初学者必备的电子制作工具和材料.docx

初学者必备的电子制作工具和材料电子初学者，他们对初学阶段应购置些什么十分迷茫，或上电子市场见好就买，在店老板天花乱坠的吹嘘中上当，或在各种“业余电子培训班”购回贵但不实用、更甚过时的“电子工具”和“电子元件”。 随着近年来青少年电子爱好者的增多，此类现象十分普遍，一是初学者刚入门不识行情，搞不明白电子工具的真实价格。二是有人借此谋取不当利益，推荐大量的工具给电子初学者，浪费了大量的金钱。感慨之余仅以一家之言奉上本人常用工具，供初学者参考。 1、万用表 对电子制作和维修来说，万用表是必不可少的工具。如经济能力允许，建议一步到位，以免日后因量程不够、精度不够造成重复购置。一般对初学者来说，指针表上海产MF47、MF500型较为适合，价格在35100元之间；一般的数字万用表就能满足要求，不必一味追求高价格、高性能，根据个人不同情况可在DT830系列中选购，价格应在百元以下。深圳成元多功能数字万用表，价格在130元左右。DT830B普通数字万用表，价格在15元左右。佛山博格达电子科技有限公司发明的双指针万用表南京天宇MF47万用表，价格在40元左右。2、电烙铁电烙铁也是必备工具，目前国内通用电烙铁主要分内热式和外热式两种。对初学者可选20W35W的正品内热式烙铁，价格在5元左右；若有兴趣在机电组合制作中一显身手，则应另配一支100W以上外热式电烙铁，价格在20元左右。至于多功能电烙铁、长寿恒温电烙铁等，多为较专业者和特殊情况下使用，初学者可暂时不购。 普通内热式35W电烙铁，价格5元左右。 新型双功率多功能电烙铁，价格在40元左右。3、烙铁架烙铁放在烙铁架上才安全，建议初学者购买，价格一般在3元左右，建议配套购买木质海绵和松香，如下图所示。4、焊锡和万能板建议使用0.8MM的凯纳焊锡，焊锡里面带松香，非常好用，7元小卷。万能板购买纤维的比较好。5、尖嘴钳与斜口钳价格大约在5元左右。6、铁壳吸锡器和电笔价格大约在5元左右。7、一字起和梅花起和游标卡尺8、镊子和工具刀9、电钻10、毛刷和三节电池盒11、其它工具进行电子制作和维修还应配备的工具有：（1）修表起子（6组件；1.4mm3mm；可磁化）和螺丝刀；（2）可固定在桌边的小台钳；（3）在印制板上钻孔的“手捻”及常用的小钻头；（4）什锦锉；12、消耗品 电子制作和维修的消耗品主要有以下几种，它们对工作的好坏有重要影响，购买时留心注意质量。（1）敷铜板；（2）胶粘剂；（3）导线，单股细导线和多股细导线均应储备；（4）电池；（5）焊锡丝；（6）胶带；（7）FeCL3。 13、电子元件电子元件购置些什么，应按以下原则：（1）多用、常用、易损元件多准备。如电阻、电容、二极管、三极管、电位器、保险管等。购买时可选50支或100支的混装袋，这样既经济又实惠，又可锻炼使用万用表检测元件的能力。（2）应根据个人爱好购买，比如电源爱好者与单片机爱好者，常用的元件是不同的，所以请按需求购置。需要什么买什么，切勿跟潮流。电子元件逐年更新且相对价格下降。对元件尽量做到物尽其用，比如做一普通延时器，国产NE555芯片就可，不用买进口555P型，这不单单是个人经济承受力问题，而是电子制作追求高性能价格比的应用态度和原则。 建议购买下列元件作储备：低值电阻包 1/4W五环低阻值（全系列1-910）碳膜电阻包：排带电阻63种，每种10个，共630个，每包10元1， 1.2， 1.5， 1.8， 2， 2.2， 2.4， 2.7， 3.0， 3.3， 3.6， 3.9，4.3， 4.7， 5.1， 5.6， 6.2， 6.8， 7.5， 8.2， 9.1，10， 12， 15， 18， 20， 22， 24， 27， 30， 33， 36， 39， 43， 47， 51， 56， 62， 68， 75， 82， 91，100， 120， 150， 180， 200， 220， 240， 270， 300， 330， 360， 390， 430， 470， 510， 560， 620， 680， 750， 820， 910中值电阻包1/4W五环中阻值（全系列1K-910K）碳膜电阻包：排带电阻63种，每种10个，共630个，每包10元1K， 1K2， 1K5， 1K8， 2K， 2K2， 2K4， 2K7， 3K， 3K3， 3K6， 3K9， 4K3， 4K7， 5K1， 5K6， 6K2， 6K8， 7K5， 8K2，9K1， 10K， 12K， 15K， 18K， 20K， 22K， 24K， 27K， 30K， 33K， 36K， 39K， 43K， 47K， 51K， 56K， 62K， 68K， 75K， 82K， 91K， 100K， 120K， 150K， 180K， 200K， 220K， 240K， 270K， 300K， 330K， 360K， 390K， 430K， 470K， 510K， 560K， 20K， 680K， 750K， 820K， 910K高值电阻包 1/4W五环高阻值（全系列1M-22M）碳膜电阻包：排带电阻27种，每种10个，共270个每包5元1M， 1M2， 1M5， 1M8， 2M， 2M2， 2M4， 2M7， 3M， 3M3， 3M6， 3M9， 4M3， 4M7， 5M1， 5M6， 6M2， 6M8， 7M5， 8M2，9M1， 10M， 12M， 15M， 18M， 20M， 22M瓷片电容包200个（含20P，33P，102，103，104及其它），每包5元，单片机爱好者可以多配些30P的瓷片电容。