请简述单片机系统的设计过程是怎样的
单片机应用系统设计分为硬件设计与软件设计两部分及系统调试三个部分,大致过程如下:一、硬件电路设计1、根据任务需求规划确定单片机类型及外围接口电路方案;2、根据方案设计具体电路。二、软件设计1、根据目标任务的功能需求,结合硬件电路控制方式,规划设计软件功能模块;2、将功能模块细化成流程图;3、根据流程图编写程序代码;4、将编译后的目标代码下载到实物单片机或虚拟单片机进行软件仿真调试;三、系统调试1、将初调成功的目标的代码下载到单片机目标试验板进行软硬件联调及功能验证;2、验证成功符合设计要求,就可以进入小批量测试了。
单片机最小系统是指:用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。
单片机最小系统介绍
单片机最小系统是由芯片外部接上时钟电路、复位电路和电源构成的一个基本应用系统。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
单片机最小系统组成
单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。
电源:对于一个完整的电子设计来讲,首要问题就是为整个系统提供电源供电模块,电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。
复位:单片机的置位和复位,都是为了把电路初始化到一个确定的状态。单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容,实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。
振荡电路:单片机系统里都有晶振,在单片机系统里晶振作用非常大,全程叫晶体振荡器,他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率,单片机晶振提供的时钟频率越高,那么单片机运行速度就越快,单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
单片机最小系统特点
系统资源完全开放,配合其它模块板或自行搭建用户电路可实现任意实验功能。接口设计灵活,使用方便(适合创新实践活动)。
板上电路简洁实用,除最小系统和在线下载电路外,还有1个LED、1个按键、1个蜂鸣器、1片EEPROM存储器AT24C04(使用时只需设置相关调线),单片机引脚全部可引出使用,并留有专用LED显示接口方便与串行静态LED显示板连接。
单片机介绍
单片机(Microcontrollers)又称微控制器,由中央处理器、存储器、输入输出端口(包括并行I/O、串行I/O、模数转换器)、计时器和计数器等组成,具有完整数字处理功能的大规模集成电路。
微控制器是一种面向控制领域嵌入式应用的集成化计算机芯片,主要用于工业控制、数据处理、信号处理、智能仪器、通信产品及民用消费产品等自动控制产品与器件中。通常也把它简称为MCU或μC,MCU配以适当的外围设备和软件就可构成一个计算机应用系统,所以也称之为单片微型计算机,简称为单片机。
《单片机原理与嵌入式系统设计》是2011年电子工业出版社出版的图书,作者是张齐、朱宁西、毕盛。
基本介绍书名 :单片机原理与嵌入式系统设计 作者 :张齐,朱宁西,毕盛 ISBN :9787121140839 页数 :330 出版社 :电子工业出版社 出版时间 :2011-8-1 装帧 :平装 开本 :16内容简介,目录, 内容简介 本书系统地介绍基于单片机的嵌入式系统的基本原理和套用技术,共10章,主要内容包括单片机与嵌入式系统概述、嵌入式系统基础知识、单片机嵌入式系统的开发环境、80C51系列单片机硬体基础及程式语言、80C51单片机内嵌外设和外部扩展套用、多任务实时作业系统RTX-51及套用实例、教学实验和课程设计等。本书实例丰富,以C51高级语言作为编程教学语言,实用性较强。提供电子课件、大部分程式的原始码和Keil&microVision2 IDE调试配合的Proteus单片机仿真电路。 