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单片机最小系统设计 倪霞林 机械工程及自动化学院 一 单片机的硬件结构特点及其最小应用系统 一 单片机的硬件结构特点及其最小应用系统 目前较流行的单片机类型 PIC公司的单片机 Freescale公司的单片机 Intel公司的单片机 MCS 51系列 8031 8051 Atmel公司的单片机 AT89S51 AT89S52 8051核 Flash技术 ISP技术 AVR单片机 1997 一种RISC精简指令集高速8位单片机 M68HC08系列 采用频率提升技术 PIC单片机是一款很成功的非8051内核单片机 一 单片机的硬件结构特点及其最小应用系统 1MCS 51系列单片机的结构特点 表4 16INTELMCS 48 51 96系列单片机主要参数 共40个引脚 其功能可分为三大部分 I O口线控制口线电源及时钟 P0 P1 P2 P3共四个8位口 电源Vcc Vss 时钟XTAL1 XTAL2 一 单片机的硬件结构特点及其最小应用系统 1MCS 51系列单片机的结构特点 P0口和P2口可用于访问外部存储器 P0口分时输出外部低地址 读 写数据 P2口输出外部存储器高位地址 P1 P2 P3口的驱动能力为4个TTL 一 单片机的硬件结构特点及其最小应用系统 1MCS 51系列单片机的结构特点 P3口的第二功能 P3 0RXD 串行输入 P3 1TXD 串行输出 P3 2INT0 外部中断 P3 3INT1 外部中断 P3 4T0 定时器0外部输入 P3 5T1 定时器1外部输入 P3 6WR 外部数据存储器写脉冲 P3 7RD 外部数据存储器读脉冲 一 单片机的硬件结构特点及其最小应用系统 2MCS 51系列单片机的最小应用系统及其扩展 图4 26单片机应用系统构成 基于AT89S52的最小系统设计 设计一个具有4位LED数字显示 16个按键的单片机最小系统 题目 单片机AT89S52 基于AT89S52的最小系统设计 器件选择 1 LED数码显示管 LED数码显示管分共阴和共阳两种 每段驱动所需电流为2 8mA 基于AT89S52的最小系统设计 器件选择 2 按键的选择 普通微型按键常开 按下闭合组成4 4的矩阵 基于AT89S52的最小系统设计 部分设计方案 1 显示 显示采用动态显示方案 每段由P0口的各位驱动 每位由P2口的高4位分别驱动 P0口为漏极开路的8位准双向I O口 每个引脚可驱动8个TTL 低电平时约3 2mA 基于AT89S52的最小系统设计 部分设计方案 2 4 4键盘 如何求得键值 基于AT89S52的最小系统设计 部分设计方案 2 4 4键盘 读入键值到ASCII码键值的转换 基于AT89S52的最小系统设计 最小系统设计 最小系统的外围电路 外围电路设计 基于AT89S52的最小系统设计 最小系统设计 显示电路设计 R0 300R1 1k数码管为共阳 最小系统的显示电路 基于AT89S52的最小系统设计 最小系统设计 软件流程图设计 1 主程序 2 中断服务子程序 基于AT89S52的最小系统设计 D0EQU20HD1EQU21HD2EQU22HD3EQU23HPTEREQU28HWEIEQU29H 最小系统设计 软件设计 1 设置显示缓冲区及工作寄存器 设置显示缓冲区 显示缓冲区指针寄存器 显示位指针寄存器 基于AT89S52的最小系统设计 ORG0000HAJMPMAINORG000BHAJMPXIANSHI 最小系统设计 软件设计 2 设置中断向量表 复位向量 T0中断向量 显示定时 显示中断服务程序 基于AT89S52的最小系统设计 ORG0020HMAIN MOVSP 4FHMOVTMOD 02HMOVTCON 00HMOVTL0 00HMOVTH0 00HMOVIE 02HMOVIP 02H 最小系统设计 软件设计 3 初始化程序段a 初始化堆栈指针 T0为定时 模式2 TR0 0 T0暂不工作 定时值为0 装载值为0 允许T0中断 T0为高优先级 基于AT89S52的最小系统设计 MOVWEI 10000000BMOVD0 02HMOVD1 00HMOVD2 00HMOVD3 08HSETBEASETBTR0 最小系统设计 软件设计 4 初始化程序段b 位码初值 显示缓冲区初始化 开机显示2008 开系统中断 启动T0工作 基于AT89S52的最小系统设计 LOOP NOPLJMPLOOP 最小系统设计 软件设计 5 系统主程序 系统主程序区 预留 基于AT89S52的最小系统设计 XIANSHI CLRET0PUSHPSWPUSHACCSETBRS0CLRRS1 最小系统设计 软件设计 5 动态扫描中断服务程序a 禁止T0中断 保护现场 设置为2号工作寄存器区 基于AT89S52的最小系统设计 MOVDPTR TABMOVR0 PTERMOVA R0MOVCA A DPTRMOVP0 AMOVP2 WEIINCPTERMOVA WEIRRAMOVWEI AJNBACC 3 FINISHMOVWEI 10000000BMOVPTER 20HFINISH 最小系统设计 软件设计 5 动态扫描中断服务程序b 段码表指针 DPTR PTER R0 取被显示数 取被显示数段码 被显示数段码送P2口 显示该数 指向下一位数 修改位码 基于AT89S52的最小系统设计 FINISH POPACCPOPPSWSETBET0RETITAB DB50H 0DDH 31H 15H 9CHDB16H 12H 5DH 10H 14H 0EFH 最小系统设计 软件设计 5 动态扫描中断服务程序c 恢复现场 允许T0中断 中断返回 段码表 基于AT89S52的最小系统设计 部分设计方案 键盘接入 R2 4k7 基于AT89S52的最小系统设计 部分设计方案 键盘接入 按键信号的特点 必须考虑信号前后的抖动 若用软件解决 如何编写程序 二 微机应用系统输入 输出的可靠性设计 输入 输出对硬件电路的要求 能够可靠的传递控制信号 并能输入有关运动机构的状态信息 能够进行相应的信息转换 以满足微机对输入 输出信息的转换要求 如D A 并行 串行 电平转换 功率匹配 电量 非电量 弱电 强电等 具有较强的阻断干扰信号进入微机控制系统的能力 以提高系统的可靠性 二 微机应用系统输入 输出的可靠性设计 1 光电隔离电路 使微机与强电部件没有 电 上的联系 阻断干扰信号的传导 光电隔离电路 信号由光传递 二 微机应用系统输入 输出的可靠性设计 1 光电隔离电路 图4 40几种常用光电耦合器结构原理图 普通型 快速型 达林顿输出 晶闸管输出 二 微机应用系统输入 输出的可靠性设计 1 光电隔离电路 可将输入部分与输出部分从 电 上隔离开来