电解电容包1U/50V，4U7/50V，10U/50V，22U/50V，47U/16V，100U/16V，220U/16V，330U/16V，470U/16V，1000UF/16V共10种，每种5个，每包5元。，单片机爱好者可以多配些10U的电解电容。二极管包1N4148，1N4007，5MM红色，5MM绿色发光管各10个，每包5元，单片机爱好者可以多配些3MM的红色发光二极管。三极管包9011，9012，9013，9014，9015，9018共6种，每种10个，每包5元，单片机爱好者可以多配些9012，9013。集成块LM317，CD4060，CD4511，CD4017，74LS02，74LS160，74HC194，74LS32，74LS42，74LS08，74LS161，74LS48，74LS74，74LS86，74LS90，74LS04，74LS138，74LS373，74HC240， 74HC377，74HC573，ADC0832 DIP8，DS18B20温度传感器，单片机芯片(AT89S52,SCT89C52,SCT12C5024AD)等。其他常用材料db9公、母插座，牛角坐，鱼夹，共阴和共阳数码管0.56英寸，有源5V蜂鸣器件，5毫米8*8点阵，USB接口ISP下载线，铁针单排针（长11MM）1*40PIN2.54mm，1602，12864等。14、电子制作常用套件 （1）LM317可调电源(电源板)散件，价格为15元左右。（2）串联稳压电源(电源板)散件，价格为12元左右。（3）CD4511八路抢答器，价格为15元左右。（4）CD4017六路回闪灯散件，价格为10元左右。15、资料与信息现代电子技术发展日新月异，对资料与信息的获得显得犹为重要。初学者更要拓宽自己的知识与信息量。建议初学者订阅一两种期刊，如电子报、无线电、电子制作等，其中内容难易结合，更有许多实用技巧，对电子入门很有帮助，收集起来也是自己一份很好的技术资料。当然，如果方便上网，来本站教师吧/阅读也是非常不错是选择，本站完全免费。【摘 要】本文通过阐述AT89S51单片机最小系统的设计与制作过程，全面介绍了单片机产品的设计过程，从功能框图设计、原理图设计、PCB板布局、硬件电路的焊接、程序的编写、以及单片机产品的制作步骤和单片机产品调试技巧。【关键字】单片机，单片机最小系统，制作步骤各位朋友，大家好，我是教师吧的站长刘昆山老师，下面我们开始今天的学习了。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以单片机为核心元件的可以正常工作的具有特定功能的单片机系统，是单片机产品开发的核心电路，下面我们就来设计单片机最小系统，实现的功能为八路流水灯，同时应具有上电复位和手动复位功能，并且使用单片机片内程序存储器村放用户程序。 一、单片机最小系统框图设计 对51系列单片机来说，单片机要正常工作，必须具有五个基本电路，也称五个工作条件：1、电源电路，2、时钟电路，3、复位电路，4、程序存储器选择电路，5、外围电路。因此，单片机最小系统一般应该包括单片机、晶振电路、复位电路、外围电路等，如下面的框图所示：图 1二、单片机最小系统原理图设计 1、电源电路设计 单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC，一般外接+5V电压。第20脚为接地引脚GND，常见电源电路设计如下图2所示：2、时钟电路设计单片机是一种时序电路，必须要有时钟信号才能正常工作。单片机芯片的18脚（XTAL2）、19脚（XTAL1）分别为片内反向放大器的输出端和输入端，只要在18脚（XTAL2）和19脚（XTAL1）之间接上一个晶振，再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。常见的时钟电路如下：注意，当采用外部时钟时，19脚（XTAL1）接地，18脚（XTAL2）接外部时钟信号，本文就不详细讨论了。3、复位电路的设计单片机芯片的第9脚RST（Reset）是复位信号输入端。单片机系统在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现，信号从RST引脚输入，高电平有效，只要保持RST引脚高电平2个机器周期，单片机就能正常复位。 常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路二种：4、程序存储器选择电路单片机芯片的第31脚（EA）为内部与外部程序存储器选择输入端。