便捷式单片机实验开发装置详解.doc

0 引言 随着半导体技术的发展，计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展；这三个方向就是：巨型化，单片化，网络化uter），直接译为单片机，并一直沿用至今。 由于单片机面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应控制领域应用的要求而诞生的。随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O口、PWM、WDT等。这些对外电路及外设接口已经突破了微型计算机（microcomputer）20年中，单片机市场与需求都是以8位机为主的。最近几年来，16位、32位单片机的嵌入式应用呈迅速增长的趋势。8位单片机以其性价比高，而使其地位难以动摇。8位、16位、32位单片机将在相当长时期内共存已是业界的共识，而单片机教学课程内容的稳定和课程定位的准确是至关重要的。单片机技术发展迅速，课程的特点是实践性很强，它需要教师、教材、实验器件等协调配合，特别是实验平台，需要较大的投入。教师要有相当的科研经验和应用背景，并能将科研的所得，以及对必威体育精装版技术的了解贯彻到课程的讲解上，这些都有相当的难度。 课程定位的不同，所安排实验的要求以及授课对象也不同，影响课程定位的决定因素很多，其中专业对单片机的应用需求以及学时和学生的先修课程基础是很重要的方面，譬如对电子、机械、电气、自动化等非计算机专业学生，8位单片机应该可以成为他们对单片机认识的入门课程。在实验当中对于单片机基本工作原理、采用芯片的工作特性、以及基本的汇编程序和接口技术的理解是必须的，特别强调学生的实践操作系统的能力。现在用于单片机教学实验系统很多，一般分为8位、16位、32位单片机实验系统。由于16位、32位单片机市场价格偏高，而普通的8位单片机也能起到教学的目的，对于学校来说选择8位单片机作为实验系统是一个不错的选择。 2 系统组成结构概述 2.1 系统的组成 1.直流电源模块 2.液晶模块 3.数码管显示模块 4.4*4键盘模块 5.386低频功放模块 6.1302时钟及24C02模块 7.18B20温度测试及红外模块 8.串口通信及ISP在线下载模块 9.单片机最小系统 10.USB下载模块 11.数据光盘 2.2 实验内容 1）数制转换与单片机端口的控制 2）4*4键盘应用 3）串行通信 4）计数器定时器的应用 5) 1602液晶显示 6) 单片机音乐播放器制作 2.3 系统框图 系统结构框图 从上图中可以看到，本课题研制的“便捷式单片机实验开发装置”是由11个基本模块组成的，模块之间可以根据实验需要相互连接，同时也可以由模块的扩展端向外宽展，形成不同的系统结构，为科学研究所用。各个模块都是针对电类专业的知识点设计的，能满足不同实验的要求。而且每个模块都可以独立与外界系统连接，用户可以根据不同需要进行实验。 3 硬件电路设计 3.1 8051系列单片机——AT89S52 AT89S52单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行I/O口、串行I/O口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线三大总线央处理器中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作完成运算和控制输入输出功能等操作。89S52共有个ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。数据存储器89S52内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表 图3.1内部结构框图 (4) 并行输入输出口 AT89S52共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。串行口89S52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。定时/计数器89S52有个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数定时或计数89S52具备较完善的中断功能，有两个外中断、个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有级的优先级别选择。GND：接地。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。 (2) I/O口 ① P0口 P0口的字节地址为80H，位地址为80H～87H。P0口既可以作为通用I/O口使用，也可以作为单片机系统的地址/数据线使用。当作为输出口使用时，由于输出电路是漏极开路，必须外接上拉电阻才能有高电平输出。 ② P1口 P1口的字节地址为90H，位地址为90H～97H。P1口只能作为通用I/O