目录 第1章 单片机与嵌入式系统概述 1.1 现代计算机的技术发展史 1.1.1 始于微型计算机时代的嵌入式套用 1.1.2 现代计算机技术的两大分支 1.1.3 两大分支发展的里程碑事件 1.2 嵌入式系统的定义与特点 1.2.1 嵌入式系统的定义 1.2.2 嵌入式系统组成 1.2.3 嵌入式系统中的有关概念 1.2.4 嵌入式系统的特点 1.2.5 嵌入式系统的种类与发展 1.3 嵌入式处理器 1.3.1 嵌入式处理器简介 1.3.2 嵌入式处理器的分类 1.3.3 几种嵌入式处理器之关系 1.3.4 如何选择嵌入式处理器 1.4 嵌入式作业系统 1.4.1 嵌入式作业系统特点 1.4.2 嵌入式作业系统分类 1.4.3 使用嵌入式作业系统的优缺点 1.5 基于单片机的嵌入式系统 1.5.1 单片机开创了嵌入式系统独立发展道路 1.5.2 单片机的技术发展史 1.5.3 嵌入式系统套用的高低端 1.5.4 单片机嵌入式系统的特点 1.6 单片机的分类和技术指标 1.6.1 单片机的分类 1.6.2 单片机的技术指标 1.7 常用的单片机系列 1.8 单片机嵌入式系统的套用领域 1.9 单片机嵌入式系统的发展趋势 本章小结 习题1 第2章 嵌入式系统基础知识 2.1 数制与编码 2.1.1 进位计数制 2.1.2 进位计数制的相互转换 2.1.3 数码和字元的代码表示 2.2 数字积体电路 2.2.1 常用的逻辑门电路 2.2.2 集电极开路门输出电路 2.2.3 常用组合逻辑电路 2.2.4 常用时序逻辑电路 2.3 存储器电路 2.3.1 存储器概述 2.3.2 存储器有关概念 2.3.3 RAM存储器 2.3.4 ROM存储器 2.3.5 闪速存储器 2.4 电源电路 2.5 时钟与复位电路 2.5.1 时钟电路 2.5.2 复位电路简介 2.5.3 简单复位电路 本章小结 习题2 第3章 单片机嵌入式系统的开发环境 3.1 单片机嵌入式系统的研制步骤和 方法 3.1.1 总体设计 3.1.2 硬体系统 3.1.3 软体系统 3.2 单片机嵌入式系统开发的软硬体 环境 3.2.1 单片机嵌入式系统开发的软硬体 环境构成 3.2.2 单片机嵌入式系统开发工具选择 原则 3.2.3 使用JTAG界面单片机仿真开发 环境 3.2.4 单片机的线上编程 3.3 Keil C51高级语言集成开发环境——Vision2 IDE 3.3.1 &microVision2 IDE主要特性 3.3.2 &microVision2 IDE集成开发环境 3.3.3 &microVision2 IDE的使用 3.3.4 Keil C51中printf库函式 3.4 基于Proteus的单片机系统仿真 3.4.1 Proteus 7 Professional界面介绍 3.4.2 绘制电路原理图 3.4.3 Proteus VSM与Vision2的联调 3.4.4 Proteus VSM中的电源、复位与时钟 本章小结 习题3 第4章 80C51单片机硬体基础知识 4.1 MCS-51系列及80C51系列单片机简介 4.1.1 MCS-51系列和80C51系列单片机 4.1.2 80C51系列单片机的三次技术飞跃 4.1.3 高性能80C51单片机的特点 4.2 80C51系列单片机外引脚功能 4.3 80C51单片机内部结构 4.3.1 中央处理器CPU 4.3.2 存储器组织 4.3.3 并行输入/输出连线埠结构 4.3.4 时钟电路 4.3.5 复位电路 4.4 低功耗运行方式 4.4.1 电源控制暂存器PCON 4.4.2 待机方式 4.4.3 掉电方式 4.5 80C51单片机最小系统 本章小结 习题4 第5章 80C51单片机软体基础知识 5.1 80C51单片机指令系统概述 5.1.1 指令的概念 5.1.2 指令系统说明 5.1.3 80C51指令系统助记符 5.1.4 指令系统中的特殊符号 5.2 80C51单片机定址方式 5.2.1 暂存器定址方式 5.2.2 直接定址方式 5.2.3 暂存器间接定址方式 5.2.4 立即定址方式 5.2.5 变址间接定址方式 5.2.6 相对定址方式 5.2.7 位定址方式 5.3 80C51单片机指令系统 5.3.1 数据传送类指令 5.3.2 算术运算类指令 5.3.3 逻辑运算类指令 5.3.4 控制转移类指令 5.3.5 位操作指令 5.4 80C51汇编语言程式设计 5.4.1 伪指令 5.4.2 汇编语言程式设计举例 5.5 80C51单片机C51程式设计语言 5.5.1 C51的标识符和关键字 5.5.2 C51编译器能识别的数据类型 5.5.3 变数的存储种类和存储器类型 5.5.4 绝对地址的访问 5.5.5 中断服务程式 5.6 C51的运算符和表达式 5.6.1 赋值运算符 5.6.2 算术运算符 5.6.3 关系运算符 5.6.4 逻辑运算符 5.6.5 位运算符 5.6.6 复合运算符 5.6.7 指针和地址运算符 5.7 C51的库函式 5.7.1 本征库函式和非本征库函式 5.7.2 几类重要的库函式 5.8 C51的套用技巧 本章小结 习题5 第6章 80C51单片机内嵌外设及套用 6.1 中断系统和外中断 6.1.1 中断技术概述 6.1.2 80C51单片机中断系统 6.1.3 C51中断服务函式 