单片机实验讲义（89c52芯片资料介绍 电子钟程序 简易计算器制作 语言报数计数器温度控制器的设 ）

1、第一部分 芯片资料介绍：一： 89c52内部结构及芯片图at89c52是美国atmel公司生产的低电压，高性能cmos 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（perom）和256 bytes 的随即存储数据存储器（ram），器件采用atmel公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准mcs-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（cpu）和flash存储单元。功能强大at89c52单片机适合与许多较为复杂控制应用场合。at89c52提供以下标准功能：8k字节flash闪速存储器，256字节内部ram，32个i/o口线，3个16位定时/计数器，一个

2、6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。同时，at89c52可降致0hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节点工作模式。空闲方式停止cpu工作，但允许ram，定时/计数器，串行口及中断系统继续工作。掉电方式保存ram中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个部件复位。主要性能参数：与mcs51产品指令和引脚兼容8k字节可擦写flash闪速储存器1000次擦写周期全静态操作：0hz24mhz三级加密程序存储器2568字节内部ram32个可编程i/o口线3个15位定时/计数器8个中断源可编程串行uart通道低功耗空闲和掉电模式二：89c1051/2051简

3、述1、at89c1051/2051只有20只引脚，压缩了i/o端口与存储器容量，其余配置与功能不减，可方便地应用于家电产品及小型仪器仪表，是性能价格比极优的单片机。 at89c1051和 at89c2051的结构框图与引脚配置分别见附图 77和附图 78。图 1-1 at89c1051/2051 引脚图图 1-2 at89c1051/2051 结构框图 由附图77和附图78可见，at89c1051at89c2051把原地址与数据总线有关的引脚全部压缩掉，使为20脚封装。但i/o端口线还有15条，其中8条仍具有第二功能。除p3口的6个引脚（p30p35）的第二功能与mcs5l系列完全一致外，p1

4、0和p1l还具有模拟比较器的功能。当需要使用模拟比较器时，p10（aino）作为同相输人端，p11（aini）作为反相输入端。比较的结果由p36位的状态确定。若p36为 1，说明aino电位高于aini；若p36为0则反之。注意，p36没有引出片外，其状态可直接在片内特殊功能寄存器中通过位寻址读出。2 、at89c2051内有两个闪烁存储器程序加密位，可以被编程或不被编程器件内有一闪烁存储器地址计数器，计数器在rst上升沿复位为000h，在xtal1引脚上加高电平脉冲则自动加 l。宜采用以下步骤对at89c2051编程： 加上电源后，rst及p32加高电平；p33p35，p37加上写人数据代码

5、模式的逻辑电平；在p10p17上加上地址000h的数据代码；rst引脚电平升高到12v；p32加人一低电平脉冲，则一字节数据被编程写人。以此类推，直到最后一个字节编程完毕。 编程完毕后，应使xtal1降到低电平，rst也降至低电平，然后悬浮所有相关i/o引脚，关掉电源。 at89c2051有三个特征字可读出，以识别该器件。这种读特征字操作与读000h，00lh，002h地址单元内容操作相同，只是有关信号的逻辑电平有所不同。三：isd1420单片20秒高保真语音录放ic isd1420为美国isd公司出品的优质单片语音录放电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、

6、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。录音内容存入永久存储单元，提供零功率信息存储，这个独一无二的方法是借助于美国isd公司的专利直接模拟存储技术（dast tm）实现的。利用它，语音和音频信号被直接存储，以其原本的模拟形式进入eeprom存储器。直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法完成其原本语音的再现。不仅语音质量优胜，而且断电语音保护。 一、特点： 使用方便的单片录放系统,外部元件最少 重现优质原声，没有常见的背景噪音 放音可由边沿或电平触发 无耗电信息存储,省掉备用电池 信息可保存100年,可反复录放10万次 无需专用编程或

7、开发系统 较强的分段选址能力可处理多达160段信息 具有自动节电模式 录或放后立即进入维持状态,仅需0.5a电流 单一5伏电源供电二、电特性： 工作电压：5v 静态电流：典型值0.5a，最大值2a 工作电流：典型值15ma，最大值30ma（16欧姆） 图1-3 isd1420物理引脚三、电路外形图引出端功能说明： 各管脚功能如下：名 称管 脚功 能名 称管 脚功 能a0a516地址ana out21模拟输出a6、a79、10地址(msb)ana in20模拟输入vccd28数字电路电源agc19自动增益控制vcca16模拟电路电源mic17麦克风输入vssd12数字地mic ref18麦克风参

