GND 圖1-4-2(c) 按鍵復(fù)位正面實(shí)物 圖1-4-2(d) 按鍵復(fù)位背面實(shí)物 復(fù)位條件:使第9腳(RST)保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平。 程序存儲器選擇電路設(shè)置:單片機(jī)芯片的第31腳()為
23、內(nèi)部與外部程序存儲器選擇輸入端。當(dāng)引腳接高電平時(shí),CPU先訪問片內(nèi)4KB的程序存儲器,執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令,當(dāng)程序計(jì)數(shù)器超4KB時(shí),將自動轉(zhuǎn)向片外程序存儲器,即是從1000H地址單元開始執(zhí)行指令;當(dāng)引腳接低電平時(shí),不管片內(nèi)是否有程序存儲器,CPU只訪問片外程序存儲器。 AT89S51內(nèi)部有4KB的程序存儲器,所以根據(jù)該腳的引腳功能,只有將該腳接上高電平,才能先從片內(nèi)程序存儲器開始讀取指令。常見的程序存儲器選擇電路就是將第31腳接+5V電壓,如圖1-1-12所示。 圖1-4-3 引腳設(shè)置 3、單片機(jī)最小系統(tǒng)元器件的選擇 單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路除了萬能板之外,元器件清單如表1
24、.2所示。 表1-4 單片機(jī)最小系統(tǒng)元件清單 序號 數(shù)量 元件名稱 元件實(shí)物圖 元件規(guī)格 1 1 電阻器R1 2K普通電阻 2 2 電容器C1、C2 30pF,瓷片電容 3 1 電容器C3 22uF電解電容 4 1 晶振 12MHz 5 1 復(fù)位開關(guān)S1 不帶自鎖按鍵 6 1 芯片插座 40腳雙列直插 芯片插座 7 1 單片機(jī) AT89S51 8 1 萬能板 915 單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)物如圖所示: GND +Vcc +Vcc GND 圖1-4-4(a)
25、 按鍵復(fù)位正面實(shí)物 圖1-4-4(b) 按鍵復(fù)位背面實(shí)物 4、電路的焊接與簡單測試 根據(jù)電路原理圖,先檢測元器件的質(zhì)量,再將元器件合理的在電路板上布局安裝,然后進(jìn)行正確、可靠的焊接。注意DIP40集成電路的插座上有一個(gè)缺口,缺口左側(cè)為最低腳號第1腳,右側(cè)為最高腳號40腳,如圖1.14所示,裝配和焊接時(shí)注意不要反向插接。最后完成的電路板要做到元器件面布局合理、美觀,焊接面的焊點(diǎn)要穩(wěn)固、干凈,同時(shí)布線要盡量做到科學(xué)、整齊。 缺口 圖1-4-5 DIP40集成電路插座 確認(rèn)所有電子元器件焊接無誤后,使用萬用表檢測硬件電路是否正常。先將指針
26、萬用表撥至R100擋,將黑表筆接在電路板的正極點(diǎn),紅表筆接在電路板的負(fù)極點(diǎn),所測的電阻值應(yīng)為無窮大,兩表筆對調(diào)后也是一樣,說明電路板沒有短路現(xiàn)象,可以插上AT89S51單片機(jī)的芯片進(jìn)行相關(guān)的調(diào)試: a、VCC和VPP的5V電源測試 接通5V電源之后,應(yīng)立即測量AT89S51芯片的電源端電壓值是否正確(40腳或31腳接正極,20腳接負(fù)極)。測量時(shí),將指針萬用表置于直流電壓擋,黑表筆接觸20腳,紅表筆接觸40腳或31腳,測量值應(yīng)與供電電源電壓一致,如發(fā)現(xiàn)偏離較多,應(yīng)立即中斷供電。 b、振蕩電路測試 單片機(jī)的18腳和19腳與外接的兩個(gè)電容器和晶振組成了振蕩電路,可以通過檢測18腳、19腳是否
27、有振蕩波形來判斷該電路是否具備“生命”特征,為了盡量減小檢測對電路的影響,應(yīng)將示波器的探頭衰減撥至R10擋。 5、知識應(yīng)用擴(kuò)展 在實(shí)際的單片機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用,本實(shí)例中的單片機(jī)最小系統(tǒng)一般不會單獨(dú)在設(shè)計(jì)中使用,而是經(jīng)常在其基礎(chǔ)上增設(shè)一些外圍電路來實(shí)現(xiàn)、演示某些具體的功能。如圖1.15所示的一塊已安裝好的實(shí)驗(yàn)電路板,實(shí)驗(yàn)板上除了安裝有AT89S51單片機(jī)的最小系統(tǒng),還安裝了LED顯示電路、七段數(shù)碼動態(tài)顯示電路、矩陣鍵盤輸入電路、外部中斷控制電路、串口中斷(與計(jì)算機(jī)通信)電路,DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)電路、電源電路等。用這塊實(shí)驗(yàn)電路板,能完成AT89S51單片機(jī)的各種基本實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)。 圖1-4-6 AT89S51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板 18
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