《单片机一体化应用技术基础》项目一 认识AT89S系列单片机

单片机一体化应用技术基础项目一

认识AT89S系列单片机

本项目主要介绍AT89S系列单片机的分类、基本结构及封装，并初步构建单片机最小应用系统。通过对单片机较全面的了解、认识，再到实际应用，以达到单片机一体化应用入门的要求。◎教学目标

通过任务中设计的几个教学环节，逐步揭开单片机的神秘面纱，突破单片机理论学习难、动手实践操作弱的障碍，让学生真正从兴趣入手、边做边学，从而进入边学习边提高的良性学习氛围之中。◎教学提示

本项目主要介绍AT89系列单片机，配合各种实物芯片，了解ProtelDXP2004CADPCB封装设计应用，ProteusISIS单片机仿真芯片原理图设计应用、到实际利用AT89S52芯片构建单片机最小应用系统，手工电路板焊接与简单测试。

重点介绍AT89S52各引脚，难点是了解其内部基本结构。项目一

认识AT89S系列单片机任务一

初识AT89系列单片机

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种输入输出端口和中断系统、定时器/计时器等功能（高端还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）全部集成到一块硅片上构成的一个小巧而功能完善的微型计算机系统，在工业控制领域有着广泛应用。眼见为识——单片机就在我们身边

洗衣机

电冰箱空调机微波炉

电饭煲电视机洗衣机电冰箱

空调机任务一

初识AT89系列单片机眼见为识——单片机就在我们身边手机

MP4车载MP3各种遥控器任务一

初识AT89系列单片机眼见为识——单片机就在我们身边任务一

初识AT89系列单片机眼见为识——单片机就在我们身边任务一

初识AT89系列单片机眼见为识——单片机就在我们身边（e）单片机实验开发实物电路板(f)单片机实验开发PCB印刷电路板任务一

初识AT89系列单片机融汇贯通——单片机的特点与发展一、单片机的主要特点高集成度、功能扩展性强、外部总线丰富、控制功能强、体积小、可靠性高、低功耗低电压便于生产便携式产品、开发成本低、性价比高、环境适应能力强等。

二、单片机的分类按适用范围划分为通用型单片机、专用型单片机。三、单片机的发展趋势任务一

初识AT89系列单片机融汇贯通——单片机的特点与发展四、电气符号不同设计软件下的单片机芯片电气符号，如下图所示。（a）Protel

原理图库设计的AT89S52单片机（b）Proteus环境下的AT89C52单片机任务一

初识AT89系列单片机理实并进——认识AT89系列单片机

随着集成电子技术的快速发展和用户对产品的不同需求，ATMEL公司推出了独树一帜的AT89多种系列的单片机。任务一

初识AT89系列单片机理实并进——认识AT89系列单片机一、AT89C51标准型系列单片机,如右图（a）所示。二、AT89S52高档型系列单片机,如右图（b）所示。任务一

初识AT89系列单片机理实并进——认识AT89系列单片机二、AT89S52高档型系列单片机任务一

初识AT89系列单片机理实并进——认识AT89系列单片机AT89S52是一种高灵活性、开发成本低、利用其较丰富资源就可产生许多嵌入式控制应用系统的高性能微处理器。同样适合教学使用。AT89S52还支持ISP下载功能，静态工作频率为0~33MHz，大大拓宽了工作频率和运算速度，还新增了其他功能，如SPI串行接口（如：AT89S53和AT89S8252），可编程监视器（看门狗）等，这都为广大用户提供了极大方便。任务一

初识AT89系列单片机任务二AT89S52的基本结构与封装眼见为识——AT89S52系列单片机结构一、单片机内部结构眼见为识——AT89S52系列单片机结构二、单片机外部结构AT89S52单片机这三种封装形式的引脚定义和引脚图，如下图(a)、(b)所示。任务二AT89S52的基本结构与封装眼见为识——AT89S52系列单片机结构二、单片机外部结构AT89S52单片机这三种封装形式的引脚定义和引脚图，如下图(c)所示。任务二AT89S52的基本结构与封装融汇贯通——AT89S系列单片机结构概述AT89S系列单片机的主要性能任务二AT89S52的基本结构与封装理实并进——制作AT89S52原理图元件库和TQFP封装库应用

在ProtelDXP2004电路板原理图设计中，其原理图库中是没有AT89S52单片机原理图符号，这就需要初学者自制电路原理图元件库，以满足我们设计的需要，此过程即为新建原理图元件库操作。任务二AT89S52的基本结构与封装理实并进——制作AT89S52原理图元件库和TQFP封装库应用一、新建AT89S52原理图元件库任务二AT89S52的基本结构与封装理实并进——制作AT89S52原理图元件库和TQFP封装库应用二、应用TQFPPCB封装库任务二AT89S52的基本结构与封装快乐升级——从“芯”开始AT89S52中央处理器CPU即中央处理器，是单片机的核心部件，是单片机的控制指挥中心。同微型计算机CPU类似，AT89S52中央控制器是一个字长为8位的高性能CPU。它内部由运算器ALU、定时控制器、若干寄存器等通过内部总线连成一个整体。它的作用是读取和分析指令，并根据指令的功能要求，指挥和控制单片机的有关部件具体地、有步骤地执行指定的操作，完成指令所要求的处理功能。任务二AT89S52的基本结构与封装课外阅读——STC单片机STC单片机是由美国设计，国内宏晶公司贴牌生产的，这个芯片设计的时候就吸取其他51系列单片很容易被破解的教训，改进了加密机制。如下表