8、考输入vssa13模拟地24放音,边沿触发sp、14、15喇叭输出、27录音xclk26外接定时器(可选)25发光二极管接口nc11空脚23放音,电平触发 四、操作模式： 地址输入有双重功能,根据地址中的a6,a7的电平状态决定a0a7的功能。如果a6,a7有一个是低电平,a0a7输入全解释为地址位,作为起始地址用。地址位仅作为输入端,在操作过程中不能输出内部地址信息。根据 、或的下降沿信号,地址输入被锁定。如果a6,a7同为高电平时,它们即为模式位。 使用操作模式有两点要注意: (一)所有初始操作都是从0地址开始,0地址是1420存储空间的起始端,以后的操作可根据模式的不同,而从不同的地址开

9、始工作。当电路中录放音转换或进入省电状态时，地址计数器复位为0。 (二)当、或变为低电平,同时a6,a7为高电平时,执行对应操作模式。这种操作模式一直执行到下一个低电平控制输入信号出现为止,这一刻现行的地址/模式信号被取样并执行。 操作模式可以与微控制器一起使用,也可用硬件连线得到所需系统操作。 a0-信息检索(或 only) 不知道每个信息的实际地址,a0可使操作者快速检索每条信息,a0每输入一个低脉冲,可使得内部地址计数器跳到下一个信息。这种模式仅用于放音,通常与a4操作同时应用。 a1- 删除标志( only)可使录入的分段信息成为连续的信息,用a1可删除掉每段中间信息后的标志,仅在所有

10、信息后留一个标志。当这个操作模式完成时,录入的所有信息就作为一个连续的信息放出。地址功 能典 型 应 用兼容地址a0信息检索快速检索信息 a4a1删除标志在录放最后一段语音结束时给出标志a3,a4a2, a5未用a3循环放音从0地址连续放音a1a4连续寻址可录放连续的多段信息a0、a1 a3- 循环重放信息(或only)可使存于存储空间始端的信息自动地连续重放。一条信息可以完全占满存储空间,那么循环就可以从头至尾进行工作,并由始至终反复重放。 a4- 连续寻址：在正常操作中, 当一个信息放出, 遇到一个标志时,地址计数器会复位，a4可防止地址计数器复位,使得信息连续不断地放出。 a2、a5-

11、未用。五、典型线路图：图1-4 isd1420典型线路图连接图isd1420p地址功能表地址状态功能说明dip开关12345678（on=0，off=1）地址位a0a1a2a3a4a5a6a7（1为高电平，0为低电平，*为高或低电平）00000000一段式最长20秒录放音，从首地址开始。10000000以八位二进制表示地址，每个地址代表125毫秒。地址模式00000010一段从a6地址开始的12秒录放音。*0只要a6、a7有一位是0，就处于地址模式。*0*00010011循环放音操作，按一下pe键可循环放音，按pl键停止；或按住pl键放音，松开即停止。操作模式00001011按顺序连续分段录放

12、音，每段语音长度不限。00000011地址指针复位，开始录放第一段。10001011按pe键可快速选段放音六 ds18b20内部结构与测温原理ds18b20温度传感器由64位rom、温度传感器、非挥发的温度报警触发器及高速缓存器这4个部分组成。ds18b20可编程温度传感器有3个管脚：gnd为接地线，dq为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与单片机相连。vdd为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围3055 v。 本文使用外部电源供电9。如图2-4所示。 图1-5 ds18b20的系统结构首先来介绍一下ds18b20这块传感器的特性及其功能： 用户可自设定报警上下限温度

13、值。 不需要外部组件，能测量55+125 范围内的温度。 10 +85 范围内的测温准确度为05 。 通过编程可实现9l2位的数字读数方式，可在至多750 ms内将温度转换成12 位的数字，测温分辨率可达00625 。 独特的单总线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条线即可实现与处理器双向通讯。再来看看ds18b20的内部结构:ds18b20内部功能模块主要由4部分组成：64位光刻r0m、温度传感器、非易失性的温度报警触发器th和tl、配置寄存器。r0m 中的64位序列号是出厂前被光刻好的，他可以看作是该dsisb20的地址序列码，每个dsi8b20的64位序列号均不相同。高低温报警触发器th

