单片机学习板实验指导书.doc

第一章 引言 单片微型计算机，以其体积小、价格低、使用方便、可靠性高等一系列优点，被广泛用于国防、工农业生产和商业管理等领域。特别是近年来微处理器的讯速发展，它已渗透到人类生活的各个领域，给人类世界带来了难以估量的变革。纵观单片微型机的发展，可以明显地看出其正朝着两个方向进行：一方面，是朝着面向数据运算、信息处理等功能的系统机方向发展。系统机以速度快、功能强、存储量大、软件丰富、输入/输出设备齐全为主要特点，采用高级语言编程，适用于数据运算、文字信息处理、人工智能、网络通信等场合。另一方面，在有些应用领域中，如智能化仪器仪表、通讯设备、自动控制设备、汽车电子乃至家用电器等，要求的运算、控制功能相对并不很复杂，但对体积、成本、功耗等的要求却比较苛刻。单片机在我们的工作、生活和学习中正在变得越来越重要。 在教学、实验和电子设计制作中，单片机充当着重要的角色。目前市场上，有关单片机的学习实验设备种类繁多，如开发板、实验板、实验仪、实验箱等，但是普遍存在系列问题，由于大多数高校开的都是51系列单片机的课程，一些高档的开发板与实际教学脱节，学生难以在短时间内接受，而且价格昂贵；而一些低档的实验板缺少开发必需的应用模块，在实践中造成诸多不便。 学习单片机离不开实验，以往单片机的实验往往依赖于仿真机和单片机学习系统，价格昂贵，至使学习单片机的门槛很高，很多人不能跨入单片机学习的大门。近年来，随着FLASH型单片机的广泛应用，采用软件模拟加写片验证成为一种经济实用的实验方法，尤其是随着单片机技术的发展，很多单片机都具有了ISP功能，只要一根下载线即可以编程，即使不用仿真机、编程器，也可以学习单片机，使得单片机入门门槛大为降低。 我们根据当前的教学、实验、电子制作和指导电子设计大赛的经验，并考虑到成本问题，我们设计了这一款功能齐全、使用方便、成本较低的MDD-1型51单片机学习板。该板采用模块化模式，配备了丰富的硬件、详细的实验内容和实验程序，可以让单片机学习者由浅入深、分层次进行实验，激发学习兴趣，为进一步研究和开发单片机奠定一个良好的基础。该板与单片机编程软件和下载软件（免费提供）构成一个完整的单片机实验系统，该系统为51单片机的初学者提供了一个服务平台，是学习和实践之间的一个桥梁。我们设计该开发该板是让单片机初学者达到“一板在手，单片机学习无忧愁！” 第二章 学习板系统简介 （一）硬件介绍 1、系统框图 该学习板采用模块式结构，由13个模块组成，其中包括11个配备模块和2个自选模块。如图1所示。核心是单片机目标机，它是由Atmel公司的89S51芯片构成的单片机最小系统，安装在零插拔底座上，拆装方便。ISP串口下载模块由单片机源机和串口模块组成，其中单片机源机是AT89S51单片机，串口模块是由MAX232和电容组成的串行通信单元，该模块主要是实现程序在线下载和通信实验的功能。红外遥控是由SAA3010T遥控器和HRM380017一体化红外接收头组成，实现信号的红外发射、传输和接收。时钟单元是由DS1302芯片组成的时钟电路模块，主要完成电子时钟或者万年历等实验项目。静态显示部分可以实现6位数码显示，由6片串并转换芯片74164和6个共阴极8段数码管构成，该部分特点是占用口线少，显示亮度高。LED发光管为8个独立的发光二极管，可以实现逻辑指示功能。报警模块由蜂鸣器和驱动电路组成，可以实现某一任务的声音报警功能。继电器模块是由继电器和驱动电路组成，可以输出一路控制信号。I2C模块以由24C04为核心的存储单元。电源指示控制部分实现+5V电源的开关控制、指示和温压功能。自选模块的温度模块是由数字温度传感器DS18B20实现的温度采集单元。液晶显示模块是由2*16的字符液晶1602构成的显示单元。 （液晶显示模块） （液晶显示模块） ISP串口下载模块 串口模块单片机源机 串口 模块 单片机 源机 静态 显示 6位 单片机 目标机 PC LED LED 发光管 8个 红外遥控 红外遥控 报警模块 报警 模块 时钟单元 时钟单元 继电器模块 继电器 模块 独立按键 独立按键 I I2C 模块 （温度模块） （温度模块） 电源指示控制 ＋5V 电源指示控制 注：括号内单元为自选模块 图1 系统结构框图 2、单片机目标机 目标机为一个以89CS51单片机为核心的单片机最小系统，负责控制各个模块，完成实验及相关操作。各模块接口与引脚分配如下： （1）P2口：8个发光二极管接； （2）P0.0~P0.3：4个独立按键； （3）P0.4~P0.7：外扩展液晶模块数据线； （4）P1.0：J5短路冒，为外扩展DS18B20数据线和DS1302复位线共用； （5）P