6.1.4 外部中断的套用实例 6.2 定时器/计数器 6.2.1 定时器/计数器0、1的结构及工作原理 6.2.2 定时器/计数器0、1的四种工作方式 6.2.3 定时器/计数器对输入信号的要求 6.2.4 定时器/计数器0、1的编程和套用实例 6.2.5 定时器/计数器2 6.3 串列通信 6.3.1 串列通信基础知识 6.3.2 80C51串列接口 6.3.3 套用实例 本章小结 习题6 第7章 单片机外部扩展资源及套用 7.1 单片机外部扩展资源和扩展编址技术概述 7.1.1 单片机外部扩展资源分类 7.1.2 单片机系统扩展结构与编址技术 7.1.3 单片机系统存储器扩展方法 7.2 并行I/O口扩展 7.2.1 8255可程式并行I/O接口晶片 7.2.2 用74HC系列晶片扩展I/O接口 7.3 大容量闪速存储器Flash的扩展 7.3.1 Super Flash 39SF040简介 7.3.2 89C52单片机和39SF040接口方法 7.4 单片机系统中的键盘接口技术 7.4.1 键盘工作原理及消抖 7.4.2 独立式键盘与工作原理 7.4.3 行列式键盘与工作原理 7.4.4 键盘扫描的控制程式 7.5 单片机系统中的LED数码显示器 7.5.1 LED显示器的结构与原理 7.5.2 LED静态显示接口 7.5.3 LED动态扫描显示接口 7.6 单片机系统中的LCD液晶显示器 7.6.1 字元型液晶显示模组的组成和基本特点 7.6.2 LCD1602模组接口引脚功能 7.6.3 LCD1602模组的操作命令 7.6.4 LCD1602与89C52单片机接口与编程 7.6.5 点阵式图形LCD显示器的 组成和基本特点 7.7 日历时钟接口晶片及套用 7.7.1 并行接口日历时钟晶片DS12887 7.7.2 串列接口日历时钟晶片DS1302 7.8 单片机数据采集系统 7.8.1 并行A/D转换器ADC0809 7.8.2 串列A/D转换器TLC2543 7.9 I2C汇流排接口电路E2PROM及套用 7.9.1 串列E2PROM电路CAT24WCXX概述 7.9.2 串列E2PROM晶片的操作 7.9.3 串列E2PROM晶片与89C52的接口与编程 7.10 RS-232C和RS-485/422通信接口 7.10.1 RS-232C接口的物理结构、电气特性、信号内容 7.10.2 RS-485/422接口 本章小结 习题7 第8章 单片机嵌入式系统设计实例 8.1 设计要求 8.2 总体方案 8.3 硬体电路设计 8.4 软体设计 8.4.1 主程式模组 8.4.2 每到一层的状态控制 8.4.3 内部按键扫描 8.4.4 外部按键扫描 8.5 仿真测试 8.5.1 测试正常功能 8.5.2 测试异常功能 本章小结 第9章 多任务实时作业系统RTX-51 9.1 RTX-51实时多任务作业系统简介 9.1.1 单任务程式与多任务程式的比较 9.1.2 使用RTX-51 TINY的软硬体要求 9.1.3 使用RTX-51 TINY的注意事项 9.2 RTX-51 TINY的任务管理 9.2.1 定时器滴答中断 9.2.2 任务 9.2.3 任务状态 9.2.4 事件 9.2.5 任务调度 9.2.6 任务切换 9.3 如何使用RTX-51 TINY 9.3.1 编写程式 9.3.2 编译和连线 9.3.3 调试 9.3.4 实例1——os_wait函式的使用 9.4 RTX-51 TINY提供的系统函式 9.5 RTX-51 TINY的配置 9.5.1 配置 9.5.2 库档案 9.5.3 最佳化 9.6 基于Proteus的RTX-51套用实例——交通信号灯控制器 9.6.1 交通信号灯控制器设计要求 9.6.2 总体方案 9.6.3 硬体电路 9.6.4 软体设计 9.6.5 功能使用说明 9.6.6 程式运行与测试 本章小结 习题9 第10章 教学实验和课程设计 实验1 单片机I/O口——流水灯 实验2 单片机I/O口——汽车灯光控制器 实验3 外部中断 实验4 定时器 实验5 计数器 实验6 单片机和PC通信 实验7 外部数据存储器的扩展 实验8 键盘与显示 实验9 串列日历时钟与字元LCD显示器 实验10 串列接口A/D转换器 实验11 RTX-51 TINY计算机自动打铃器 附录A 指令速查表 参考文献
你在protues仿真论坛上面先找找 说不定有现成的例子
注意 里面的ADC0809不能用 要找ADC0808代替 才能仿真~
6264的接法 你参看 谢子美的《电子线路综合设计》P201 图5.1.9 片外RAM62256的接法
应该差不多了吧 自己动手试试看的
单片机课程设计题目汇总
单片机课程设计题目汇总
