《89C52单片机开发板设计报告.docVIP

52单片机最小系统设计 摘要：本次设计为制作以AT89C52为核心的单片机最小系统，用于扩展I/O 口。此系统含有单片机工作的最基本组成单元——电源电路、复位电路和振荡电路。另外，还有3×4矩阵键盘、液晶显示电路和RS232串口电路以及用于扩展功能的四排与I/O端口相连的插孔。 关键字：单片机 最小系统 矩阵键盘 液晶显示 一、方案设计 1.设计方案思路 要想让单片机正常工作则必需给单片机提供必要的外围电路，电源电路为其提供能量，振荡电路为其内部寄存器提供必要的时钟信号，复位电路让单片机从初始状态工作，这些都是单片机正常工作所必不可少的。而诸如液晶显示电路、矩阵键盘……这些外围电路则丰富了单片机的扩展功能，RS232串口电路为单片机程序的下载提供了串口。 2.设计框图 图1：设计框图 二、电路设计 2.1各模块介绍 2.1.1 单片机AT89C52模块 AT89C52 ：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。 AT89C52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。 图2： DIP-40封装89C52引脚图 2.1.2电源模块 本系统的电源部分采用了集成稳压器7805、7905、7812和7912分别输出±5V和±12V的直流电压，原理图如下; 图3：多路输出稳压电路 2.1.3振荡电路模块 振荡电路由一个12M的晶振和两个22pf的电容所组成，原理图如下： 图4:震荡电路原理图 2.1.4复位电路模块 复位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。 图5.1: 上电复位 图5.2: 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。AT89C52系列大片级为高电平复位，在复位引脚RST上接一电容到VCC，再接一电阻到GND，由此形成一个RC充放电路。 3×4矩阵键盘模块 矩阵键盘是在要求按键不多是的一种简易键盘设计。与编码键盘相比，矩阵键盘不需要专门的编码芯片，从而成本低，设计简单，用简单的面包板即可搭成。缺点是占用单片机端口较多，而且编程实现行扫描列扫描比较占用资源。 键盘的原理是在一端接入高电平，用单片机一个端口去检测按键另一端的电平，另一端也是高电平时，说明按键被按下。3×4矩阵键盘，分为3行4列，在每列加高电平，然后用程序控制行扫描和列扫描，判断具体哪个按键被按下。由于本身键盘的特点，再设计程序是需要加入消除抖动处理。 图6：矩阵键盘原理图 2.1.6液晶显示模块 本系统设计了两个液晶模块，一个是1602液晶，另一个是12864液晶，1602液晶只能显示字符，不能显示汉字，12864液晶既可以显示字符，又可以显示汉字，还可以显示图片，它既能进行串行数据接受与传送，又能进行并行数据接受与发送，大部分12864液晶在出厂时背光度已经调好，所以设计时没加不加调节背光度的电位器。 图7.1：液晶12864 图7.2：液晶1602 2.1.7串口通信模块 本系统采用PL2303芯片用作PC与单片机的通信。该器件作为USB/RS232双向转换器，一方面从主机接收USB数据并将其转换为RS232信息流格式发送给外设；另一方面从RS232外设接收数据转换为USB数据格式传送回主机。 USB转串口主芯片模块主要由三部分组成，分别是USB转串口芯片PL2303、PL2303工作晶振和PL2303外围电路。