基于51单片机的综合开发板设计.docVIP

MCSC51开发板论文：基于51单片机的综合开发板设计 摘要：虽然市场上有很多51单片机和eda的下载器，但价格比较贵，并且一般不具备调试功能，无法满足电子爱好者的需求，而本开发板可以实现51单片机下载和调试功能。它可以将汇编语言和c语言程序通过计算机的并口（25针口）直接下载到各个芯片中，也可以用于c51单片机、eda内部程序和简单的数字电路的调试观察，另外，电路中还具有声光报警、继电器、记忆储存等其他功能。本系统是根据平常在实际应用和调试过程中得到的经验，采用一些常用的电子产品中的模块组装成的，实现了物美价廉的特点，并且采用生活中常见的usb、电池等电源进行供电，使用比较方便。 关键词：mcsc51开发板；eda；记忆存储；下载；调试 0引言 51单片机技术自发展以来已走过了近20年的发展路程。单片机技术的发展以微处理器（mpu）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势，小到电子遥控玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。针对51单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生51单片机开发板。[1] 1方案设计 1.1整体设计思路 图1c51综合开发板的系统方框图 本开发板在以c51单片机为核心控制器的基础上，对外围电路进行了设计，包括复位电路、时钟电路、显示电路、声光报警电路、记忆存储电路、下载电路等，主要实现了程序下载和调试功能，它可以将汇编语言和c语言程序通过计算机的并口（25针口）直接下载到各个芯片中，也可以用于c51单片机、eda内部程序和简单的数字电路的调试观察，在调试过程中可以利用发光二极管观察程序输出状态，并且还可以用开关和按钮作为状态输入来调试程序。另外，电路中还具有声光报警、继电器、记忆储存等其他功能，记忆储存可将脚本程序下存放到存储模块里，运用起来就比较简单，并且系统中还提供扩展插槽。系统方框图如图1所示。[5] 1.2方案论证 1.2.1 下载线接口方式选择 方案一：从altera下载线的接口直接与at89s52、epm3064alc44和epm7128alc84的下载引脚上，但考虑的信号可能会干扰。 方案二：采用总线分支用跳线帽或拨段开关来选择，这样可以避免信号干扰和失真。 1.2.2 电源 方案一：变压器变压整流但这不仅体积大而且也很重，也不方便携带。 方案二：采用平常生活中比较经常遇到的电源，如usb电源、电池等。 1.2.3 显示功能方案 方案一：采用74ls138和74ls248分别驱动4个七段码共阴极led来显示，这样占用的i/o端口少，但显示的字符有限。 方案二：采用分立元件加上拉电阻，不仅可以显示七段译码器的字符，还可以显示h（点）等其他的字符。 1.2.4 电位指示的选择 方案一：电压表精确度比较高显示直观，同时设计也比较复杂。 方案二：逻辑电笔工作原理简单，体积小，并且该系统中大部分都是数字信号状态明显，所以采用逻辑电笔观察各点的电位更为直观。因此该系统采用逻辑电笔。[2] 2硬件设计 2.1电源模块 电源采用多种输入模式，有usb、排针等，电路中的排针和另一个接口5v和9v都可以使用，是通过j14用跳线帽进行转换，如果输入为5v则跳线帽接1、2两脚，若输入为9v则接2、3两脚，再通过ic11 7805集成稳压芯片进行转变为5v，经过开关后面的j13和j13x是备用电源。l12和c112-c117组成高频滤波提供epm7128alc84工作，另一路先经过ic12、rp11、res2和c14降为3.3v，然后再用l11、c15-c18高频率波后提供给epm3064alc44工作。电源电路设计原理图，如图2所示。[6] 图2电源电路原理图 2.2七段码led模块 电路采用分立元件和上拉电阻作为驱动，方便更多的字符的编辑。比如ａ、b、c、d、e、f和点的显示。七段码led显示电路原理图，如图3所示。 2.3mcsc51、eda最小系统[5] mcsc51、eda最小系统的主要组成部分是复位电路、时钟电路、电源电路和单片机，详细介绍见单片机教科书。电路原理图如图4-6所示： 2.4输入模块 按钮主要作状态输入、点动信号和bcd码输入等功能。电路原理图，如图7所示。[7] 2.5逻辑电笔 逻辑电笔主要应用在数字电路里，用来检测某点电压的高低，当电压为高电平时三极管q71导通，则此时发光二极管led71亮起，反之，q72导通led72亮起。电路原理图如下 图8逻辑电笔电路原理图 2.6下载模块 下载模块分为两部分，第一部分altera下载线，在市场上都可以买到它，如果想自己做的话可以参考图9。第二部分就是下载线接口（如图10）采用总线分支接法，设计时用两排接