当EA引脚接高电平时，CPU先访问片内4KB的程序存储器，执行内部程序存储器中的指令，当程序计数器超过0FFFH时，将自动转向片外程序存储器，既是从1000H地址单元开始执行指令；当EA引脚接低电平时，不管片内是否有程序存储器，CPU只访问片外程序存储器。AT89S51内部有4KB的程序存储器，所以根据该脚的引脚功能，只要将该脚接上高电平，才能先从片内程序存储器开始取指令。常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。5、外围电路的设计外围电路的设计主要依据项目要实现的功能，本项目要实现的功能是用单片机控制一个LED，先来分析下面的LED工作原理图：如果用“1”表示高电平，“0”表示低电平。当开关K接上高电平，既是K=1时，LED1不亮；当开关K接上低电平，既是K=0时，LED1亮。LED1的亮与灭完全受开关K的控制。如果把开关K换成单片机的第1个引脚，电路设计如下：现在只需要通过指令SETB P1.0就可以控制单片机的第1个引脚输出高电平，进而控制LED的不亮。或通过指令CLR P1.0控制单片机的第1个引脚输出低电平，进而控制LED的发光。从图6到图7实现了开关控制到软件控制LED的一种转变。 单片机的主要控制功能是通过单片机的I/O口按不同时序输出不同的高低电平控制外部的电路实现特定的功能。依据单片机的P0、P1、P2、P3口的功能特点和单片机最小系统要实现简单的点亮一个LED的功能，我们采用P1.0引脚作为控制一个LED的端口，依据单片机的引脚功能和单片机工作的条件，综合上面的设计电路，设计的AT89S51单片机最小应用系统如下图8所示，电路原理图设计如下：图8三、单片机最小系统程序编写当单片机最小应用系统的硬件电路设计完毕后，单片机最小应用系统的设计工作还没有完成，因为单片机产品需要硬件+软件共同支持才能正常工作，这里提到的软件主要是指用户编写的源程序。这也是区别于传统的电子产品的地方。本系统要实现的主要功能是点亮一个LED，根据外围电路的设计，只需要通过指令控制单片机的第一个引脚输出低电平，就可以使第一个LED发光。采用汇编语言编程序如下：ORG 0000H ；起始伪指令ORG，指示随后的指令代码从0000H地址单元开始存放。LJMP START ；跳转到标号START处去执行。ORG 0030H ；起始伪指令ORG，指示随后的指令代码从0030H地址单元开始存放。START：CLR P1.0；第一个引脚输出低电平，点亮LED。END ；结束伪指令，说明程序到此结束。采用C语言编程序如下：#include/包含头文件sbit led1=P10;/定义变量led1为P1.0，也就是单片机的第一个引脚。void main()/主程序开始，C语言唯一的一个主程序。led1=0;/让单片机的第一个引脚输出低电平，点亮LED。四、单片机最小系统所需的元件清单要制作本单片机最小系统，需要购买下面的元件，清单如下： 五、单片机最小系统制作步骤（一）硬件电路的焊接步骤第一步：到电子市场上购买元件清单上列出的材料，正常的价格在20元以内。第二步：对所有元件进行检测，确保每个元件的质量。第三步：在万能板上依据单片机最小应用系统原理图设计PCB电路图。进行规划振荡电路、复位电路、电源电路、外围电路、单片机芯片的布局时要疏密合理。第四步：依据PCB电路图，先焊接振荡电路，再焊接外围电路，复位电路，电源电路。焊接的时候要注意晶振电路应尽量靠近单片机芯片，性能会更稳定。 （二）把用户编写的程序写入单片机芯片中。第一步：打开KEIL C51软件，建立工程文件和程序文件并做好相应的设置，把上面的八路流水灯源程序输入电脑并保存好。第二步：用KEIL C51调试、编译程序，并生成目标文件*.HEX。第三步：接好编程器，打开DownloadMcu软件，把目标文件写入单片机芯片中。第四步：取下芯片，装在单片机最小系统上，接上电源，调试程序。 六、单片机最小系统的调试技巧 正常情况下，接上电源后都可以正常观测到结八路流水灯的效果，如果没有效果，那我们应该从下面几个步骤来检测：第一步：用万用表检测电源是否接通，主要是看看40脚和20脚之间是否有5V电压。第二步：检测第31引脚，是否有5V电源，目的是确保使用了片内存储器。第三步：检测P3口或P2口的空闲电压是否有5V电压，如果没有，说明单片机系统没有工作。第四步：用万用表检测复位电路，通过复位按键，检测第9脚的电压是否会变化。如果按键没有按下，电压为0V，按键按下后，电压立刻变为5V，之后很快的降为0V，则表示复位电路正常。第五步：用示波器检测振荡电路，主要是检测第18、19脚。检测是否有振荡波产生。如果有，表示振荡电路正常。最后，检测每条PCB板上的焊接走线是否有短路、断路、虚焊等焊接故障，一定要确保焊接走线正常导电，初学者是最容易犯这个错误的。 单片机最小系统经过我们一段时间的设计、焊接、编程、调试后，达到了预定的点亮一个LED的功能，虽然只是简单的焊接和调试，但从中我们也接触了不少的关于单片机的知识。