AT89S51(52)单片机最小系统设计

51单片机最小系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制作训练 单片机最小系统电路板硬件设计 单片机最小系统电路板可选用AT89C51、AT89C52等DIP-40封装的单片机作为MCU。系统包括时钟电路，复位电路，扩展了片外数据存储器和地址锁存器。系统还设置了8个并行键盘S1～S4，S6～S9，6个共阳极LED数码管LED1～LED6。系统无需扩展程序存储器，用户可根据系统程序大小选择片内带不同容量闪存的单片机，例如PHILIPS半导体公司推出的P89C66X Flash单片机，其片内Flash ROM容量最大可达64KB。系统还提供基于8279的通用键盘显示电路、液晶显示模块、A/D及D/A转换等众多外围器件和设备接口。单片机最小系统原理框图如图4.1.1所示。最小系统电路原理图如图4.1.2所示。LED数码管和并行键盘电路原理图如图4.1.3所示。 图4.1.1单片机最小系统原理框图 图4.1.2 单片机最小系统电原理图 图4.1.3 LED数码管和并行键盘电路原理图 单片机时钟信电路原理图如图4.1.4所示。在引脚XTAL1和XTAL2跨接晶振Y1和微调电容C5,C6就构成了内部振荡方式，由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。其中Y1是可插拔更换的，默认值是12MHz。 图4.1.4 时钟源 系统板采用上电自动复位和按键手动复位方式。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。手动复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。其电路原理图如图4.1.5所示。上电自动复位通过外部复位电容C4充电来实现。按键手动复位是通过复位端经电阻和Vcc接通而实现的。二极管用来防止反相放电。 图4.1.5 复位电路原理图 系统板扩展了一片32K的数据存储器62256，如图4.1.6所示。数据线D0～D7直接与单片机的数据地址复用口P0相连，地址的低8位A0～A7则由U15锁存器74LS373获得，地址的高7位则直接与单片机的P2.0～P2.6相连。片选信号则由地址线A15（P2.7引脚）获得，低电平有效。这样数据存储器占用了系统从0X0000H～0X7FFFH的XDATA空间。  图4.1.6数据存储器的扩展 系统板设置了8个并行键盘S1～S4,S6～S9，6个共阳极LED数码管LED1～LED6。其电路原理图如图4.1.2所示。可以看出为了节省单片机的I/O口，在此采用了两片74LS373锁存器U15和U16扩展了8个I/O口。U15用来锁存P0口送出的地址信号，它的片选信号 接地， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示一直有效，其控制端C接ALE信号。U16的输出端通过限流电阻R8～R15与数码管的段码数据线和并行键盘相连，用来送出LED数码管的段码数据信号和并行键盘的扫描信号，它的片选信号 接地，表示一直有效，其数据锁存允许信号C由CS0～CS6和WR信号经一个或非门74LS02得到（其中CS0～CS5控制LED数码管，CS6控制键盘），这样只有当CS0～CS6中的某一个和WR同时有效且由低电平跳变到高电平时，输入的数据D0～D7即被输出到输出端Q0～Q7。U17为3－8译码器74LS138，通过它将高位地址A15～A12译成8个片选信号CS0～CS7。它的G2,G3端接地，G1接A15，所以A15应始终为高电平，这样CS0～CS7的地址就分别为8000H，9000H，0A000H，0B000H，0C000H，0D000H，0E000H，0F000H。CS0～CS5和WR信号经过一个或非门控制三极管9012的导通，从而控制LED数码管的导通，并且三极管9012用来增强信号的驱动能力。 主要器件如表4.1.1所示： 表4.1.1单片机最小系统主要器件 标号 型号 功能说明 U7 DIP-40 CPU主器件 U15,U16 74LS373 数据，地址锁存器 U17 74LS138 138译码器 U18 62265 32K RAM U3A,U3B,U3C,U3D,U4C,U4D 74LS02 TTL或非门 U5A,U5B,U5C,U5D 74LS00 TTL与非门 LED2,LED3 7SEG-3 3位8段共阳极数码管 Q1～Q6 9012 三极管 D1～D16 IN4148 开关二极管 Y1 12MHz石英晶振 单片机时钟晶振       主要应用接口如表4.1.2所示： 表4.1.2单片机最小系统主要应用接口 标号 功能说明 连接目标 U1 输入电源插座 主电源 J2 8279的通用键盘显示电路接口 8279芯片 J4 MDLS字符型液晶显示器接口 MDLS字符型液晶显示模块 J5 LMA97S005AD点阵液晶显示器接口 LMA97S005AD点阵型液晶显示模块       单片机最小系统电路板测试程序设计 编写测试程序，一是可对最小系统电路板各资源进行测试，二是为用户提供了使用LED显示及访问键盘等各种资源的子程序。 1. 键盘扫描及数码管显示的汇编语言程序 键盘扫描及数码管显示的汇编语言程序如下： ;************************* ********************************** ;键盘及数码管显示程序，功能为按下一键，则对应键的数码管亮并显示该键代表的数字 ;编写：cgq ;最后修改日期：2003/11/16 ;************************************************************ org 0000h                ajmp main org 0100h main: mov sp,#30h mov r3,#0 mov r4,#0 kon:  lcall ks1            ;调用读键盘程序 cjne a,#0ffh,show1        ;有键按下 lcall dir                ;调用显示子程序 ajmp kon show1:lcall dir            ;去抖动 lcall dir lcall ks1    cjne