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1、单片机最简系统设计1. 概述31.1. 工程介绍31.2. 设计目的3学会熟练使用单片机，学会焊接设备。31.3. 设计思路31.4. 工程方案31.5. 软件介绍32. 功能和技术指标要求32.1. 功能要求32.2. 工作条件33. 硬件设计33.1. 整机组成33.2. 芯片介绍33.2.1. STC89C5233.2.2. 引脚图及介绍33.3. 时钟电路33.4. 复位电路34. 软件设计34.1. 软件设计流程34.2. 算法流程图34.3. 库函数34.4. 延时函数35. 焊接35.1. 焊接工具35.2. 焊接操作36. 测试记录36.1. 测试设备36.2. STC89C5
2、2测试程序36.3. 出现问题及解决方案37. 附录37.1. 单片机接口定义表37.2. 元件清单37.3. 烧录器连接参考图31. 概述1.1. 工程介绍单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，在我们生活的各个领域几乎都可以看见单片机的身影。工程要求完成单片机最简系统的设计，使得系统能够闪烁点亮LED灯一秒闪一次。系统以STC89C52单片机为控制核心。使用12M晶振，5V直流稳压电源，外部设备连接LED灯，使用洞洞板焊接，自行编写程序完成要求。1.2. 设计目的学会熟练使用单片机，学会焊接设备。1.3. 设计思路按照要求正确给单片机连接时钟电路，复
3、位电路，并接上LED灯，电源，完成硬件的连接。根据工程要求编写程序，并在进展测试。1.4. 工程方案表1-1工程方案表时间设计流程创立文档;制定设计方案;购置材料，焊接作品不断修改完善文档1.5. 软件介绍表1-2软件介绍表序号名称版本功能1WPS撰写文档2KeilKeil uvision4编写程序3VisioVisio 2021绘制系统框图2. 功能和技术指标要求2.1. 功能要求具有使外接LED灯一秒闪烁一次的功能。2.2. 工作条件5V直流稳压电源工作温度：0+703. 硬件设计3.1. 整机组成1.晶振用于计时，与两个电容并联使用，电容大小由晶振决定2.复位电路用于复位3.电源用于供电
4、，一般用电脑的USB口供电4.烧制程序的口图3-1 系统框图3.2. 芯片介绍3.2.1. STC89C52图3-2 STC89C52部构造图STC系列的51单片机是具有我国独立自主知识产权，功能与抗干扰性强的增强型8051单片机。其主要性能如下：(1)增强型8051型单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期，可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051；(2)工作电压：5V-3.3V5V单片机；(3)工作频率围：0-40MHZ，相当于普通8051的0-80MHZ，实际工作频率可达48MHZ;(4)用户应用程序空间为8K字节;(5)片上集成512字节RAM;(6)通用I/O口32个，复位后：
5、P0/P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需要加上拉电阻;(7)ISP在系统可编程)/IAP(在应用可编程)，无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口R*D/P3.0,T*D/P3.1，直接下载用户程序，数秒即可完成一片;(8)具有EEPROM功能;(9)具有看门狗功能;(10)共3个16位定时器/计数器，即定时器T0、T1、T2;3.2.2. 引脚图及介绍-图3-3 STC89C52引脚图图3-4 STC89C52实物图引脚说明：1.电源：VCC芯片电源，接+5v；GND接地端。2.时钟：*TAL1、*TAL2晶体振荡
6、电路反相输入端和输出端。3.控制线：共有四根ALE/PROG：用来锁存P0口送出的低八位地址/片有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。PESN：外POM读选通信号。RST：复位信号输入端。EA/VPP：外ROM选择端/片有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。4.I/O口线：P0、P1、P2、P3共四个八位口P0口：是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。也用以输出外部存储器的低八位地址。由于是分时输出，故应该在外部加锁存器将此地址数据锁存。P1口：专门供用户使用的I/O口，是准双向口。P2口：系统扩展时作高八