此次设计让笔者对单片机有了初步的认识，从而能够了解单片机工作的模式和具体过程，明白了怎样利用单片机来设计满足自己设定功能的作品，以及利用单片机来控制系统等。掌握了这些就可以利用单片机最小系统来拓展功能，制作自己想做的东西，对科研立项等活动有很大的帮助作用。 本节课我们做一个单片机小制作，这里面涉及到很的实践方面的知识，比如编辑软件的使用，单片机实验板的使用等知识，下节课我们将陆续给大家讲清楚这些关键操作、单片机的引脚功能各位朋友，大家好，我是教师吧的站长刘昆山老师，下面我们开始今天的学习了。单片机是让一块芯片通过其引脚控制各种不同的外围电路，实现具体功能的单片微型计算机。所以要学好单片机技术，必须先了解单片机的引脚功能。单片机的种类很多，有51系列、PIC系列、AVR系列等，我们以最常见的ATMEL公司生产的51系列的AT89S51为例讲解。AT89S51采用了40引脚的双列直插DIP封装形式，引脚配置图如下：我们把单片机的40个引脚分成了四类：主电源输入引脚、时钟电路引脚、控制类引脚、输入输出I/O口引脚。1、主电源输入引脚单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC，一般外接+5V电压。第20脚为接地引脚GND，常见电路如下图所示：2、时钟电路引脚单片机是一种时序电路，必须有时钟信号才能正常工作。单片机芯片的18脚（XTAL2）、19脚（XTAL1）分别为片内反向放大器的输出端和输入端，只要在18脚（XTAL2）和19脚（XTAL1）之间接上一个晶振，再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。常见的时钟电路如下：注意，当采用外部时钟时，19脚（XTAL1）接地，18脚（XTAL2）接外部时钟信号，本文就不详细讨论了。3、控制信号引脚控制信号引脚共有4个，分别是第9脚（RST/VPD）、第29脚（PSEN）、第30脚（ALE/PROG）、第31脚（EA/Vpp）。在第9脚、30脚、31脚功能描述上都有一个“/”，这说明这个引脚具有第二功能，也就是说，该引脚既可以作前面的功能，也可以作后面的功能，本文主要讲解常用的功能。（1）第9脚RST（Reset），复位信号输入端。单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现，信号从RST引脚输入，高电平有效，只要保持RST引脚高电平2个机器周期，单片机就能正常复位。常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路二种：（2）第29脚（PSEN）：片外程序存储器ROM读选通信号。（3）第30脚（ALE）：地址锁存允许信号输出端。以上第29脚（PSEN）和第30脚（ALE）一般在扩展片外存储器或I/O口时才用到，所以本文不详细讨论。（4）第31脚（EA）：内部与外部程序存储器选择输入端。当EA引脚接高电平时，CPU先访问片内4KB的程序存储器，执行内部程序存储器中的指令，当程序计数器超过0FFFH时，将自动转向片外程序存储器，既是从1000H地址单元开始执行指令；当EA引脚接低电平时，不管片内是否有程序存储器，CPU只访问片外程序存储器。 AT89S51内部有4KB的程序存储器，所以根据该脚的引脚功能，只有将该脚接上高电平，才能先从片内程序存储器开始取指令。常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。4、输入输出I/O口引脚主要是指P0、P1、P2、P3口共32个引脚。I/O口，是英文IN/OUT的缩写，就是输入/输出的意思。AT89S51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。这四个口的电路结构不完全相同，所以使用也有区别。 (1) P0口：第39到32脚，属于双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口时可以不接上拉电阻；当作I/O口使用时，必须外接上拉电阻，可驱动8个LS型TTL负载，一般不直接作I/O口使用。(2) P1口：第1到8脚，8位准双向I/O口，内部带上拉电阻，作I/O使用，可驱动4个LS型TTL负载。可以通过指令使单片机的引脚输出高低电平，下面我们来学二个常见的操作码，CLR和SETB。CLR，该操作码的功能是清零。如：CLR P1.0；就是要把P1.0清零。在单片机正常工作的时候，如果执行这条指令，就是对P1.0清零，既是让单片机的第一个引脚输出低电平。SETB，该操作码的功能是置1。如：SETB P1.0；就是要把P1.0置1。在单片机正常工作的时候，如果执行这条指令，就可对P1.0置1，既是让单片机的第一个引脚输出高电平。当作为输入口使用时应先向P1口锁存器写1后才能正常读取引脚上的数据，这里就不详细讨论了。 (3) P2口：第21到28脚，8位准双向I/O口，作I/O口使用时和P1口相似，可驱动4个LS型TTL负载，一般不直接作I/O口使用，而作扩展外部设备的地址总线（高8位）使用。 (4) P3口：第10到17脚，8位准双向I/O口，双功能复用口，作I/O口使用时和P1口相似，可驱动4个LS型TTL负载。P3口具有的第二功能，用于串行输入输出、外部中断、计数器等特殊信号输入输出和数据存储器的读写控制信号，实际产品开发时一般不直接作I/O口使用，而重点使用其扩展的第二功能，本文不详细讨论。 二、单片机的工作条件依据单片机的引脚功能和单片机的工作原理，要使单片机正常工作，必须具有五个基本电路，也称五个工作条件：1、电源电路2、时钟电路3、复位电路4、程序存储器选择电路5、外围电路6、相应的程序三、小结本文简单的介绍了但片机的40个引脚的功能，并结合功能特点设计了相关的电路，提出了单片机的工作条件，下次课我们将依据这些条件设计一个单片机最小系统，详细阐述单片机产品开发的基本过程。吃过晚饭后我都要打开电脑上网看看，在我的收藏夹里专门有一栏是和电子技术相关的网站链接。我常登录我的网站和电子信箱，而每次都会有几个帅哥向我提问，让我帮助他们解决一些制作中的问题，在感叹电子爱好者中美女太少的同时我都会尽我所能回答这些问题，因为叁年前我也是白手起家的，我也体会过遇到问题却无药可救时的失落，所以我更希望分享我的经验和大家交流。虽然我不希望把整篇文章变成我的个人自传，可是我还是要谈一谈我的经历，你可以把它当成无聊的小品或是学习电子技术的历险记，当然你也可以从中了解我并和我结为朋友。不太喜欢编年体的故事结构，所以我从现在开始我在一家与电子技术行业相关的公司工作，在公司我可以学到单片机和嵌入式系统的相关知识。业余时间我则自己在家里研究单片机技术，将我的作品和经验发布到我的个人网站与爱好者们分享。我很满意现在的工作和生活，这让我有充足的时间谈恋爱和更执着地专注于我的电子制作爱好。叁年前，哈尔滨市学府书城，开门大吉!我只身在电子技术类图书区寻找着我中意的电子制作技术的书。这个地方我经常来，虽然书很多，可是没有几本中意的，它们不是只讲一些纯理论的东西让人看得一头“污水”，就是只有电路一堆却并不实用。这次也是希望能找到一些新鲜类型的书来看，正是这一次闲逛使我和美丽的单片机世界邂逅了。逛了一会，想起了最近听说一个新名词叫“单片机”。本以为也是数模电子技术里的一部分，应该和数字电路关系大一些吧?好像就是比较专用的集成电路呗!先了解一下也好，什么事都了解一下也没有坏处，只要不是违法乱纪的事情。脑中认定了一个词组：“单片机”，就开始在家电维修和电子技术的书架上查找。可是5分钟过了，没有一本关于单片机的书，甚至是出现这个词的书都没有。我的天，学府书城听说是东北地区图书最全的书店竟然没有关于单片机的书，看来上帝都要信佛了!不会了，一定是我没找对，也许就在电子技术区的一个小角落也说不定，还是问问吧。一个漂亮的管理员阿姨把手指向远方一个神秘又陌生的地方，那是离电子技术区很远的另一个书架。那时的我怎么也不会想到，那一个书客稀少的地方竟是我心中的香格里拉。单片机基础教程、单片机接口技术、PIC单片机教程、51系列单片机设计实例，My God!满满的叁个书架全是关于单片机的书，我哭笑不得。不知是笑我发现了“新大陆”好呢，还是哭我的无知可笑好。随手抽了一本单片机教程看了看，除了扉页上的字能看明白，其它都是天书。这时的我才感觉到世界的伟大、自己的渺小。想到了书山有路、学海无崖，想到了爱因斯坦，想到了我今天中午不能吃饭也得在这儿好好地看看这些书。首先我要了解，了解单片机是不是我感兴趣的知识，这点很重要，除了兴趣又会有什么能长久不断地提供我们学习、研究的塬动力呢?等了解了再入门，入门了再深入学习，这是大多数人的学习方式，我也没有独辟蹊径的能力。我找了好久才看到一本中学生学习单片机的书，我想先别整高深的了，看看给中学生学习单片机的书我能否看懂吧!看了一会我差一点冲动地把它买下来，幸好理智的头脑战胜了感性的神经。因为这本书只是讲了一个成品单片机学习板的功能及使用，它是一个完整的产品，使用者只需用键盘输入十进制数的指令，就可让其完成特定的功能。按现在来说这不能算是单片机实验板，而是用单片机开发出了一个玩具。抱着再考虑一下的心理，我放下了这本书。又过了好大一会儿，我找到了几本标有单片机入门类的书，看起来是给我这种菜鸟看的了。果不其然，通过看这几本书我了解到了单片机的基础知识，知道了什么是单片机，单片机的用途，这一下我找到了学习单片机技术的敲门砖。我劝说了我的父母，同意在经济和精神上支持我，主要的还是经济上。当时我正在读大学，学校虽然离电子市场很远，可我每个星期都要去几次。父母倾家当产给我买了电脑，还给了一笔钱来买元件和工具。我的劲头儿更大了，在书店买了许多书参考并在几天时间里夜以继日地焊好了单片机实验板和ISP下载线，制作中我发现单片机的电路要比数模电路更简单。用软件下载单片机程序，这个我从来没有用过，总感觉这是一件很复杂的事情。还好，对照着书的说明一步一步都很顺利。