河南理工大学毕业设计（论文）说明书
单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起，二者相辅相承，它是单片机技术上的一个突破，这也是MCS-51单片机在设计的精美之处。
3.2 最小应用系统设计
80C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图3-1 80C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点：
(1) 有可供用户使用的大量I/O口线。 (2) 内部存储器容量有限。 (3) 应用系统开发具有特殊性。
图3-1 80C51单片机最小系统
3.2.1 时钟电路
80C51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。80C51单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。
本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式，即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2MHZ到12MHZ之间选择。电容值无严格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度 有少许影响，CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值，但在60pF到70pF时振荡器有较高的频率稳定性。所以本设计中，振荡晶体选择6MHZ,电容选择65pF。时钟电路如图3-2。
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图3-2 80C51时钟电路
在设计印刷电路板时，晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。为了提高温度稳定性，应采用NPO电容。
3.2.2 复位电路
80C51的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。时钟频率用6MHZ时C取22uF,R取1KΩ。
除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的。按键手动复位电路见图3-3。时钟频率选用6MHZ时，C取22uF,R2取200Ω，R1取1KΩ。
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图3-3 80C51复位电路
在这种简单的复位电路中，干扰容易串入复位端，在大多数情况下不会造成单片机错误复位，但会引起内部某些寄存器错误复位。这时可在复位引脚上接一个去耦电容。如果干扰严重，或整个系统干扰严重，引起单片机复位，可采用屏蔽的办法解决，如加屏蔽网或移动位置等。
在实际应用中，为了保证复位电路可靠地工作，常将RC电路接施密特电路后接入单片机复位端，特别适合于应用系统现场干扰大，电压波动大的工作环境，如图3-4所示的抗干扰复位电路。
图3-4 抗干扰复位电路
3.3 总线驱动芯片
MAX481、MAX483、MAX485、MAX487-MAX491以及MAX1487是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器，每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。MAX483、MAX487、MAX488以及MAX489具有限摆率驱动器，可以减小EMI，并降低由不恰当的终端匹配电
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缆引起的反射，实现最高250kbps 的无差错数据传输。MAX481、MAX485、MAX490、MAX491、MAX1487的驱动器摆率不受限制，可以实现最高2.5Mbps的传输速率。这些收发器在驱动器禁用的空载或满载状态下，吸取的电源电流在120(A 至500(A 之间。另外，MAX481、MAX483与MAX487具有低电流关断模式， 仅消耗0.1μA。所有器件都工作在5V单电源下。
驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态，防止过度的功率损耗。接收器输入具有失效保护特性，当输入开路时，可以确保逻辑高电平输出。
MAX487与MAX1487具有四分之一单位负载的接收器输入阻抗， 使得总线上最多可以有1 2 8 个MAX487/MAX1487收发器。使用MAX488-MAX491可以实现全双工通信，而MAX481、MAX483、MAX485、MAX487与MAX1487则为半双工应用设计。MAX481/MAX483/MAX485/MAX487-MAX491以及MAX1487是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器。MAX481、MAX485、MAX490、MAX491以及MAX1487能够以最高2.5Mbps 的数据速率发送并接收数据；而MAX483、MAX487、MAX488以及MAX489则用于最高250kbps的数据速率。MAX488-MAX491是全双工收发器，MAX481、MAX483、MAX485、MAX487以及MAX1487是半双工收发器。另外，MAX481、MAX483、MAX485、MAX487、MAX489、MAX491以及MAX1487中包含驱动器使能(DE)与接收器使能(RE)控制引脚，被禁用时，驱动器或接收器输出为高阻态。
与标准RS-485 驱动器( 最多32 个收发器) 的单位负载( 12kΩ输入阻抗) 相比，MAX487与MAX1487具有48kΩ输入电阻，1/4单位负载的接收器输入阻抗，在一条总线上允许最多挂接128个收发器。MAX487/MAX1487与其他RS-485收发器的任意组合可以允许32个收发器或更少的收发器连接在同一条总线上。MAX481/MAX483/MAX485与MAX488-MAX491具有标准的12kΩ接收器输入阻抗。
常用的RS－485总线驱动芯片有MAX485、MAX3080、MAX3088、SN75176，MAX485、MAX3080、MAX3088芯片都有一个发送器和一个接收器，非常适合作为RS－485总线驱动芯片，其中MAX3080、MAX3088可以在一条通讯线上连接256只，MAX3088达到10Mbps的通讯速率，下面以MAX485为例介绍其逻辑表。
MAX485及其逻辑如图3-5所示。
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图3-5 MAX485芯片
RS－485方式构成的多机通信原理在由单片机构成的多机串行通信系统中，一般采用主从式结构：从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。并且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机，各台从机之间不能相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。采用RS－485构成的多机通信原理框图，如图3-6所示。
图3-6 MAX485典型半双工RS-485网络
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