a,#0ffh,show2        ;键有效 ajmp kon show2:cjne a,#0feh,l1      ;以下为判别键值程序 mov r4,#0                  ;第一个键赋其代码0 ajmp lkp l1:cjne a,#0fdh,l2 mov r4,#1 ajmp lkp l2: cjne a,#0fbh,l3 mov r4,#2 ajmp lkp l3:cjne a,#0f7h,l4 mov r4,#3 ajmp lkp l4:cjne a,#0efh,l5 mov r4,#4 ajmp lkp l5:cjne a,#0dfh,lkp mov r4,#5 ajmp lkp lkp:lcall dir ljmp kon                  ;返回 dir:  mov dptr,#table      ;显示子程序 mov a,r4 movc a,@a+dptr            ;取7段码 mov r3,a mov a,r4 led1:cjne a,#0,led2      ;根据键值选择数码管1 mov dptr,#8000h ajmp ss led2:cjne a,#1,led3      ;根据键值选择数码管2 mov dptr,#9000h ajmp ss led3:cjne a,#2,led4      ;根据键值选择数码管3 mov dptr,#0a000h ajmp ss led4: cjne a,#3,led5      ;根据键值选择数码管4 mov dptr,#0b000h ajmp ss led5:cjne a,#4,led6    ;根据键值选择数码管5 mov dptr,#0c000h ajmp ss led6:cjne a,#5,ss      ;根据键值选择数码管6 mov dptr,#0d000h ajmp ss ss: mov a,r3 movx @dptr,a lcall delay ret ks1:clr p1.7 mov dptr,#0e000h        ;键盘地址 movx a,@dptr ret delay: mov r6,#10      ;延时子程序 lpp: mov r7,#100 djnz r7,$ djnz r6,lpp ret table: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h db 88h,83h,0c6h,0a1h,86h,8eh,0ffh,0f7h end 2. 键盘扫描及数码管显示的C语言程序 键盘扫描及数码管显示的C语言程序如下： /**************************************************/ /*键盘及数码管程序，每一键代表一个数字，在其数字代表的数码管中显示*/ /*最后修改日期：2003/11/16  */ #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define LED1 XBYTE [0x8000] /*定义各数码管地址*/ #define LED2 XBYTE [0x9000] #define LED3 XBYTE [0xA000] #define LED4 XBYTE [0xB000] #define LED5 XBYTE [0xC000] #define LED6 XBYTE [0xD000] #define KEY XBYTE  [0xE000]/*定义键盘地址*/ void delay(uint v)        /*延时函数*/ { while(v!=0)v--; } uchar keynum=0; sbit P1_7=P1^7;      /*扫描端口*/ /*数字段码表*/ uchar code segtab[18]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,\ 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff,0xf7}; void dir(uchar);        /*声明显示函数*/ void readkey(void)        /*读键盘函数*/ { uchar M_key=0; uchar i; P1_7=0; M_key=KEY;              /*取键盘数据*/ if(M_key!=0xff) { for(i=0;i<20;i++)      /*去抖动*/ dir(keynum); M_key=KEY; if(M_key!=0xff)          /*读键*/ switch(M_key) { case 0xfe:      /*第1个键按下*/ keynum=0; break; case 0xfd:      /*第2个键按下*/ keynum=1; break; case 0xfb:      /*第3个键按下*/ keynum=2; break; case 0xf7:    /*第4个键按下*/ keynum=3;    break; case 0xef:    /*第5个键按下*/  keynum=4; break; case 0xdf:    /*第6个键按下*/ keynum=5; break; }    } } void dir(keynum)          /*显示函数*/ { switch(keynum) { case 0: LED1=segtab[0];delay(100); break; case 1: LED2=segtab[1];delay(100); break; case 2: LED3=segtab[2];delay(100); break; case 3: LED4=segtab[3];delay(100); break; case 4: LED5=segtab[4];delay(100); break; case 5: LED6=segtab[5];delay(100); break; } } void main()            /*主函数*/ { while(1) { dir(keynum);          /*调用显示函数*/ readkey();            /*调用键盘函数*/ } }