1. 单片机控制的智能抢答器设计
2、 LED 点阵显示课程设计
3.基于 AT89C52 单片机门禁系统设计
4.用单片机设计全自动洗衣机的控制系统
基于单片机的楼宇对讲系统单片机控制的 LCD 应用
7. 秒表、电子钟计时器设计论文
8. 简易数字电压表的设计
9.基于单片机的数字温度计课程设计10.数字电压表设计11.IC 智能水表控制12.水箱单片机控制系统13.红外遥控电子密码锁14.八位抢答器设计
15.篮球比赛计时记分器
16.多位数据采集与显示系统17.LED 点阵显示控制18.红外遥控电风扇的控制19. 超声波测距仪20.水流量显示表
21.交通灯控制系统设计22.多功能秒表设计23.万年历设计
24,简易数字电压表的设计25.智能温度检测仪设计26.水塔水位自动控制设计27.八位循环灯设计28.出租车计价器29.液晶显示设计30.红外遥控器设计
31.简易波形发生器设计32.步进电机的控制33.串口通信设计
34、电热锅炉温度控制35. 智能电子钟的设计36,自动化纯水系统设计37.液位控制器
38. 基于 SMS/GPRS 网络的远程监控系统的设计39、单片机端口地址对液晶显示器控制
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选用具有低功耗特性的单片机可以大大降低系统功耗。可以从供电电压、单片机内部结构设计、系统时钟设计和低功耗模式等几方面考察一款单片机的低功耗特性。
1.1 选用尽量简单的CPU内核
在选择CPU内核时切忌一味追求性能。8位机够用,就没有必要选用16位机,选择的原则应该是“够用就好”。现在单片机的运行速度越来越快,但性能的提升往往带来功耗的增加。一个复杂的CPU集成度高、功能强,但片内晶体管多,总漏电流大,即使进入STOP状态,漏电流也变得不可忽视;而简单的CPU内核不仅功耗低,成本也低。
题目:基于单片机的温度数据采集系统设计
一.设计要求
1.被测量温度范围:0~500℃,温度分辨率为0.5℃。
2.被测温度点:4个,每2秒测量一次。
3.显示器要求:通道号1位,温度4位(精度到小数点后一位)。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4.键盘要求:
(1)定点显示设定;(2)轮流显示设定;(3)其他功能键。
二.设计内容
1.单片机及电源管理模块设计。
单片机可选用AT89S51及其兼容系列,电源管理模块要实
现高精密稳压输出,为单片机及A/D转换器供电。
2.传感器及放大器设计。
传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶(分度号K),放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。
3.多路转换开关及A/D转换器设计。
多路开关可以选用CD4052,A/D可选用MC14433等。
4.显示器设计。
可以选用LED显示或LCD显示。
5.键盘电路设计。
实现定点显示按键;轮流显示按键;其他功能键。
6.系统软件设计。
系统初始化模块,键盘扫描模块,显示模块,数据采集模块,标度变换模块等。
引言:
在生产和日常生活中,温度的测量及控制十分重要,实时温度检测系统在各个方面应用十分广泛。消防电气的非破坏性温度检测,大型电力、通讯设备过热故障预知检测,各类机械组件的过热预警,医疗相关设备的温度测试等等都离不开温度数据采集控制系统。
随着科学技术的发展,电子学技术也随之迅猛发展,同时带动了大批相关产业的发展,其应用范围也越来越广泛。近年来单片机发展也同样十分迅速,单片机已经渗透到工业、农业、国防等各个领域,单片机以其体积小,可靠性高,造价低,开发周期短的特点被广泛推广与应用。传统的温度采集不仅耗时而且精度低,远不能满足各行业对温度数据高精度,高可靠性的要求。温度的控制及测量对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到重要作用。在单片机温度测量系统中关键是测量温度,控制温度和保持温度。温度测量是工业对象的主要被控参数之一。本此题目的总体功能就是利用单片机和热敏原件实现温度的采集与读数,利用五位LED显示温度读数和所选通道号,实现热电转化,实现温度的精确测量。本设计是以Atmel公司的AT89S51单片机为控制核心,通过MC14433模数转换对所测的温度进行数字量变化,且通过数码管进行相应的温度显示。采用微机进行温度检测,数字显示,信息存储及实时控制,对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要作用。
目录:
一、系统总体功能及技术指标的描述........................................ 5
二、各模块电路原理描述............................................................. 5
2.1单片机及电源模块设计...................................................... 5
2.2、AT89S51引脚说明.......................................................... 7
2.3、数据采集模块设计........................................................ 11
2.4、多路开关......................................................................... 12
2.5、放大器............................................................................. 15
2.6、A/D转换器..................................................................... 16
2.7、显示器设计..................................................................... 21
2.8、键盘电路设计................................................................. 22
2.9、电路总体设计图........................................................... 22
三、软件流程图 ...................................................................... 24
四、程序清单.............................................................................. 25
五、设计总结及体会.................................................................... 31
六、参考资料................................................................................ 32
一、系统总体功能及技术指标的描述
1. 系统的总体功能:
温度数据采集系统,实现温度的采集与读书,利用五位LED显示温度读数和所选通道号,实现热电转化的原理过程。
被测量温度范围:0~500℃,温度分辨率为0.5℃。被测温度点4个,每2秒测量一次。显示器要求:通道号1位,温度4位(精度到小数点后一位)。显示方式为定点显示和轮流显示,可以通过按键改变显示方式。
2. 技术指标要求:
1.被测量温度范围:0~500℃,温度分辨率为0.5℃。
2.被测温度点:4个,每2秒测量一次。
3.显示器要求:通道号1位,温度4位(精度到小数点后一位)。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4.键盘要求:
(1)定点显示设定;(2)轮流显示设定;(3)其他功能键。
二、各模块电路原理描述
2.1单片机及电源模块设计
如图所示为AT89S51芯片的引脚图。兼容标准MCS-51指令系统的AT89S51单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机,片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。
AT89S51单片机片内的Flash可允许在线重新编程,也可用通用非易失性存储编程器编程;片内数据存储器内含128字节的RAM;有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口具有两个16位可编程定时器;中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构;震荡器频率0到33MHZ,因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的;具有片内看门狗定时器;具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。