14、 和tl，配置寄存器均由一个字节e2prom组成，使用一个存储器功能命令可对 th，tl或配置寄存器写入。配置寄存器中r1，r0决定温度转换的精度位数：r1r000,9位精度，最大转换时间为93.75 ms；r1r0 = 01,10位精度，最大转换时间为187.5 ms；r1r0 = 10,11位精度，最大转换时间为375 ms；r1r0 =11,12位精度，最大转换时间为750 ms；未编程时默认为12位精度。本系统采用的也是12位的精度。其中64位光刻rom如下图2-5所示。 图1-6 ds18b20的64位光刻rom接着再来了解一下ds18b20的内存结构与温度测试的功能:dsi8b20

15、温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存ram （便笺式的内部存储器）和一个非易失性的可电擦除的eeprom，后者存放高温和低温触发器th，tl和结构寄存器。便笺存储器包含了9个连续字节（08），前两个字节是测得温度信息如图1-7所示，字节0的内容是温度的低8位，字节1是温度的高8位，字节2是th（温度上限报警），字节3是tl（温度下限报警），字节4是配置寄存器如图2-7所示，用于确定输出分辨率9到12位。第5、6、7个字节是预留寄存器，用于内部计算。字节8是冗余检验字节，校验前面所有8个字节的crc码，可用来保证通信正确。 双字节位温度格式与十进制温度的转换关系图1-7 分辨率设置表当dsi8

16、b20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的0，1字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式以0062 5lsb形式表示。温度值格式如图26所示，其中“s”为标志位，对应的温度计算：当符号位s=0时，直接将二进制位转换为十进制；当s=1时，先将补码变换为原码，再计算十进制值。图4下面的表是对应的一部分温度值。dsi8b20完成温度转换后，就把测得的温度值与 th做比较，若tth或t rom操作命令 - 存储器操作命令- 处理数据 初始化 单总线上的所有处理均从初始化开始； rom操作品令 总

17、线主机检测到dsl820的存在便可以发出rom操作命令之一，这些命令如：指令 代码 read rom(读rom) 33h match rom(匹配rom) 55h skip rom(跳过rom cch search rom(搜索rom) f0h alarm search(告警搜索) ech 存储器操作命令 指令 代码write scratchpad(写暂存存储器) 4ehread scratchpad(读暂存存储器) behcopy scratchpad(复制暂存存储器) 48h convert temperature(温度变换) 44hrecall eprom(重新调出) b8h read

18、power supply(读电源) b4h七 串行eeprom及其接口eprom可作为微机系统的外部程序存储器、其典型产品有at24cxx系列芯片2716、2732、27128、27256和27512等。e2prom分为并行和串行i2crom，与并行eprom相比，串行i2crom体积小、价格低、电路连接简单，但数据传输速度慢，常用于单片机系统的特定参数的存放。串行i2crom种类也较多，以24cxx系列的芯片为例，其主要产品有24c01、24c02、24c04、24c08及24c16等，它们的存储容量分别为：128*8、256*8、512*8、1024*8、2048*8。其主要特点如下：串行

19、口为ic bus接口，常用普通2根i/o线传输；具有页写模式（24c01为4字节，24c02为8字节，其余为16字节页写）；自同步页写周期为10ms，10万次写入次数，100年数据保存。下面介绍一下24cxx的引脚及接口应用，24cxx的图如图1-8 at24cxx的封装形式和通常外部接法所示：图1-8 at24cxx的封装形和通常外部接法其中a0，a1，a2为芯片的地址线，单片使用时一般接vss；scl为串行移位时钟；sda为串行数据和地址。通过sda，cpu可对芯片写入或读出数据，要注意的是sda上的数据在scl高电平时必须稳定，在scl低电平时才允许变化，也就是说始终信号scl为高电平时

20、，sda由高电平到低电平才开始；当时钟信号scl为高电平时，sda由低电平到高电平上才为结束。从开始到结束期间为忙，结束到下开始为闲；hold为写保护。 八 辅助芯片七段led译码器cd45114511译码器指的是将单片机89c2051转换过来的十进制数(8421bcd码)直接在数码管上显示，这就不需要字模。本设计所选用的译码器cd4511是4-7段（4输入，7输出）锁存译码器/驱动器，它是输出高电平有效的cmos译码器。其输入为8421bcd码。它与七段数码管配合使用。7、1、2、6脚接是8421bcd码的输入端，分别对应a、b、c、d其中d是8421bcd码的最高位。/lt是试灯端，低电平

