51单片机在系统编程 多功能实验板使用指南与实验指导
李群芳编
2005年元月
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前 言
单片机是嵌入式系统的控制核心之一，要掌握嵌入式系统的开发技术，须做硬件实验，根据硬件学习编程方法。
目前大多数学校的单片机实验多采用教学设备厂生产的实验台，这些实验台价格昂贵（2000元左右），同时追求大而全，难于满足学生学习由易到难的循序渐进的要求，而学校的单片机教学学时少，很多实验做不了，又不能充分发挥实验台效益，为了让学生学得好、买得起、同时能随时在寝室里作硬件实验，掌握嵌入式系统的开发方法，我们设计了这块可在线编程单片机多功能实验板。
可在线编程单片机多功能实验板（以下简称实验板）核心为89S51/52单片机，该单片机和8051/52、89C51/52，完全兼容，只不过它可以在线编程，并且可以反复地擦除和编程。
多功能实验板结合了单片机在线编程（烧写）功能及程序运行功能，电路充分利用单片机的资源，设计巧妙、布局合理、价格低廉、使用方便、可再开发。使得用户一板在手便拥有了编程器和实验板两套设备。实验是学习单片机软、硬件设计之必需手段，编程器也是日后单片机应用系统开发的必备工具，因此它具有近期和远期效益。用户可通过带锁按压开关方便地选择系统工作状态—在线编程状态和程序运行状态，省去了仿真步骤，直接观察运行结果，从而免去了单片机开发中必须的昂贵的硬件仿真器和专用编程器的开销。只要阁下有一台电脑，在家里或寝室里就可以进行单片机的硬件实验和应用开发。
多功能实验板充分利用单片机的内部资源，能开出如下单元实验： 1、并行口的输入、输出实验，数码管的显示与控制 2、中断实验
3、定时/计数器的应用设计
4、串行通信实验（单片机和单片机、单片机和PC机的通信） 5、串行EEPROM（I2C接口） 6、串行D/A转换(SPI接口) 7、串行A/D转换(SPI接口)
如果综合利用上述资源用户可以设计诸如多功能数字钟、波形发生器、数字电压表、音乐盒等应用系统，学生可作为课程设计、毕业设计的硬件平台，为了用户的灵活开发，实验板还预留了扩展板，可加焊少量器件。用户也可以通过此电路板组建一些较简单的系统，掌握嵌入式系统设计的初步技巧。
本多功能实验板的学习参考书为《单片微型计算机与接口技术》李群芳 黄建编 电子工业出版社出版
编者于华中科技大学
2004年10月
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目 录
第一章 单片机可在线编程多功能实验板电路结构与元器件分布――――1 1．1 单片机可在线编程多功能实验板的结构框图――――――――――1 1．2 单片机可在线编程多功能实验板的元件分布如图二所示－――――1 1．3 多功能实验板的电路图―――――――――――――――――――2 第二章 实验板面的跳线、开关、按钮功能―――――――――――――3 第三章 多功能实验板涉及到的软件介绍――――――――――――――4 3．1 综合测试程序的使用―――――――――――――――――――－4 3．2 运用在线编程软件Microcontroller ISP Software实现在线编程―――5 3．3 单片机仿真调试集成软件包Wave的使用―――――――――――7 3．3．1、软件的安装和设置―――――――――――――――――――8 3．3．2、编辑和编译程序――――――――――――――――――――10 3．3．3．仿真调试程序―――――――――――――――――――――12 第四章 实验指导――――――――――――――――――――――――13 4．1 实验一 程序设计―――――――――――――――――――――13 4．2 实验二 并行接口―――――――――――――――――――――14 4．3 实验三 中断实验―――――――――――――――――――― 16 4．4 实验四 定时/计数器 ―――――――――――――――――――18 4．5 实验五 串行通信实验――――――――――――――――――21 4．6 实验六 串行EEPROM实验（选做）――――――――――――24 4．7 实验七 串行D/A实验（选做）――――――――――――――25 4．8 实验八 串行A/D实验（选做）―――――――――――――――26 第五章 系统设计选题（课程设计）―――――――――――――――--30
实践出真知 真知出创新 创新出一流 愿同学们成为一流的学生，一流的人材
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第一章 单片机在线编程多功能实验板介绍
1．1 单片机在线编程多功能实验板的结构框图
单片机可在线编程多功能实验板的结构框图如图1所示。
RS232接口PC机COM1COM2口或其他单片机中断脉冲产生电路扬声器计数脉冲产生电路PC机并行口数码显示串行EEPPROM拨动开关控制核心串行A/D串行D/A用户扩展板在线编程单元（ISP）图1 ISP单片机综合实验板方框图 89S51/52
1．2 单片机在线编程多功能实验板的面板
单片机在线编程多功能实验板的面板如图2所示。
连P1.0,可接扬声器9针D型插头，接PC机COM1口或COM2口，用于和PC机串行通信。和地相连MAX232电源插口开关K0～K7J1短接块＋－电源接线柱74LS04LED4LED5J41J2短2短接接3块块A/DA/DON1 2 3 4 5 6 7 874LS57374LS00串行EEPROM24C042KΩ×8(排阻）－黒＋红8位串行A/DAT89S52单片机TLCJ4短接块549模拟电压输入10位串行D/A12M晶振J7短接块复位按钮按压开关W1TLCJ65615模拟电压J8短接块输出按压开关W2模拟电压调节电位器+RST扬声器地GND74LS244＋5V4.7KΩ×8(排阻）ISP/EXEC编程/执行VCCINT0J51短接2块3T0产生脉冲电源指示25针D型插头，接PC机并行口，用于ISP编程图2 ISP单片机综合实验板面板图
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1．3 多功能实验板的电路图
单片机可在线编程多功能实验板的电路原理如图3所示.
+5VISP/EXEC10μF运行W133PFRST10KΩ编程89S51/5289C51/52VccEAP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6+5VD0D1D2D3D4D5D6GQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6OE74LS573RSTgaga1111XTAL1XTAL2P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5AD1ISP编程电路串行EEPROM5.1KΩ×2GNDLEDJ3ADLEDJ2I/O CLKVCCREF+INREF-GND3KΩJ7P3.3P3.5P3.41R1INT1OUT2345V+C3VccC4V-C5C1=C2=C3=C4=C5=1μFMAX232+5V PC机COM1或COM2口 或另外的单片机6789678912345DINSCLKCSAGND2KΩ+5VTLC5615REFOUTA0A1A2VSSVCCSCLSDA+5VP1.6P1.7J1DATA OUTP2.7J4CSWP24C04+5VK0～K7J1TLC549串行8位A/DR1OUTT1INC1+2KΩ×88P0130PF×274LS04P3.0P3.1C2串行10位D/AJ8+5V1KΩW2C1-C2+C2-GND74LS00中断&J5&INT0(P3.2)C11KΩT0计数T0(P3.4)图3 综合实验板实验部分电路图注：1.晶振频率为12MHz,各I/O口线的安排如下：P0开关输入P2段选P1.0~P1.5数码管位选P3.2INT0中断P3.4T0计数脉冲P3.0P3.1UART串行口P1.6P1.7串行IICEEPROMP3.3P3.4P3.5SPI串行D/A（改变跳线）（改变跳线）P1.4P1.5P2.7SPI串行A/D2. 图中 为短接块，改变短接块位置可改变相应I/O口线的安排。3.图中 为带锁按压开关，按下或弹起分别接通不同的点。4.89C51/52不能在线编程，需另用专用编程器编程，但实验内容不变。
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