本科课程设计(单片机最小系统).docxVIP

电子科技大学光电信息学院课程设计（论文） 课程名称 单片机原理及应用 题目名称 利用电路设计软件Protel进行单片机硬件电路的设计 学 号 2605302024 姓 名 贾宏宇 指导老师 漆强 起止时间 2009年5月1日至2009年5月30日 2009年5 月 30 日电路设计软件进行单片机硬件电路的设计贾宏宇 指导老师：漆强（光电信息学）摘要：单片机最小系统，无论对单片机初学人员还是开发人员都具有十分重要的意义，可以利用最小系统进行编程实现工业控制。单片机最小系统电路板在单片机开发市场和大学生电子设计方面十分流行。本次课程设计包括AT89S52单片机最小系统（包括复位和时钟电路）及供电系统、4×4矩阵键盘、独立4个8段LED数码管显示电路。利用Protel电路设计软件进行原理图设计，PCB布线，借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会工程软件protel的使用。关键字：单片机 最小系统 Protel 矩阵键盘 LED显示 引言单片机对于工业控制界来说，意义是革命性的。从世界上第一块单片机最初的简单控制功能到如今能够满足不同场合的需要，仅仅经历了不到30年的时间。如今世界知名的半导体公司大多有其独立的单片机系列产品。比较著名的有ATMEL公司的AVR（简化指令）系列、德州仪器公司的MSP430（超低功耗）系列、美国半导体公司的COP8（内含高性能16位AD）系列、摩托罗拉公司68HC08（低频高速）系列等。全世界范围内从事单片机开发的人员有上百万之多，原因就是单片机最大的特点：性能十分稳定、适应能力强，并且开发价格低廉、门槛低，非常适用于工业控制。单片机编程只需要一台电脑、一个下载器和一块单片机开发板即可。本次设计是对单片机最小系统的设计，通过进一步扩展可做成单片机开发板。设计部分分析1.1各模块介绍1.1.1 单片机AT89S52[1]AT89S52 8位单片机是MSC-51?系列产品的升级版，有世界著名半导体公司ATMEL在购买MSC-51?设计结构后，利用自身优势技术——（掉电不丢数据）闪存生产技术对旧技术进行改进和扩展，同时使用新的半导体生产工艺，最终得到成型产品。与此同时，世界上其他的著名公司也通过基本的51内核，结合公司自身技术进行改进生产，推广一批如51F020等高性能单片机。AT89S52片内集成256字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间，支持最大64K外部存储扩展。根据不同的运行速度和功耗的要求，时钟频率可以设置在0-33M之间。片内资源有4组I/O控制端口、3个定时器、8个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。可以在4V到5.5V宽电压范围内正常工作。不断发展的半导体工艺也让该单片机的功耗不断降低。同时，该单片机支持计算机并口下载，简单的数字芯片就可以制成下载线，仅仅几块钱的价格让该型号单片机畅销10年不衰。根据不同场合的要求，这款单片机提供了多种封装，本次设计根据最小系统有时需要更换单片机的具体情况，使用双列直插DIP-40的封装。 DIP-40封装89S52引脚图复位电路及时钟电路复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。复位电路通常分为两种：上电复位和手动复位。[2] 上电复位 手动复位有时系统在运行过程中出现程序跑飞的情况，在程序开发过程中，经常需要手动复位。所以本次设计选用手动复位。高频率的时钟有利于程序更快的运行，也有可以实现更高的信号采样率，从而实现更多的功能。但是告诉对系统要求较高，而且功耗大，运行环境苛刻。考虑到单片机本身用在控制，并非高速信号采样处理，所以选取合适的频率即可。合适频率的晶振对于选频信号强度准确度都有好处，本次设计选取8.000M无源晶振接入XTAL1和XTAL2引脚。并联2个30pF陶瓷电容帮助起振。八段数码管显示LED数码管显示是利用半导体发光制成条形的发光二极管，封装在一起组成数字或其他符号形状。数码管根据公共端不同，分为共阴极和共阳极两种形式。 共阴极数码管 共阳极数码管根据设计需要，本次选用共阴极数码管。由于一个数码管不能实现多位数显示，同时从节省I/O端口考虑，结合数电知识，利用74LS139并联四个一位8段数码管。由于点亮数码管需要10-100毫安电流，单片机输出口难以提供，所以加9013型NPN三极管在接入数码管前进行扩流。74LS139是德州仪器公司生产的集成2个2-4译码器芯片。单片机控制译码器，四个公共端接芯片的Y0、Y1、Y2、Y3，实现对四个数码管的选通。这样，单片机一组端口控制数码管阳极，74芯片通过另外端口选通阴极，即可实现不同数码管显示不同数字。由于74LS139是低电平有效，所以也适用于共阴