21、有效,当其为低电平时，所有笔划全部亮，如不亮表示该笔划有问题。/bl是灭灯端，低电平有效,当其为低电平时，不管输入的数据状态如何，其输出全为低电平。le是选通/锁存端，它是一个复用的功能端，当输入为低电平时，其输出与输入的变量有关；当输入为高电平时，其输出仅与该端为高电平前的状态有关，并且输入d、c、b、a端不管怎么变化，其显示数值保持不变。a-g是译码输出端，为高电平有效，故其输出应与共阴极的数码管相对应。其引脚图如图1-9。图1-9 cd4511引脚图 驱动芯片uln2003驱动芯片uln2003内含7个共射级的达林顿阵列。由于其内部带有反向器，其输出电流将会很大，一般情况下其输出电流为5

22、00ma,峰值可达到600ma。输出电压为50v。由于达林顿管是一种“三极管级连三极管”的电路，其驱动能力较一般的驱动电路要强很多。它可以驱动直流电动机、led显示屏、灯丝灯具、以及大功率的缓冲器等等。其引脚图如图1-10所示。in1-7是七个输入端，out1-7是七个输出端。8脚接地。9脚接电源。在要求输出电压高于5v时才用接vcc;若输出电压小于等于5v,则不用接。图1-10 uln2003的引脚图驱动芯片uln2003可以提供七个输出。每个的内部驱动电路都是一样的，如图1-11所示。图2-11 uln2003的内部驱动电路十进制或二进制八进制译码器cd4028cd4028 是bcd：四、

23、十译码器，它由4个缓冲输入端口、译码逻辑门和10个缓冲器组成。加至四个输入端口a0a3的一个bcd码在十个十进制译码器输出十个相应的顺序脉冲，输出为高电平有效。同样，若a30，加在输出口具有高驱动能力，以在高输出应用中增强直流和动态性能。bcd十进制译码器4028的引脚图如图2-12所示。图212 bcd十进制译码器4028的逻辑引脚图cd4028功能真值表dcbaq0q1q2q3q4q5q6q7q8q9000010000000000001010000000000100010000000001100010000000100000010000001010000010000011000000010

24、00011100000001001000000000001010010000000001第二部分 课程设计课题课题一：电子钟一：制作要求：用80c51/52单片机编程控制显示的电子钟。1）要有8位led显示器，分别显示 “年号：月份：日期”/“时：分：秒”例如“2005。10。 20”表示“2005年10月20日”/“10 52 49” 表示“10时52分49秒”2）要有四位输入按键，功能分别是“移位”，“数字+”，“数字-”，“存储”即“shift”，“num+”，“num-”，“save”3）显示过程：实验板通电开机后，8位led显示器显示“时：分：秒”按下“shift”后第一位数字闪动，

25、继续按下“shift”后面数字闪动移位。再按“num+”数字增加，按“num-”数字减少，按“save”储存修改结果。二：硬件结构：80c52/51，8位led显示器，cd4511-bcd译码器。参考电路见（附录一）三：软件思路：可以分四个部分：参考子程序段见（附录六）1动态扫描显示led电路程序 设立8个内部ram 显示缓冲区 ，将要显示的数据的bcd码送显示缓冲区，程序只需要将显示缓冲区的bcd码，送相应的端口即可。动态扫描显示 例如：将40h-48h 为“时：分：秒”显示区 将49h-4fh 为“年：月：日”显示区2动态扫描键盘程序： 循环扫描有无按键，有：判断是何按键，转入相应子程序处

26、理。 无：返回主程序执行。3定时器设置与时间处理的程序： 此段为该程序段的关键所在，它决定时间的准确性，和进位的正确性。 定时器计数可用中断方式，也可以用软件查询方式进行。定时器中断定时方式的精确度高。采用软件延时方式要注意每条指令的机器周期的精确计算，否则会造成时间的不准。 4各项功能键的子程序模块：移位子程序：按下“shift”后左边第一位数字闪动，继续按下“shift”后面数字闪动移位。程序中可设置第二显示缓冲区，将移到要闪动的数字位设为不显示（黑）“0ffh/00h”，程序只需要将两组显示缓冲区的bcd码，分时间间隔发送出去，就会产生数字闪动效果。数字+/-：将要显示的数据缓冲区的内容

27、取出加一/减一，注意每个位都有自己的位限制，如“时”的位最大数23，“分、秒”最大数59，“月”最大数 12，“日” 最大数 31。两位数一起调整比较方便。还要注意的是计数后二/十进制之间的转换问题。“存储”：即将修改好的数值存储到显示缓冲区，并返回，进入主程序运行。课题二：简易计算器制作一：制作要求：用80c51/52单片机小系统编程制作的简易计算器。1）要有4位led显示器。2）要有09个数字输入按键，和功能按键分别是 “+”，“-”，“*”，“/”，“=” “clr”，“ret”即“加法”，“减法”，“乘法”，“除法”，“等于”，“清除” ，“修改”3）显示过程：实验板通电开机后，第一位