7、位地址线使用，不扩展外部存储器时，可以作为用户I/O口线使用，也是准双向口。P3口：双功能口，该口的每一位均可独立的定义为第一I/O口功能或第二I/O口功能。作为第一功能使用时操作同P1口。3.3. 时钟电路部时钟原理就是一个自激振荡电路，在部方式时钟电路中，必须在*TAL1和*TAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2MHz12MHz之间。晶体振荡器的振荡信号从*TAL2端送入部时钟电路，它将该振荡信号二分频，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。时钟信号的周期称为状态时间S，它是振荡周期的2倍，P1信号在每个状态
8、的前半周期有效，在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU就是以两相时钟P1和P2为根本节拍协调单片机各局部有效工作的。图3-5 时钟电路图3.4. 复位电路复位电路由按键复位和上电复位两局部组成。1上电复位：STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进展复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。2按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的
9、高电平来使单片机复位。图3-6 复位电路图4. 软件设计4.1. 软件设计流程图4-1 软件设计图该软件设计是顺序执行的，首先开场通电，使其能正常工作。然后在通电的条件下执行程序语句，达成设计效果。最后断电，在此条件下停顿执行语句。4.2. 算法流程图图4-2 算法设计图4.3. 库函数该程序使用的库函数为reg52.h,作为头文件写在程序开头。头文件其实就是一种声明，将单片机的一些常用符号变量进展定义声明，对一些特殊功能存放器进展声明，对一些关键字进展定义等。在代码中引用头文件，其实际意义就是将这个头文件中的全部容放到引用头文件的位置处，免去我们每次编写同类程序都要将头文件中的语句重复编写。
10、如果没有头文件，比方我们要用到P0口，我们还需要重新定义这个符号，还要把它的字节地址给这个符号。4.4. 延时函数程序延时局部： for(i=500;i0;i-) for(j=115;j0;j-)利用keil软件进入软件模拟调试模式，最开场i,j并没有赋初值，进入for语句，i,j分别赋值500和115，在存放器窗口的sec上显示的时间大约是500ns。整体程序就是灯亮500ns左右，灯灭500ns左右，并且一直循环。5. 焊接5.1. 焊接工具表6-1焊接设备表序号工具名称数量1电烙铁12焊锡丝13海绵14松香15洞洞板16烙铁架17剪线钳15.2. 焊接操作清洁烙铁头：焊接前要先将烙铁头放
11、在松香或湿布上擦洗，以擦洗掉烙铁头上的氧华物及污物，并借此现象观察烙铁头的温度是否适宜，在焊接过程中烙铁头上出现氧化物及污物时也应随时清洁。加温焊接点：将烙铁头放置在焊接点上，使焊接点升温。如果烙铁头上带有少量焊料，可在清洁烙铁头时带上，可以使烙铁头的热量较快传到焊接点上。熔化焊料：在焊接点上温度到达适当温度时，应及时将焊锡丝放到焊接点上熔化。移动烙铁头，拿开焊锡丝：在焊接点上的焊料开场熔化后，应将依附在焊接点上的烙铁头根据焊接点的形状移动，以使熔化的焊料在焊剂的帮助流布接点。并渗入被焊锡面的疑缝隙，在焊接点上的焊料适量后，应拿开焊锡丝。拿开电烙铁：在焊接点上的焊接接近饱满，焊剂尚完全挥发，也
12、就是焊接点上的温度最适当。焊锡最光亮，流动性最强的时刻，迅速拿开电烙铁，拿开电烙铁的时间，方向和速度，决定着焊接点的质量和外观。6. 测试记录6.1. 测试设备表5-1测试设备表序号设备名称数量1计算机12STC89C5213电源14万用表15USB转换接口16.2. STC89C52测试程序*include sbit led=P00; unsigned int a;void main()while(1)led=0; for(i=500;i0;i-) for(j=110;j0;j-);led=1; for(i=500;i0;i-) for(j=110;j0;j-);6.3. 出现问题及解决方案
13、1使用DC插座没弄清地，电源解决方法：在焊接过程中没有完全理解元器件的工作原理和构造，仅仅只了解了DC插座进展接地的功能，无视它供电的功能，在教师的指点下发现问题，重新上网查找资料，重新布线焊接，解决问题。2测试过程中出现灯熄灭的情况解决方法与思路：出现灯不亮的原因，可能是因为焊接部位不完全，或者是*个零件有损坏。用万用表对焊点和零件进展测量，发现其中一个焊点断路。重新焊接该点，继续测试，解决该问题。3LED灯不按照程序闪烁解决方法和思路：出现灯长亮，不闪烁的问题，可能是程序编写错误，或者是其他原因。先检查一遍程序并进展一次仿真，发现并没有问题。猜想是芯片问题，用现在的芯片在买来的成品单片机上进展测试，发现同样问题。重新购置芯片再进展烧录测试，解决该问题。7. 附录7.1. 单片机接口定义表表7-1单片机接口定义表引脚引脚名称引脚功能1P1.0连接LED灯9RST复位18，19*TAL2*TAL1连接时钟电路0GND接地40VCC电源7.2. 元件清单序号名称数量1直插式底座12STC89C5213DC插座14晶振15LED1630uF电容2710K电阻281K电阻1910uF电容110洞洞板111烧录器17.3. 烧录器连接参考图