“嘟嘟嘟”，程序下载完成，实验板上的一个发光管闪烁了，这正是我期盼的结果。隐约地可以回忆起第一次看到自己下载的程序在实验板上运行时的欣喜情境。之后又按同样的方法下载其它程序都很成功，我才知道单片机并不难，只是我之前不了解而将它想得复杂了。我开始找一些制作例子，仿制一些别人的作品，虽然制作中有一些问题可是只要认真检查最终都是成功的。再后来我开始修改别人的程序，改一个数值、换一行句子会有什么变化呢?我慢慢地学着自己写程序了，照着别人的程序写，按照自己的想法写，感觉学习单片机并不难，只要多和网友交流、多看书、多动手、多思考。我享受着玩单片机时那种无法言表的兴奋和快乐，现在我将所了解的与大家分享，希望让更多的爱好者朋友享受到单片机世界里的快乐。孔子说：“工欲善其事，必先利其器”，学习单片机所用的工具、元器件和数模电路是有一些区别的，我们在学习之前最好先备齐它们，至少让外人看出我们是搞过单片机的。有几样东东很重要，在上场之前不得不提及。 刀枪剑戟一台电脑:这在日后写程序或是下载程序都是必需之物。现在的新款电脑越来越不适合单片机学习了或者说单片机的设备也应该更新换代了，一般常用的 9针串口和 25针并口多数被方方正正的 USB接口所取代。更新推出的操作系统对开发软件支持并不很好，建议大家使用 WIN XP或 WIN 2000系统。不用考虑 CPU速度和存储空间，同时电脑要有 9针的串口和 25针的并口（打印机接口），如果没有可以用 USB转换器扩展，不过其效果不如原配夫妻。ISP下载线：从电脑向手机下载图片或音乐一般都有一条连接线，再配上手机专用的软件就可以让手机丰富多彩了。单片机也可以用这样的方法，虽然这不是唯一的方法，但这较适合一般的单片机学习，好而不贵。ISP下载线就是一个设计有简单电路的单片机程序下载工具，它就像塑造生命的天使，配上小巧的 ISP下载软件就可以施与单片机灵魂。虽然我们不是上帝，但在后文我们先要亲手塑造它，先做好心理准备。实验板：这是一年半载也玩不腻的家伙，因为这是在学习中不断扩展的。它是将一块单片机焊在一片电路板中间，板上还焊有电源和单片机的最小系统电路，见图 1。如果继续往下说许多读者朋友会骂我太粗心了，所以我不得不解释一下“最小系统”是啥东东。随便抓一个数模电路的芯片，它要是想正常工作必须有一个先天条件，就是符合要求的电源。单片机也是一样，不过它太讲究了，要的东西更多。除了一个稳定的电源供电之外，它还需要一个复位电路，就是给单片机一个信号让它归回到开始工作的状态。同时晶振部分电路也是必不可少的，这相当于给单片机带了一块手表，让它有时间观念，知道自己什么时候该干什么事情。总之最小系统就是保证单片机正常工作的最基本电路部分。OK，再说回到单片机实验板。我是买元器件自己制作实验板的，我感觉没有必要多花钱去买一个成品，虽然这样说卖实验板的人可能会扁我。自己动手可以学到单片机硬件电路的知识和掌握制作的细节，这是不可多得的实践机会。你决定实验板 DIY了吗？我们一起做吧！忘了是哪一部抗日题材的电影里有一句经典台词：“别看你今天闹的欢，小心将来拉清单”。当时我还真不知道这话的意思，但我写到这里的时候我终于明白了，闹了这么长时间单片机，今天终于到我拉清单了。附表所示这个清单列出了学习单片机所需要的兵器，这是在成家立业之前必要的条件，里面我列出了大概的市场价格以防被黑。各元器件的外形如图 2所示。其实满打满算学习单片机也要不了几个钱，一般的元器件也就几块钱。几块钱能买什么？买不了房子买不了田，买几个元器件能用好几年。必要的时候可以和卖元器件的老板砍砍价，你砍得多省得多，回去能买辆自行车。附表实验板 DIY元器件采购清单所需元器件集体照 可以直接拿单到电子市场买到，附近没有电子市场朋友也可以在网上邮购，你一定会千方百计弄到的，对此我充满信心。如果你到电子市场去逛我得唠叨两句，省得闹出专业技术级笑话。AT89S52单片机是分为工业级（PI）和商业级（PC）两种，区别就是工业级的工作温度范围更宽，也就是比较抗冻。对于我们学习就无所谓了，哪个便宜买哪个吧。如果买不到 AT89S52也可以买 AT89S51或是与 89S系列兼容并支持 ISP功能的单片机。 30pF的电容只是提高晶振的精度的，如果只是做一些小实验的话买不到不接也行。万用电路板要买大一点的，别以为现在的元器件放上去正好大小就行了，我们的学习才刚刚开始，以后还有好多单片机的外围功能要学呢，如果没有地方放元器件了就得外扩电路板再用排线连接，弄得像蜘蛛精似的。我个人认为 A4纸大小的万用电路板是最合适的选择，总之要“我选择我喜欢”。还有一些东东虽然说出来有点啰嗦但对于一个电子爱好者是必不可少的，包括焊接用的电烙铁、锡丝、助焊济、导线、镊子、剪线钳、一双勤劳灵巧的手和一颗热情执着的心。也许你早就发现这篇文章与其它文章写作方式的不同，我不知道这会让你眼前一亮还是眼前一黑，不过卓尔不群之处还不止于此。一张直观而清晰的图片要比书本上想方设法跳跃起来的文字更容易让人印象深刻，下面的制作过程你将会发现我在竭尽全力地发挥“图文并茂”的优势特点。