28、led显示器显示“0”按下相应数字，在按运算键“+ 、- 、*、/ ”后 再按第一组数字，继续按下“=”即可显示整数运算结果。按“清除键”清除当前led显示器上的全部数字，按“修改键” 清除当前led显示器上右边的一个数字。二：硬件结构：可借用课题一电路。参考电路见（附录一）三：软件思路：只需要算出四位整数加/减法，和两位整数乘/除法，即可。要求有输入出错处理子程序。参考功能子程序段见（附录六）四：提高设计：（思考选择）能否设计出带负数的算术运算，能否设计出带浮点（小数）的运算。课题三：语言报数计数器一：制作要求：用80c51/52单片机和语音芯片isd1420构成的编程控制的语言报数计数器小

29、系统。二：硬件结构：参考电路见（附录二）三：软件思路：参考流程图，及软件清单。 四、语音报数系统 单片机语音报数系统，是一种专用系统，软硬件资源都得到充分利用。此系统按硬件、软件系统分述如下： （一）硬件系统 单片机报数系统是由三块电路组成的。它们是： 1单片机系统 语音报数系统是在单片机控制下，对产品实行自动报数的一种应用方式，因此无须键盘和显示装置。片内收ram足以够用，也无须外接ram芯片。所以此语音报数系统所使用的单片机系统属于单片机最小系统类型。它所使用的芯片是：cpu为89c51/52从芯片种类特征上看，单片机系统内有4-8k flish程序存储器，足够存放下监控程序。 电路中还包

30、含复位电路和时钟电路。 2语音系统 语音系统采用的语音电路板，构成单片机控制下的语音系统。从附录三图中看到，809c51的 p10p17 8根口线与语音芯片的aoa7地址线相连，控制录放的起始地址，实施分段建库等功能。p35口线控制录放。p34口线与红外接收电路的输出端相连，用于处理产品探测系统的输出信号，实施计数功能。 3产品探测系统 单片机语音报数系统电路图如附录三中收发二极管对完成检测产品脉冲信号，由反向器非门将信号送入89c51-p3.4计数口t0。 （二）软件系统 软件是根据硬件特点和要求进行编写的。软件系统分录音系统和放音系统。这两个系统编程依据都和语音isd1420芯片的性能有直

31、接的关系。 第一，该语音芯片录入时间只有20秒，在这20秒的时间里，不可能将所有的十进制数，由小到大全部录进去。解决的办法建立语音库，也就是说，只要录进“1、2、3、4、5、6、7石、9、拾。百、千、万、亿、零”这些语音信号，然后再将这些语音相互组合，就可以报出任意大小数字。 第二，一个语音信号录多长时间，时间太短听不清楚（音乐除外），时间太长，造成浪费，根据实验，以05秒录一个语音适中，这样20秒可录40个不同的音，这对于一个报数系统富富有余。 第三，若以05秒录一个语音信号，每一个语音地址应怎样计算，这和语音芯片本身性能有关。关于地址计算，参看语音管脚介绍部分。 第四，放音时按什么顺序才能

32、正确放音？通过实验，必须先提供语音的地址然后再提供放音电平，再给出放音时间，放音结束后，撤掉放音电平，并置相反状态，做好下一次放音准备。 上述四个问题在编程时，都应认真考虑、分析，录音和放音流程图，以及其参考程序清单如下： （三）录音系统 本录音系统具有录、试听、满意与否的控制功能，每个语音与其对应地址自动生成。 录音程序流程图如下图所示。图 2-1 录音程序流程放音程序流程图如下图所示。图 2-2 放音程序流程 对录、放程序作如下说明： 录音程序： 执行录音程序，只有按下wri键，才能录音，时间半秒钟，录完后，试听（按下rd键），不满意，再次按下wri键，在原地址上重新录音，在试听后，觉得满

33、意，按一下rd键，再按wri键，才能对下一个地址进行录音。 放音程序：00c0h00d3h地址范围内单元中的内容为语音地址，语音与地址对应如下 语音地址对应表 （四）、语音报数系统的开发仿真过程 单片机控制下的语音报数系统，是在hk-300仿真开发机上进行调试、模拟开发出来的。整个模拟开发过程如下： （1）将仿真开发机与语音板通过40片扁平电缆将用仿真头连接起来，把红外接收电路的输出端，与实验语音板中的（p34）插针相接，将红外接收电路中、的电源十5 和负极vss分别与实验语音板中标有 vcc和 gnd相连，在仿真系统中输入放音程序编译无误后，分别执行，看是否达到放音效果。 （2）产品报数实验

