基于STC89C52单片机最小系统的设计

基于STC89C52单片机最小系统的设计

1 设计内容及要求

设计题目:基于STC89C52单片机最小系统的设计及制作。

设计要求:输入信号为传感器、电压、电流、开关等形式,单片机型号可以自己选择(51,128,430等),输出控制信号为模拟电压或者数字信号,控制对象可以是电机(直流电机,步进电机)、开关、显示器等。(注:可以采用单片机、传感器电路模块以及集成电路芯片制作。)

使用器材:感光板及常用PCB制版器材、常用电子装配工具、万用表、示波器及电子元器件(详见附录)。

2 STC89C52单片机

2.1 STC89C52单片机简介

单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。用专业语言讲,单片机就是在一块硅片上集成了微处理器、存储器及各种输入/输出接口的芯片。

2.2 单片机的特点

(1)高集成度,体积小,高可靠性

单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上,集成度很高,体积自然是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的,内部布线很短,其抗工业噪声性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令,常数及表格等固体化在ROM中不易破坏,许多信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。

(2)控制功能强

为了满足对控制对象的要求,单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力、I/O口的逻辑操作机位处理能力,非常适用于专门的控制功能。 (3)低电压,低功耗,便于生产携带

为了便于广泛使用于便携式系统,许多单片机内的工作电压仅为1.8V~3.6V,工作电流仅为数百微安。 (4)易扩展

片内具有计算机正常运行所需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及

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并行、串行输入/输出管脚,很容易构成各种规模的计算机应用系统。 (5)优异的性能价格比

单片机的性能高。为提高速度和运行效率,单片机开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也突破了64KB的限制,有的已达1MB,甚至16MB;片内的ROM容量可达62MB,RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用,因而销量极大,各大公司的商业竞争激烈,使其价格十分低廉,性能价格比极高。

2.3 单片机的内部结构

一个基本的MCS-52单片机通常包括:中央处理器、ROM、RAM、定时/计数器和I/O口等各功能部件,各个功能由内部的总线连接起来,从而实现数据通信。其内部框图如图2-1所示。

图2-1 MCS单片机结构图

2.4 单片机的引脚功能

常见的52系列单片机中一般采用双列直插(DIP)封装,共40个引脚。 STC89C52共有40个引脚,采用的是双列直插(DIP)封装,如图2-2所示。其中的40个引脚大致可以分为4 类:电源、时钟、控制和I/O引脚。

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图2-2 STC89C52引脚分布图

2.4.1 电源

(1)VCC:芯片电源端,一般为+5V;

(2)GND:接到端。 2.4.2 时钟

(1)XTAL1:晶体振荡电路的反相输入端; (2)XTAL2:晶体振荡电路的输出端。 2.4.3 控制线

MCS-51单片机共有4根控制线,其中3根是复用线,具有两种功能。 (1)ALE/PROG:地址所存允许/编程脉冲; (2)PSEN:外部ROM读选通信号; (3)RST:复位引脚;

(4)EA:内外ROM选择/EPROM编程电源

2.4.4 I/O引脚

MCS-51单片机共有4个8位并行I/O端口,共32个可编程I/O引脚。 (1)P0.0~P0.7:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚端用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。在Flash编程时,P0口也用来接收指令字

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