从元器件的集体合影到成品的写真照片，总是把你从茫然的想象拉回到真实的制作情境，当你觉得没必要介绍得如此详细时，请想到那些从零开始又满怀热忱的爱好者朋友。假设你已经买来了上面的所有元器件和工具，并已经吃饱喝足准备开始制作了。我也只能这样假设，否则我们的制作是不能向下继续的。其实我是想先制作 ISP下载线的，可是看到你迫不及待想玩单片机的样子我也只好改变主意。那我们就先来制作单片机实验板吧！铁锤磨针单片机实验板实验板上主要有三部分电路：电源部分、单片机最小系统部分和功能扩展部分。因为我们只是刚开始实验，功能扩展部分我们只焊接一个发光二极管和一个按键开关做一些简单的实验，完成了这些实验之后我们就基本熟悉了单片机的使用流程，再学习其它功能时只要将此功能用到的元器件焊在实验板的空地儿上并连接到相应的单片机引脚就可以了。例如我们要学习 DS1302时钟芯片我们就把芯片和相关元器件焊上，通过对应的程序下载到单片机来实验。按照传统习惯我们先在开发板上焊接电源部分电路。电源部分是比较容易的，集成稳压芯片解决了电源稳压问题。理论上的电源输入是 5V18V，可是实际应用存在许多理论界想象不到的问题，细心的朋友可以发现电容的耐压值决定了一个更小的选择范围。建议大家用 9V 2A或 12V 2A的电源适配器（俗称变压器）作为市电的转换，我的实验中暂用 12V 2A的为例，图 4是电源部分电路原理图，图 5是单片机最小系统部分和功能扩展部分电路原理图。电源适配器电源部分实验板单片机系统部分还有一些细节问题可能会导致你的恐慌，我也有必要保证朋友的安全，占用一点纸上疆土逐一列出。220F的电解电容正负极千万不要接反，不然十有八九会爆炸，我遭遇此事时吓得一个女同事几天没回过神来。LM7805稳压芯片是有一个散热片接孔的，我们实验板的功率不大就不用接散热片了，如果发现此芯片发热也是正常的，不用怕。如果非常热，发热上百度时就要检查一下电路是否有短路。晶振、陶瓷电容是不分正负极的，二极管的焊接时间不要过长，注意电源适配器的输出要是内正外负。不怕人骂我唠叨，如果这里有一条帮助到你的话我就很欣慰了。在电路板的走线方面我是用的锡接走线，这样可以保证电路稳固又美观简洁。在锡接走线之前可以先考虑好整个电路的布局，电源部分尽量放到一起，单片机最小系统放在实验板的中间，这样扩展电路方便一些。先用水笔画出走线图，当确定无误再用锡过线。焊接的时候单片机不要插在 IC座上，先焊好 IC座当电路全部完成后再上芯片。如果是想用飞线的方法也可以，不过这么简单的电路用飞线好像没有必要。单片机 IC座的下面是一个不错的楼盘，一些占地方而又很重要的元器件可以挤一挤放到下面去，外表美观又保护了这些元器件，如图 6所示。这是我在长期制作中实践出来的好方法，不到一分钟就转让给你了。部分元器件隐藏于芯片座内建议在制作好电源部分后在不插入单片机时就通电一次，并用万用表测一下输出电压是不是 5V，电源部分的一点失误导致的后果相当不小。本文中的设计是将电源部分制作到实验板上，ISP下载线是通过一条排线插到实验板上留出的端口上，用实验板的电源给 ISP下载线供电，整个设计只用到一个电源部分。别以为我是只说不练的家伙，我可是按照文章先制作了一遍的，这样我才有资本指手划脚。图 2所示是制作实验板和 ISP下载线用到的所有元器件，我们要做的就是把它们组装起来，我仅用了两个小时就完成了制作，而且其间我还要拍照片和考虑怎么写下面的内容，现在可以想象你的任务并不复杂了吧！准备好了吗，开始行动吧！图 7、图 8是制作好的实验板，你制作好了吗？我只能再一次假设你的制作是成功的。也许你还有一些问题没有解决，而我在文章里却没有提到，也许是我忽略了什么或是答案故意躲了起来，那就在仔细看看电路图和实物照片吧，它们是最佳的制作参考系，这样一个简单的电路并没有比双稳态的声控开关电路复杂，它是深藏于内、厚积薄发的。OK，现在一切完成可以通电了，按下电源开关，电源指示灯亮了，看看接到 P1.0接口上的 LED是什么状态呢？是不是每隔一秒钟闪烁一次呢？是这样的现象吗？不是？哦，不是就对了，因为我们还没有给单片机写程序呢，它现在还不知道你要让它干什么呢，只能呆呆地等在那里。虽然我们希望尽快让 LED闪烁起来，可是面对科学还是要理智一些才行。一根 ISP下载线可以帮我们实现程序的下载，前面我讲 ISP下载线的好话已经够多了，你的耳朵都快磨破皮了吧？现在我们就来一起制作，趁着制作实验板的喜悦之情还没有冷却。完成后的实验板正面完成后的实验板背面铁锤磨线 ISP下载线ISP下载线的电路如图 9所示，简单得真叫人没法活了，制作它可以很容易找到成功的感觉，可是要注意许多老水手都是在阴沟里翻的船。我曾听说一位朋友不屑一顾制作完成的下载线就是不能用，虽然检查了 N遍电路，芯片也换了几个。其实解决这个问题的方法很简单，再重新制作一个就行了，一条道跑到黑对提高效率没有什么帮助。还有一些事情要提醒一下，因为有一些贵族级别的爱好者用的是先进的笔记本电脑，除了 USB之外什么接口都没有了，这样的朋友是比较麻烦了，买 USB转并口的转换器还不如干脆参考其它资料制作串口 ISP下载线，或是直接制作 USB接口的 ISP下载线，但不论如何都要亲手制作才过瘾哦。