34、 1将红外发射管和接收管对正，之间距离10厘米以内。 2接通电源，输入放音程序和语音地址。 3执行程序，用于指在红外发射接收管之间移动，模拟产品的到来与过去，喇叭就会报出产品的个数。 4本程序只编到报99，若想扩充报数范围，需要在此程序基础上，增加程序即可。 如果将程序固化到89c91/52中去，就开发出单片机控制下的语音报数系统。课题四：温度控制器的设计一：制作要求：用89c2051/52单片机和数字温度传感器isd18b20构成温度采样报警控制小系统。二：硬件结构：参考电路见（附录三）三：软件思路：参考流程图，及软件清单。 四、温度采集控制系统 单片机温度采集系统，分述如下： （一）硬件系

35、统 单片机温度采集系统是由三部分电路组成的。它们是： 1单片机显示部分 是在单片机控制下，由mc4511产生bcd译码，uln2003完成驱动显示的简单方法，同时可以有两路按键响应装置。还可以外扩串口i2crom，完成掉电数据保护功能。电路中还包含复位电路和时钟电路。 2报警控制部分 报警部分由三极管t2蜂鸣器beel构成. 控制部分由光电隔离器（光电耦合）u7/u8,继电器jdq1/2组成。 3温度探测存储部分由ds18b20采集温度，和24c16保存掉电数据。 （二）软件系统要求1、采集并显示温度值（要求精度1c）提高部分为0.1c。2、有温度上下限控制，并发音报警，同时开启相应继电器。3

36、、扩展要求，能显示时间，并能设定报警温度值，能记忆报警时的温度值和报警时间点。课题五：随机猜码器（掷骰子小游戏）一：制作要求：用80c051单片机和三组发光二极管组成的点阵构成的显示小系统。二：硬件结构：参考电路见（附录三）三：软件思路：当按下“start”键后，三组（7只）由不同颜色构成的骰子点阵开始随机闪动，再按下“start”键后，闪动逐渐慢下直到停止，最后显示的点数即为结果。复位后全部彩灯均灭。其中 16 点数要求如下显示：图2-3 led点数图形五：实验报告以上每个课题做完后都要写出实验报告内容：1、按实验要求写出实验电路内容、构成原理。2、写出实验焊接、调试硬、软件直至完成的过程。

37、3、写出实验中遇到的问题，及其解决的方法。4、写出测试结果（数据表格），或画出波形图。5、个人收获、体会和建议。6、附带电路原理图、程序流程图、程序清单。 第三部分 单片机应用系统的开发过程图3-1单片机应用系统的开发过程一：恒科 超想-3000仿真机的使用方法：在桌面点击“hk-51系列仿真开发系统”出现如下画面：1、“新建”/“打开”一个 asm 汇编源程序2、“编译/汇编！”asm 文件，生成包括hex 16进制文件在内的系列文档。 如果编译没有通过，则根据提示修改程序的语法错误，直到编译成功。3、插入仿真头到应用板上，通电后用“单步”或“连续”运行，观察cpu内部ram，各个特殊功能寄

38、存器内容的变化，以及应用板上设计的显示等变化。如果达不到设计效果和要求，则需要重新考虑修改程序上的逻辑错误，直到完善为止。要想了解更多超想-3000仿真机的使用方法，请查阅 单片机原理及其接口技术实验朱定华 编著 教材 附录a（超想-3000仿真机使用说明） 图3-2 hk-51系列仿真开发系统仿真软件窗口图示第四部分 维修技术-单片机系统板故障及其排除方法本章面向广大己具备单片机基础知识，又面临单片机故障束手无策的读者，由浅入深地介绍单片机系统故障及其排除方法。讲述以dp-851k为例，将其组装、调试及使用中常碰到的故障分类介绍，本章第四节中列出了故障实例，从介绍故障的现象，分析产生的原因及

39、排除方法入手，重点放在故障的分析与排除，目的在于读者通过学习本章可以排除单片机系统使用过程中的大部分故障，以提高单片机的使用效率。4.1 维 修 必 备 一、知识准备 单片机系统维修首先要掌握单片机系统结构及电路原理。dp-851k单片机教学实验系统主要由主板和实验板组成。主板包括一个8011片机扩展系统，键盘及数码管显示部分。8031的40个管脚通过幼芯扁平线提供给实验板。对dp-851k的电路原理图前面己有介绍，关键要抓住它的三总线，数据线由p0口提供，地址线由p0口和p2口提供，用于系统扩展的控制总线有而/wr、/rd、/psen、ale和/ea。/rd、/wr执行外部数据存储器读、写操