图5.1-1 AT89S51引脚图
上图就是PDIP封装的引脚排列,下面介绍各引脚的功能。
2.2、AT89S51引脚说明
P0口:8位、开漏级、双向I/O口。P0口可作为通用I/O口,但须外接上拉电阻;作为输出口,每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。作为输入时,首先应将引脚置1。P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。在该模式下,P0口含有内部上拉电阻。在FLASH编程时,P0口接收代码字节数据;在编程效验时,P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。
P1口:8位、双向I/0口,内部含有上拉电阻。P1口可作普通I/O口。输出缓冲器可驱动四个TTL负载;用作输入时,先将引脚置1,由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1口的引脚可由外部负载拉到低电平,通过上拉电阻提供电流。在FLASH并行编程和校验时,P1口可输入低字节地址。在串行编程和效验时,P1.5/MO-SI,P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。
P2口:具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P2口用做输出口时,可驱动4各TTL负载;用做输入口时,先将引脚置1,由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平,则通过内部上拉电阻向外部输出电流。CPU访问外部16位地址的存储器时,P2口提供高8位地址。当CPU用8位地址寻址外部存储时,P2口为P2特殊功能寄存器的内容。在FLASH并行编程和校验时,P2口可输入高字节地址和某些控制信号。
P3口:具有内部上拉电阻的8位双向口。P3口用做输出口时,输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流;用做输入口时,首先将引脚置1,由内部上拉电阻抬位高电平。若外部的负载是低电平,则通过内部上拉电阻向输出电流。在与FLASH并行编程和校验时,P3口可输入某些控制信号。P3口除了通用I/O口功能外,还有替代功能,如表5.3-1所示。
表5.3-1 P3口的替代功能
引脚
符号
说明
P3.0
RXD
串行口输入
P3.1
TXD
串行口输出
P3.2
/INT0
外部中断0
P3.3
/INT1
外部中断1
P3.4
T0
T0定时器的外部的计数输入
P3.5
T1
T1定时器的外部的计数输入
P3.6
/WR
外部数据存储器的写选通
P3.7
/RD
外部数据存储器的读选通
RST:复位端。当振荡器工作时,此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。
ALE/ :当访问外部存储器时,ALE(允许地址锁存)是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲。在Flash 编程期间,此引脚也可用于输入编程脉冲()。在正常操作情况下,ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲,它是用作对外输出的时钟,需要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如果希望禁止ALE操作,可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。该位置的“1”后。ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活,否则ALE引脚将被略微拉高。若微控制器在外部执行方式,ALE禁止位无效。
:外部程序存储器读选取通信号。当AT89S51在读取外部程序时, 每个机器周期 将PSEN激活两次。在此期间内,每当访问外部数据存储器时,将跳过两个信号。
/Vpp:访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令,必须接地,然而要注意的是,若对加密位1进行编程,则在复位时,的状态在内部被锁存。
执行内部程序应接VCC。不当选择12V编程电源时,在Flash编程期间,这个引脚可接12V编程电压。
XTAL1:振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器输出端[9]。
