武汉理工大学《单片机实习报告书》
目 录
摘 要 ........................................................................................................................... - 2 - Abstract ........................................................................................................................ - 3 - 1.基本原理及电路图 .................................................................................................... - 4 - 2.硬件电路原理与设计................................................................................................. - 5 -
2.1复位电路 ........................................................................................................ - 5 -
2.1.1上电复位 .............................................................................................. - 5 - 2.1.2按键复位 .............................................................................................. - 5 - 2.2振荡电路 ........................................................................................................ - 6 - 2.3数码管显示电路 .............................................................................................. - 7 - 2.4串口通信电路 ................................................................................................. - 9 - 2.5矩阵键盘电路 ................................................................................................- 10 - 2.6 温度检测模块................................................................................................- 12 - 3 软件设计 .................................................................................................................- 13 -
3.1软件介绍 .......................................................................................................- 13 -
3.1.1设计软件Protel..................................................................................- 13 - 3.1.2程序编写软件Keil ..............................................................................- 13 - 3.1.3仿真软件Proteus ................................................................................- 13 - 3.2软件设计原理分析 .........................................................................................- 14 -
3.2.1接收机流程图 ......................................................................................- 14 -
3.2.2 接收机程序流程图 ..............................................................................- 15 -
4.仿真结果与实物运行................................................................................................- 17 -
4.1温度检测和串口仿真结果 ...............................................................................- 17 - 4.2数字移位和串口仿真结果 ...............................................................................- 17 - 4.3温度检测实物运行结果 ..................................................................................- 17 - 4.4 数字移位实物运行结果..................................................................................- 18 - 4.5 串口收发实物运行结果..................................................................................- 18 - 5小结与体会 ..............................................................................................................- 20 - 参考文献.....................................................................................................................- 21 - 附录1：最小系统原理图 .............................................................................................- 22 - 附录2：C语言源程序 .................................................................................................- 23 - 附录3：元件清单 .......................................................................................................- 30 - 附录4：实物照片 .......................................................................................................- 30 - 附录5：实习日记 .......................................................................................................- 31 -
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武汉理工大学《单片机实习报告书》
摘 要
单片机最小系统，无论对单片机初学人员还是开发人员都具有十分重要的意义，可以利用最小系统进行编程实现工业控制。单片机最小系统电路板在单片机开发市场和大学生电子设计方面十分流行。本次课程设计包括STC89S52单片机最小系统?包括复位和时钟电路及供电系统、4×4矩阵键盘、独立6个8段LED数码管显示电路以及DS18B20温度传感器。利用相关设计软件进行原理图设计?利用Keil软件编程以及Proteus软件仿真?借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会各种工程软件的使用。
关键字：单片机 最小系统 矩阵键盘 LED显示 DS18B20温度传感器 Protues keil
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武汉理工大学《单片机实习报告书》
Abstract
MCU minimum system, regardless of the singlechip novice staff or staff development ，who can use minimum system program for industrial control，has very important sense. MCU minimum system board in the MCU develop market and college students electronic design is very popular. The curriculum design, including STC89S52MCU minimum system ( including a reset and clock circuit and power supply system ),4 x4 matrix keyboard, the independent 6 LED digital tube display circuit and a DS18B20 temperature sensor. Using circuit design software schematic design, using Keil software and Protues software simulation, we consolidate the MCU application, analog circuit, digital circuit course and learn all kinds of engineering software use.
Key Words：MCU
minimum system matrix keyboard LED digital tube
display DS18B20 temperature sensor Keil Protues
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武汉理工大学《单片机实习报告书》
1.基本原理及电路图
单片机最小系统,或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。单片机接口电路主要用来连接计算机和其它外部设备。
本次设计主要完成的扩展电路包括矩阵键盘、数码管显示电路、温度检测电路和串口电路。其原理框图如下图1.1所示：
图1.1 系统原理框图
本设计中选用的微处理芯片是STC89C52，它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，2个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
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武汉理工大学《单片机实习报告书》
2.硬件电路原理与设计
硬件电路主要由复位电路、振荡电路、数码管显示电路、矩阵键盘电路和串口电路等组成。
2.1复位电路
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，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。
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。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。
复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。。
2.1.1上电复位
STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。
2.1.2按键复位
按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。电路图如图2.1。
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