40、作指令时自动生成，/psen是读外部程序存储器时自动生成的读选通信号。并行vo扩展接口芯片8155在本系统中作扩展i/0口，其中pa口的pa0一pa7为键盘的8根列线，pc口的pc0一pc3为键盘的4根行线。pb口的pb0一pb7经74ls245驱动控制数码管的段选信号；pa0pa5经74ls06驱动控制数码管的位选信号。 按复位键后系统复位，数码管显示“bjp-51。 开关k2控制地址线a13接地或+5v用来选择键盘监控或pc监控，使用键盘时a13应接地;8031的串行口扩展为rs232c标准口，它把rxd和txd通过晶体管9012、9014及附加电路与pc机的标准rs232c连接，在通讯程

41、序支持下进行系统的编程与调试， 二、维修工具及简单测试仪器 (一)维修工具 电烙铁:它是焊接必备的工具。选择20w内热式比较好。 吸锡器:常用来取坏的数码管及更换直接焊在印刷线路板上的ic等。选择30w强吸力、单手操作的比较好。 偏口钳:常用来切断焊在印刷线路板上元器件的多余针线。选择切口锋利的小钳子即可。 尖嘴钳:常用来校正碰弯的ic脚。电工用的小型尖嘴钳较好。 普通螺丝刀:常用来从亿座上撬下ic 刀片:常用来切断印刷线路板上的引线，用来定位故障。尖的手术刀片即可。 大针:常用来捅通被焊锡堵住的焊孔。 (二)简单测试仪器 万用表:主要用电阻档检查印剧线路板上的短路与断路，有时也用来检测一下电

42、压是否正确，最好选用指针式万用表。 逻辑笔:利用红、黄、绿三种颜色的发光二极管来显示高电平、低电平、高阻及脉冲四种状态。使用时利用主板上的电源，红色鱼尾夹接十5v，黑色鱼尾夹接地，这时黄色发光二极管点亮，表示探针处在高阻状态。当用探针轻触电源地时，黄色发光二极管熄灭，绿色发光二极管点亮，表示测试点为低电平。当用探针接+5v时，红色发光二极管点亮，表示测试点为高电平;若用探针测试脉冲时一般会看到红、绿发光二极管交替点亮。选择二十元左右的普及型逻辑笔即可。三 管脚静态动态电位图 为了方便读者学习，并且更有针对性地分析和排除单片机的常见故障，读者手中应有一份静态、动态电位图。电位图是指用逻辑笔实测好

43、的单片机，并把各点电位记录下来作为维修参考。 (1)静态电位图，是指将单片机上带ic座的集成电路块都取下，然后接上电源，测得的各点电位，单片机处于非工作状态。 (2)动态电位图，是指取下键盘(为了测试方便)后，接上电源，使单片机处于工作状态时记录下来的各管脚电位。故障的表现形式多种多样，故障定位较为困难，维修时用实测到的电位与电位图进行比较也是分析、定位故障的一种手段4.2 故障分类与定位 1、故障分类 故障分为三类:印刷线路板故障、元器件故障、焊接故障。 (1)印刷线路板故障是指制板过程中造成的断线、短路、焊孔不通等故障。 （2)元器件故障包括小开关失效，数码管缺段、集成电路块损坏等故障。

44、(3)焊接故障还可以分为焊前故障和焊后故障。 a）焊前故障，焊前就已出现故障。如:晶振电路的两个22p的电容，安装时一个22p，另一个却插222p，造成晶体不振，系统不工作的故障。 b）焊后故障，由于焊接不当造成。如:焊锡毛将相邻接点短路等。 2 、 故障定位 定位故障是根据故障现象，采用一些方法分析、判断确定发生故障部位的过程。 定位故障常用的方法有: （1）逐步判断法 故障很少一眼就看出来，一般采用逐步判断法，即根据故障的现象一步步地分析判断并配之以其它方法，如:用逻器笔测量电位等，最后确定故障部位。 (2）逐点对照法 将实测的静态或动态电位和电位图进行对照比较，从中发现问题，帮助定位故障

