ch01单片机最小系统及其搭建

单片机最小系统及其搭建新工科建设之路·机器人技术与应用系列应用型人才创新能力培养机器人制作与开发(单片机技术及应用)(第2版)第一章01AT89S52单片机最小系统的搭建时钟电路的搭建单片机指令的执行需要用到时钟信号，晶振（晶体振荡器）就是用来为单片机提供基本时钟信号的。时钟频率越高，单片机的运行速度就越快。每个单片机都有它能够接受的最高时钟频率。当一个单片机系统中有多个芯片需要时钟信号时，它们通常共用一个晶振，便于各部分保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。AT89S52单片机最小系统的搭建复位电路的搭建复位电路的作用是让单片机的程序重新执行。在上电、断电或者发生故障后都需要复位。复位电平需要持续两个机器周期以上才有效，具体数值可以由复位的RC电路计算出时间常数后确定。AT89S52单片机使用的晶振振荡频率为12MHz，每个机器周期为1μs，因此需要持续2μs以上的高电平才能触发复位。AT89S52单片机最小系统的搭建上电复位电路AT89系列单片机都是高电平复位的，通常在复位引脚RESET上连接一个电容到Vcc，再连接一个电阻接地，由此形成一个RC充放电回路，保证单片机在上电时RESET引脚上有足够长的高电平时间，使得单片机能够正常复位。AT89S52单片机最小系统的搭建按键复位电路按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关被按下时，电容放电，RESET引脚被拉到高电平。电容充电时会保持一段时间的高电平，从而使单片机复位。AT89S52单片机最小系统的搭建电子设计产品仅有硬件部分是无法完成所需工作的，需要软件的配合才能实现预想的功能，所以需要将编写好的程序下载到单片机中，这就需要下载电路，其原理图如图1.6所示。AT89S52单片机最小系统的搭建图1.9所示为单片机最小系统的电源电路。AT89S52单片机最小系统的搭建面包板上搭建的电源电路如图1.10所示。02用搭建的最小系统控制两轮机器人运动任务1.1已将时钟电路、复位电路、下载电路、电源电路和单片机综合起来构成的单片机最小系统搭建在面包板上。为了控制两个电机，还需要在最小系统上增加两个3Pin插针，并将3Pin插针根据所控制的机器人伺服电机的接口定义与单片机和相应电源引脚连接。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动两轮机器人伺服电机控制线的连接如图1.11所示。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动机器人伺服电机的连接电路如图1.12所示。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动将两个电机的3Pin引脚插针分别插到面包板的左右两边。左电机中间红线端用红色导线接电源正极，左电机黑线端用黑色导线接地，左电机白线端用白色导线接单片机P10引脚。同理，右电机中间红线端用红色导线接电源正极，右电机黑线端用黑色导线接地，右电机白线端用白色导线接单片机P11引脚。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动单片机最小系统控制两轮机器人运动搭建的完整电路可以参考图1.13。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动注意：由于这里无法区分插针引脚的正极和负极，因此一定要注意正负极正确对接，即红色对红色，黑色对黑色，否则会立即损坏电源。在搭建电路的过程中要厘清思路，明白工作原理，学会分析电路，学会解决问题，多动手，勤动脑，要有钻研精神，这是成为一名优秀的软硬件工程师所必需的基本素质。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动编写单片机最小系统控制两轮机器人运动的程序单片机应用系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件系统是单片机应用系统的基础，软件系统则在硬件系统的基础上对其资源进行合理有效地调配和使用，两者需要共存才能实现控制功能。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动试一试修改程序，让自己亲手搭建好的机器人“听从”指挥，使其加速、匀速、减速运动，也可以让机器人按照规划好的场地运动到达目的地。当然，还可以进一步搭建更多的电路，将《机器人程序设计（C语言）》（第2版）教材中的一些案例完成，更深刻地体验单片机电路设计的原理和思想。用搭建的最小系统控制两轮机器人运动03扩展阅读一个基本的MCS-51子系列单片机通常包括中央处理器（CPU）、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、特殊功能寄存器、定时/计数器、串行口、4个1/O端口和中断系统，各部分由内部总线连接起来，从而实现数据通信。单片机的内部结构扩展阅读本书主要以应用最为广泛的Atmel公司的89系列单片机AT89S52为研究对象进行研究和使用，其内部基本组成框图如图1.14所示。扩展阅读CPU主要由运算器和控制器组成，是单片机的控制核心。中央处理器（CPU）单片机内部有时钟电路，要实现振荡器和时序功能需外接石英晶体和微调电容，产生时钟脉冲序列，通常振荡频率选择6MHz、12MHz或11.0592MHz。时钟电路（振荡器和时序OSC）数据存储器（RAM）共256个存储单元，通常使用低128个单元，用于存放可读写数据，高128个单元被专用寄存器占用。数据存储器（RAM）扩展阅读程序存储器（ROM）。2×16位定时/计数器。定时/计数器包含两个16位的定时/计数器，可实现定时或计数功能。中断系统。中断系统包含8个中断源、1个6向量两级中断结构。并行I/O端口。可编程全双工串口。全双工串口可实现单片机与其他设备之间的串行数据通信。扩展阅读04工程素质和技能归纳①单片机最小系统的概念和原理图的识别。②根据最小系统原理图在面包板上搭建最小系统电路。③给最小系统