单片机最小系统设计

会计学1单片机最小系统设计THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.一、单片机的硬件结构特点及其最小应用系统CPU程序存储器数据存储器I/O口定时计数器4.24典型单片机结构图片内总线时钟第1页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.一、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内核单片机第2页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.一、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/XTAL2PSEN、ALE、EA、RESET第3页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.一、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。第4页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.一、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）第5页/共34页外部设备基本系统I/O子系统THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.一、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单片机EPROMRAM显示器光电隔离键盘I/OI/O通用外部设备程序存储器数据存储器I/OA/D光电隔离光电隔离D/A数字量检测模拟量检测开关量检测开关量控制伺服驱动控制（数字量传感器）（模拟量传感器）（开关量传感器）（继电器、步进电机）（交、直流伺服电机）图4.26单片机应用系统构成第6页/共34页分析：THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

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位码段码扫描码键值？第7页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

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：共阴管的内部接线公共端公共端共阳管的内部接线每段驱动所需电流为2～8mA第8页/共34页

使用按键时，应注意接上拉电阻。THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

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5V?第9页/共34页4位动态显示电路THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

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。8P0.×8R0×85VP2.7P2.6P2.5P2.4R1×4T0（9013）×4P0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）第10页/共34页4×4键盘矩阵THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计部分设计方案：2、4×4键盘5V0123扫描信号P2.0P2.1P2.2P2.3R2×4如何求得键值？P2.7P2.6P2.5P2.4键值表011110111101111011101101101101117E7D7B77BEBDB7BBDBEBE7D7DDEDEEDE第11页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计部分设计方案：2、4×4键盘键值表011110111101111011101101101101117E7D7B77BEBDB7BBDBEBE7D7DDEDEEDEASCII码键值表01111011110111101110110110110111303438G23135G339G0G1G5G436373332?读入键值到ASCII码键值的转换第12页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计最小系统设计：单片机AT89S52P0P1P2P3EA5V5VXTAL2XTAL1时钟电路最小系统的外围电路外围电路设计5V复位电路RSTR3R4R5C1C0×2参数确定：R3＝47R4＝4k7R5＝4k7C0＝15pC1＝10u

晶振11.0592M第13页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计最小系统设计：单片机AT89S52P0P1P2P3显示电路设计4位动态显示电路8P0.×8R0×85VP2.7P2.6P2.5P2.4R1×4T0（9013）×484R0＝300R1＝1k数码管为共阳最小系统的显示电路第14页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计最小系统设计：软件流程图设计（1）主程序开始初始化：堆栈指针T0为定时、模式2TL0、TL1赋初值中断允许及优先级显示指针、位码及显示缓冲区赋值工作主程序启动T0工作（2）中断服务子程序T0中断入口保护现场恢复现场取被显示数并送显示修改显示缓冲区指针修改显示位指针一次循环完成？中断返回显示缓冲区指针赋初值显示位指针赋初值YN第15页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计D0

EQU

20HD1

EQU

21HD2

EQU

22HD3

EQU

23HPTER

EQU

28HWEI

EQU

29H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；显示位指针寄存器第16页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计

ORG

0000HAJMP

MAINORG

000BHAJMP

XIANSHI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；显示中断服务程序第17页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计

ORG

0020HMAIN:MOVSP,

#4FH

MOVTMOD,

#02H

MOVTCON,

#00H

MOVTL0,

#00H

MOVTH0,

#00H

MOVIE,

#02H

MOVIP,

#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为高优先级第18页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计

MOVWEI,

#10000000B

MOVD0,

#02H

MOVD1,

#00H

MOVD2,

#00H

MOVD3,

#08H

SETBEA

SETBTR0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工作第19页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计LOOP:NOP

LJMPLOOP最小系统设计：软件设计：（5）系统主程序；系统主程序区；预留第20页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计XIANSHI:

CLR

ET0

PUSHPSW

PUSH

ACC

SETB

RS0

CLR

RS1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号工作寄存器区第21页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计

MOV

DPTR,

#TAB

MOVR0,

PTER

MOVA,

@R0

MOVC

A,

@A+DPTR

MOVP0,

A

MOVP2,

WEI

INC

PTER

MOVA,

WEI

RR

A

MOVWEI,

A

JNB

ACC.3,

FINISH

MOVWEI,

#10000000B

MOV

PTER,

#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；修改位码第22页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计FINISH:

POP

ACC

POP

PSW

SETB

ET0

RETITAB:

DB50H,0DDH,

31H,15H,9CH

DB16H,

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；段码表第23页/共34页4×4键盘矩阵THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

基于AT89S52的最小系统设计部分设计方案：键盘接入5V0123扫描信号P2.0P2.1P2.2P2.3R2×4单片机AT89S52P0P1P2P3R2＝4k7?P2.7P2.6P2.5P2.4第24页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.

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：tV020mS20mS必须考虑信号前后的抖动若用软件解决，如何编写程序？第25页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.二、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。第26页/共34页THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛.1.二、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。5V12V微机信号执行系统12V5V机械系统去微机光电隔离电路信号由光传递第27页/共34页a.b.d.c.THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY电子设计竞赛