45、。 (3）电阻测量法 电阻测量法是指用万用表的电阻档测量电路是否有断路或短路，以定位故障。使用电阻测量法时一定要在断电情况下进行，否则会造成严重后果。(4)替换法 当判断某块集成电路有问题时可以用好单片机上的相应集成电路替换，采用这种方法最简单易行。但是，拨插集成电路绝对不允许带电。这是由于带电拨插时，会产生较强的感应电动势，此时瞬间电压很高，足以击穿某些集成电路，部分引脚插入电路，也会损坏器件。43、障 故 例 实1、 数码管显示全8。造成以上现象的原因很多，应采取逐步判断法，先从容易判断、并且出错率最高的地方入手。 (1)首先用逻辑笔查27128的26脚是否为低电平。 原因:27128中固

46、化有16k监控程序，实际是两个独立的程序块，前8k是为以键盘、数码管为输入、输出手段的用户提供的管理程序，后8k为以pc机为输入、输出手段的用户提供的管理程序。地址线a13为低电平选择前8k的键盘监控;为高电平时则选择pc监控。a13是27128的26脚，使用键盘监控它应该是低电平。a13高、低电平的选择是靠k2实现的。 实例1 现象:数码管显示全是8，复位没变化。 检查:拨动开关k2，27128的26脚用逻辑笔测总是黄色。 分析:键盘监控没启动，k2失效。 排除:更换开关k2后，正常。 (2)用逻辑笔查8031的3239脚，一般应显示红、绿或黄、绿。 原因:8031的32-39脚为数据总线兼

47、地址总线的低8位，单片机8031正常工作时在它的32-39脚总应有脉冲高低的变化，否则8031没工作。 实例1 现象:数码管显示全是8，复位没变化。 检查:8031的32-39脚逻辑笔测得均为黄色，说明8031没工作，查8031静态电位与静态电位图相符。换8031后，故障依旧。 分析:8031本身没坏，静态电位对，说明相关电路没大问题，8031没输出，判断晶体没起振。 排除:仔细查看晶体与电容，发现电容一个22p，另一个误插222p。更换后，正常。 实例2 现象:数码管显示全8，复位后没变化。 检查:开关正常。8031的32一39脚没输出，查8031静态电位与静态电位图相符。 分析:8031集

48、成电路损坏。 排除:更换8031集成电路后，正常。 实例3 现象:数码管显示全8，按复位键没变化。检查:查27128的26脚为低电平。查静态和动态电位，静态电位与电位图相符，动态电位不全对，8155有输入无输出。根据电路原理图查三总线，发现8031的34脚与74ls373的14脚不通。将连线断开，分段检查，发现8031的ic座的34脚未插入铜化孔内，与线路板断开。 分析:8031的34脚悬空，因为它是p0口中的一根，所以地址和数据都会发生错误，没能启动键盘监控。 排除:将ic座上的34脚取下来，用大针将线路板上的焊孔捅通，取一好的ic座上的引脚捅入焊孔，用锡焊好，故障排除。 实例4 现象:数码

49、管显示全8，按复位没变化。 检查:测27128的26脚为低电平。查8031的输出不对，没有脉冲，8031没工作。 查动态电位，发现8031的pl口、p2口电位明显不对，并且按复位键没变化，怀疑8031坏，更换后现象依旧。 查去掉集成电路块后8031座是否有短路，结果发现8031的18脚和23脚在引出的40根弯针处短路。 分析:8031的18脚接晶体，23脚和18脚短路，造成振荡电路不能工作。 排除:烫开短路处，系统工作恢复正常，故障排除。 实例5 现象:数码营显示全8，按复位键没变化。 检查:测27128的26脚为低电平。查8031的32一39脚有脉冲输出，说明8031已工作。查动态电位发现8

50、031p2口为低电平，按复位键变高，放手后变低，ic7 74ls138的1脚动态电位黄色发光管点亮为高阻与动态电位图不相符。 细查发现8031的23脚至74ls138的1脚的印刷线路有一极细的断痕。 分析:ic7的74ls138是直接给27128提供片选信号的译码电路，输入不对，输出也会错。 排除:将断痕用刀刮净镀锡，然后用镀锡细铜线将它们沟通，故障排除。 实例6 现象:数码管显示全8，复位没有变化。 检查:测27128的26脚为低电平。查8031的3一39脚有输出，说明8031已工作。查静态电位正常，动态电位8155有输入，没输出。 去掉集成电路块，查8031各脚是否有短路，结果发现32和34脚短路，经分段查找发现短路点在74ls373的13和14脚间有一极细焊锡毛。 分析:8031的32脚和34脚短路，造成地址线和数据线发生错误;无法正常启动键盘监控。 排除:去掉短路点焊锡后，正常。 实例7(原电路51维修实例) 现象:数码管显示全8，复位没变化。 检查:测27128的26脚为低电