电源模块设计
在影响单片机系统可靠性的诸多因素中,电源干扰可谓首屈一指,据统计,计算机应用系统的运行故障有90%以上是由电源噪声引起的。为了提高系统供电可靠性,交流供电应采用交流稳压器,防止电源的过压和欠压,直流电源抗干扰措施有采用高质量集成稳压电路单独供电,采用直流开关电源,采用DC-DC变换器。本次设计决定采用MAXim公司的高电压低功耗线性变换器MAX 1616作为电压变换,采用该器件将输入的24V电压变换为5V电压,给外围5V的器件供电。MAX1616具有如下特点:
1.4~28V电压输入范围。
2.最大80uA的静态工作电流。
3.3V/5V电压可选输出。
4.30mA输出电流。
5.2%的电压输出精度。
电源管理模块电路图如下:
本电路采用该器件将输入的24V电压变成5V电压,给外围5V的器件供电,其中二极管D1是保护二极管,防止输入电压接反可能带来的对电路的影响和破坏。
比如说我要做一个单片机密码锁,要求:
1. 有4位数码管显示
2. 控制一个继电器
3. 控制一个蜂鸣器
4. 控制五个LED灯
5. 两个按键输入
2 芯片选型
根据你的需求来确定所选芯片型号。如第一部分的功能需求,这5个需求都只需要用到单片机的IO口,没有用到片上资源,所以只要IO口够用就可以了。
1. 4位数码管:为了方便大家学习,这里选用74HC595来驱动,该芯片与单片机相连只需要3个IO口
2. 控制一个继电器这个地方主要考虑线圈电压,单片机是5V供电,所以选用5V的继电器,占用1个IO口
3. 控制蜂鸣器:选用有源蜂鸣器,即只要给电蜂鸣器就发声,占用1个IO口
4. 控制5个LED灯:采用灌电流的方式,占用5个IO口
5. 两个按键输入:采用上拉电阻,按下低电平实现,占用2个IO口
总共用了3+1+1+5+2=12个IO口为了方便初学者,那我们就选用STC的51单片机来完成这个设计吧,所选型号为STC89C51,封装形式为DIP40,相信大家在大学里学单片机的时候老师都是用这一款教的吧。
3 硬件原理设计
芯片选型完毕之后,又有了设计思路,那就赶快把电路图画出来吧。画电路图用什么软件呢?这样的EDA工具很多,像Protel99se、DXP、Altium Designer 等,这些都是软件都是一家出的,还有Cadence、PowerPcb等。本人用的是AD09。原理图设计的内容是什么呢?设计的内容包括单片机的最小系统、还有扩展出来的功能。
4 硬件PCB设计
当原理图画完,并且检查没有错误后,就开始画PCB吧,什么是PCB?PCB就是电路板,什么是电路板,就像下图这样的:
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这是焊接之前的电路板,PCB文件设计好后,发给厂家去打样制版,做回来的就是这样的电路板。上图中的电路板用的都是直插元件。什么是直插元件,什么是贴片元件?这就设计到元器件的封装问题了。
如果大家感兴趣,我明后天把画pcb板的过程推送给大家。
5 样板焊接
什么是样板焊接?就是把电子元器件焊接在pcb板上。如果封装简单、样板数量少那完全可以自己动手焊接了,顺便也锻炼一下自己的焊接水平,对于一个搞电的人而言,一般都是从焊电路板过来的。如果搞电但不会焊接,别人会笑话你的。
6 调试程序
程序该怎么写?用什么工具写?不同的单片机有不同的编程环境,比如PIC单片机使用MPLAB编程环境,MSP430单片机使用IAR Embedded Workbench编程环境,DSP使用CCS编程环境。这里重点介绍的编程环境是Keil,Keil是目前所有编程环境中最好用的,也是支持芯片最多的,可以说Keil是目前最主流的编程环境,本人使用的是Keil的编程环境,Keil的C51版本和MDK版本都在用。
7 程序烧录
程序烧录的意思就是把写好的程序下载到单片机里,这样单片机才会按照用户编写的程序来执行命名、实现功能。程序要怎么样才能烧写到单片机中去呢?每种单片机都有各自的程序烧录接口。
2、单片机是将中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器定时器芯片和一些输入、输出接口电路集成在一个芯片上的微控制器。
3、同微型计算机系统一样,单片机应用系统也是由硬件和软件组成的,硬件是应用系统的基础,软件则在硬件的基础上对其资源进行合理调配,从而完成应用系统所要求的任务,是功能的体现者,二者相互依赖,缺一不可。
4、单片机系统的开发过程一般包括系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统总体调试四个阶段。这几个设计阶段并不是相互独立的,它们之间相辅相成、联系紧密,在设计过程中应综合考虑、相互协调、各阶段交叉进行。