STC单片机芯片简介任务二AT89S52的基本结构与封装眼见为识——引脚识图三步曲第一步：识别DIP40引脚中的电源及晶振引脚（共4只），如下图所示。任务三AT89S52的引脚眼见为识——引脚识图三步曲第二步：利用ProtelDXP2004电子线路CAD软件，设计标准的电路原理图。如下图所示。任务三AT89S52的引脚眼见为识——引脚识图三步曲第三步：利用ProtelDXP2004电子线路CAD软件，设计标准的PCB电路图，如下图所示。。任务三AT89S52的引脚眼见为识——引脚识图三步曲第三步：利用ProtelDXP2004电子线路CAD软件，设计标准的PCB电路图，如下图所示。STC90C58RD+PCB晶振及VCC、GND效果图和PCB焊接实物图任务三AT89S52的引脚融汇贯通——AT89S52的另外36个引脚第9引脚RST：复位信号输入引脚。第31引脚

：

为访问内部或外部程序存储器控制信号引脚。第30引脚

：ALE为地址锁存控制信号引脚。第29引脚

：访问外部程序存储器选通讯号引脚。第39~32引脚：P0.0～P0.7（芯片引脚表示位）。第

1~8引脚：P1.0～P1.7。第21~28引脚：P2.0～P2.7。第10~17引脚：P3.0～P3.7。注意：多功能I/O引脚：P0口～P3口（共32个引脚）是单片机对外联络的重要通道。任务三AT89S52的引脚理实并进——单片机芯片引脚识图

以”钻”形LED彩灯电路中单片机电路部分为例，介绍单片机芯片引脚的识图。1.将设计好的单片机电路原理图打开，如下图所示。任务三AT89S52的引脚理实并进——单片机芯片引脚识图利用Protel设计”钻”形LED彩灯部分单片机电路原理图，如右图所示。任务三AT89S52的引脚理实并进——单片机芯片引脚识图

如下图所示的**物业汽车车棚门禁系统单片机控制系统为例，分析单片机芯片引脚的识图。

该单片机控制系统电路主要由STC90C58RD+单片机芯片通过对无线模块信号的变化（汽车进出）时的检测，控制汽车门禁电机系统等工作，实现对小区车辆的自动出入控制。该电路原理图由上下两部分共同组成（为便于读者观察分析，将该原理图一分为二）。任务三AT89S52的引脚理实并进——单片机芯片引脚识图汽车车棚门禁系统电路原理图（一）汽车车棚门禁系统电路原理图（二）任务三AT89S52的引脚快乐升级——存储器组织

存储器是组成微机的重要部件之一。存储器的功能是存储程序和数据，这些信息是以二进制形式被有序地存放在存储器的各个存储单元中。每个存储单元统一有一个固定的编号来标识，这个编号称为单元地址。微机是通过地址来存放或取出信息的方式访问存储器单元。任务三AT89S52的引脚快乐升级——存储器组织一、存储数据的存储单位二、半导体存储器可分为只读存储器和随机存取存储器三、AT89S系列存储器结构任务三AT89S52的引脚课外阅读——总线

总线是一类信号线的集合是模块间传输信息的公共通道，通俗讲各种功能部件之间传送信息的公共通信传输主干线，用于在各个部件之间传输信息。为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。而在微机系统中常常以MHz表示的速度来描述总线频率。

按照信息传送的方向，总线可分为：单向总线和双向总线。按照传送信息的类型，总线可分为：数据总线、地址总线和控制总线。

按照传输数据的方式，总线可分为：串行总线和并行总线。串行总线中，二进制数据逐位通过一根数据线发送到目的器件；并行总线的数据线通常超过2根。常见的串行总线有SPI、I2C、USB及RS232等。任务三AT89S52的引脚眼见为识——手工单片机最小系统电路板任务四

构建单片机最小应用系统

单片机最小系统，原理图如下图所示（省略了电源部分）。单片机最小系统原理图核心部分眼见为识——手工单片机最小系统电路板

实物PCB板（正面元器件布局和背面手工焊接效果）如下图所示。任务四

构建单片机最小应用系统融汇贯通——复位电路1.常用复位方式（1）上电复位——如右图所示。U1RST上电复位2.定时监视器（WDT，看门狗）复位3.复位后寄存器状态4.非正常复位任务四

构建单片机最小应用系统理实并进——单片机最小应用系统电路制作一、材料与工具准备二、制作主要步骤：1、稳压电源设计原理图任务四

构建单片机最小应用系统理实并进——单片机最小应用系统电路制作二、制作主要步骤：2、稳压电源焊接完成效果图任务四

构建单片机最小应用系统理实并进——单片机最小应用系统电路制作二、制作主要步骤：3、复位电路焊接完成效果图任务四

构建单片机最小应用系统理实并进——单片机最小应用系统电路制作二、制作主要步骤：4、晶振电路焊接完成效果图任务四

构建单片机最小应用系统理实并进——单片机最小应用系统电路制作三、制作完成：

手工安装完成最小系统后的单片机电路板，如右图所示。任务四

构建单片机最小应用系统理实并进——单片机最小应用系统电路制作四、制作“钻”形LED

手工安装完成“钻形”LED电路板，如右图所示。任务四

构建单片机最小应用系统快乐升级——装配软硬件工作环境一、本教材涉及的软件、硬件环境电脑硬件、操作系统，XP或Win7系统。Proteus7Professional7.1SP2及以上版本。Keil

μVision33.05c版本（或更高版本）。Protelbuild8.2及以上版本。

Proteus和

KeilC联调插件：vdmagdi.exe。任务四

构建单片机最小应用系统课外阅读——CPU时序

单片机芯片中的CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作。CPU的时序是指CPU在执行指令过程中，