图 10所示是制作好的下载线。ISP下载线的电路ISP下载线写真照有一件重要的小事害得我不浅，两次挫败才让我吸取教训，也可以说失败是好事，是不继积累经验的过程，我前面叮嘱大家注意的地方都是挫败之后才能写出来的，希望大家少走一些崎岖路。不论是实验板、ISP下载线还是其它的单片机电路都要考虑抗干扰问题，我这里想说的主要是来自电源的干扰。在靠近芯片和电源的地方，5V和 GND之间加焊几片 0.1 F的滤波电容（即系统电源部分电路原理图中的C3），不然会有数据错误甚至不能下载的问题。ISP下载线的引线不要太长，不然抗干扰能力差，一般小于 20厘米。如果想延长距离可以买一条公对母的并口延长线，在电脑的一端将并口扩展出来。在 ATMEL官方是推出了10PIN接口的延长线标准的，这种接口线具有良好稳定性，但我们这帮玩单片机的爱好者没有必要多花这笔银两。我则采用最节省的6PIN连接线，接线方法可以自由定义，只要有电源和 4条数据线就可以了。你完全可以参考我的实物照片来制作或是异想天开，这是表现你思想力与行动力的机会。实验板和 ISP下载线都制作好了吗？图 11所示就是它们俩连接在一起的样子。真是佩服你的认真和耐心，这种优秀习惯会帮助你很快进步的。如果不拿真枪实弹操作一次，老天也不敢保证还留有余温的两个电路作品是正常可用的。可惜要想从头到尾完成程序的下载仅凭这一点硬件还差的远点，幸运的是下载程序详细介绍的文章就在下一页，而不用朝思暮想的等待下一个月的来临，这还要感谢无线电的心系读者或者高瞻远瞩。翻开新的一页，我们继续前行！实验板和 ISP下载线在一起【摘 要】本文通过阐述AT89S51单片机最小系统的设计与制作过程，全面介绍了单片机产品的设计过程，从功能框图设计、原理图设计、PCB板布局、硬件电路的焊接、程序的编写、以及单片机产品的制作步骤和单片机产品调试技巧。【关键字】单片机，单片机最小系统，制作步骤各位朋友，大家好，我是教师吧的站长刘昆山老师，下面我们开始今天的学习了。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以单片机为核心元件的可以正常工作的具有特定功能的单片机系统，是单片机产品开发的核心电路，下面我们就来设计单片机最小系统，实现的功能为八路流水灯，同时应具有上电复位和手动复位功能，并且使用单片机片内程序存储器村放用户程序。 一、单片机最小系统框图设计 对51系列单片机来说，单片机要正常工作，必须具有五个基本电路，也称五个工作条件：1、电源电路，2、时钟电路，3、复位电路，4、程序存储器选择电路，5、外围电路。因此，单片机最小系统一般应该包括单片机、晶振电路、复位电路、外围电路等，如下面的框图所示：图 1二、单片机最小系统原理图设计 1、电源电路设计 单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC，一般外接+5V电压。第20脚为接地引脚GND，常见电源电路设计如下图2所示：2、时钟电路设计单片机是一种时序电路，必须要有时钟信号才能正常工作。单片机芯片的18脚（XTAL2）、19脚（XTAL1）分别为片内反向放大器的输出端和输入端，只要在18脚（XTAL2）和19脚（XTAL1）之间接上一个晶振，再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。常见的时钟电路如下：注意，当采用外部时钟时，19脚（XTAL1）接地，18脚（XTAL2）接外部时钟信号，本文就不详细讨论了。3、复位电路的设计单片机芯片的第9脚RST（Reset）是复位信号输入端。单片机系统在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现，信号从RST引脚输入，高电平有效，只要保持RST引脚高电平2个机器周期，单片机就能正常复位。 常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路二种：4、程序存储器选择电路单片机芯片的第31脚（EA）为内部与外部程序存储器选择输入端。当EA引脚接高电平时，CPU先访问片内4KB的程序存储器，执行内部程序存储器中的指令，当程序计数器超过0FFFH时，将自动转向片外程序存储器，既是从1000H地址单元开始执行指令；当EA引脚接低电平时，不管片内是否有程序存储器，CPU只访问片外程序存储器。AT89S51内部有4KB的程序存储器，所以根据该脚的引脚功能，只要将该脚接上高电平，才能先从片内程序存储器开始取指令。常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。5、外围电路的设计外围电路的设计主要依据项目要实现的功能，本项目要实现的功能是用单片机控制一个LED，先来分析下面的LED工作原理图：如果用“1”表示高电平，“0”表示低电平。当开关