王鸣信息sy1001单片机应用实习报告最终版本.doc

武汉理工大学单片机应用实习报告书实 习 执 行 大 纲一、 实习目的1、巩固单片机原理与应用理论课的理论知识；2、熟悉单片机应用系统的硬件设计及软件设计的基本方法；3、将单片机原理与应用理论课的理论知识应用于实际的应用系统中；4、训练单片机应用技术，锻炼实际动手能力。二、实习纪律与要求1、实习纪律1）参加实习的学生必须按照实习大纲的要求，在指导教师的指导下，全面完成实习任务；2）听从指导教师安排，严格遵守实习纪律；3）因故在实习期间缺勤累计超过规定时间的三分之一，不得参加本次实习考核，但可在补足所缺天数后再给予考核并评定实习成绩。2、基本要求1）利用PROTEL等软件进行硬件设计；2）利用Keil uV2软件完成应用系统软件设计；3）利用stc-isp软件完成在系统编程、下载，并完成系统软件调试；4）题目由指导教师提供；5）要求每个学生单独完成硬件软件设计、仿真、焊接、调试任务；6）写出实习报告，实习报告主要包括以下内容：目录、摘要、关键词、基本原理、方案论证、硬件设计、软件设计(带流程图、程序清单)、仿真结果、实物运行结果照片、结论、参考文献等；7）实习完成后通过答辩；8）答辩时交实习报告电子文档，通过答辩后根据修改意见修改并打印、装订成册。三、实习地点武汉理工大学信息工程学院通信实验室。四、实习时间2012年12月10日-2013年1月10日。实习单位： 武汉理工大学信息工程学院 参观考察单位：（1）武汉理工大学信息工程学院国创课题小组 （2） 武汉理工大学信息工程学院开放实验室 （3） 武汉理工大学电工电子实习中心 （4） （5） （6） 实习开始时间：20 12 年 12 月 10 日，实习时间共 20 天。完成实习报告时间：20 13 年 1 月 10 日。 单片机应用实习报告目录摘要1Abstract2151单片机简介31.151单片机概述31.2STC89C52引脚功能介绍32.最小系统的设计与制作62.1时钟电路72.2复位电路72.3电源电路83.STC下载线93.151单片机下载流程93.2程序下载电路原理104.实物焊接与调试114.1实物焊接114.1.1最小系统114.1.2下载器114.2实物调试124.2.1串口调试助手124.2.2程序下载12总结14附录一总电路图15附录二参考文献1617武汉理工大学单片机应用实习摘要单片机最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、输入/输出接口电路。通过连接扩展电路，最小系统也可是实现诸多功能。本实习意在设计并制作基于STC89C52的最小系统，并设计制作下载线，完成程序下载。关键字：最小系统 程序下载 MAX232 STC89C52 AbstractSingle chip microcomputer minimum system is the most simple circuit that it can works. It contains five circuit parts: power supply circuit, clocking circuit and reset circuit, input/output interface circuit. Through the connection extended circuit, minimum system also can implement many functions.This project aims to design and manufacture the minimum system based on STC89C52, and design and make the download circuits to realize program-downloaded.Key words: Minimum System Program Download MAX232 STC89C52151单片机简介1.151单片机概述51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。其中的STC系列的单片机是是由深圳宏晶公司代理销售的一款MCU，是由美国设计生产的一种低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8kbytes的可反复写的FlashROM和128bytes的RAM，2个16位定时计数器。 STC89C52单片机内部主要包括累加器ACC(有时也简称为A)、程序状态字PSW、地址指示器DPTR、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、寄存器、并行I/O接口P0P3、定时器/计数器、串行I/O接口以及定时控制逻辑电路等。这些部件通过内部总线联接起来，构成一个完整的微型计算机。1.2STC89C52引脚功能介绍STC89C52引脚如下图所示。图1STC89C52引脚图VCC：电源。 GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程 序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作 输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻 拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存 储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器 时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， /EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。2.最小系统的设计与制作最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。STC89C52最小应用系统电路如图2所示。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、输入/输出接口电路。其中电源电路、时钟电路、复位电路是保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。下图为STC89C52单片机的最小系统框图及总电路图。图2最小系统电路框图图3最小系统总电路图2.1时钟电路 晶振电路，又称时钟电路，是维持单片机最小系统运行的基本模块之一。由振荡器和分频器组成。STC89C52内部有一个用于构成振荡器的可控高增益反向放大器。两个引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。在片外跨接一晶振和两个匹配电容C6、C7就构成一个自激振荡器。振荡频率根据实际要求的工作速度，从几百千赫至24MHz可适当选取某一频率。匹配电容C6、C7要根据石英晶体振荡器的要求选取。图4时钟电路图当晶振频率为12MHz时,C1C2一般选30pF左右。上述电路是靠STC89C52单片机内部电路产生振荡的。也可以由外部振荡器或时钟直接驱动STC89C51。本设计采用内部电路产生振荡。 2.2复位电路 复位电路也是维持单片机最小系统运行的基本模块之一。复位电路通常分为两种：上电复位和手动复位。RST引脚是复位端，高电平有效。该引脚输入至少连续两个机器周期以上的高电平，单片机复位。RST引脚内部有一个ST触发器以对输入信号整形，保证内部复位电路的可靠，所以外部输入信号不一定要求是数字波形。使用时，一般在此引脚与VSS引脚之间接一个10k的下拉电阻，与VCC引脚之间接一个约10F的电解电容，即可保证上电自动复位。图5复位电路图有时系统在运行过程中出现程序跑飞的情况，在程序开发过程中，经常需要手动复位。所以本次设计选用手动复位。2.3电源电路单片机Z最小系统需要5V电源供电，故可采用7805芯片产生5V电路，也可由通过接口由计算机USB口供电。本实习采用USB供电的方法。图6电源电路图3.STC下载线3.151单片机下载流程STC单片机内部设计了在线编程模块，即ISP模块。经过对数据流的验证直接写入用户程序区，完成用户程序下载动作。在线下载用户程序的过程如图3所示先由PC机发起ISP下载命令流；单片机冷启动，启动后先运行在出厂时已经写入ISP监控车程序区的ISP监控程序；当ISP监控程序检测到RXD引脚上存在ISP命令流时应答一组握手信号；握手成功之后，PC机下载程序将单片机用户程序发送给单片机，单片机的ISP模块将接收到的用户程序写入用户程序区；当接收到PC机发来的数据传送完成标志后，单片机执行软复位指令，将程序指针指向用户程序区的起始地址，进而执行用户程序，从而完成用户程序下载的全过程。若单片机冷启动后ISP监控程序未检测到RXD上存在ISP下载命令流，则直接将程序指针指向用户程序区的的起始地址执行用户程序。图751单片机下载流程图3.2程序下载电路原理由于串口是基于RS232的通信方式，而单片机是基于TTL电平的。要是单片机能通过串口下载必须要电平转换电路，该实验中我们选用MAX232。MAX232是由德州仪器公司推出的一款兼容RS232标准的芯片，可用来进行电平转换, 使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。MAX232引脚图如右所示，其工作原理图如下图所示图8MAX232引脚图图9STC下载线电路原理图其中，RXD为数据接收引脚，TXD为发送引脚。4.实物焊接与调试4.1实物焊接4.1.1最小系统图10最小系统制作实物图4.1.2下载器图11下载线制作实物图4.2实物调试4.2.1串口调试助手在此，我们可以借助串口调试助手检测串口和串口线，按照电路图连接好电路后打开串口调试助手，可直观地发送和接收数据。现象图如下图所示：图12串口调试助手结果图在发送区域输入wangming 51 som，点击手动发送可在接收区域看到相应的显示内容。4.2.2程序下载程序下载软件使用的是STC_ISP。在设置好对应的COM口，波特率下载速度后，打开相应的HEX文件，点击DOWNLOAD/下载按钮，打开最小系统的电源后，即可冷启动成功下载程序。下图为下载软件界面说明。图13STC_ISP程序下载软件界面说明为了更好地，更直观地显示程序下载成功，在最小系统P0口外接流水灯模块，下载程序，观察现象。按照步骤，成功下载程序后，可以观察到LED灯循环显示,说明程序下载成功。图14程序下载现象图总结经过这次单片机实习，我的收获还是蛮多的虽然这次我抽到题