浅析AT89S51单片机最小系统的设计与制作
浅析AT89S51单片机最小系统的设计与制作
作者：杨美荣
来源：《职业·中旬》2011年第04期
单片机最小系统，是指用最少的元件组成以单片机为核心元件的可以正常工作具有特定功能的单片机系统，是单片机产品开发的核心电路。下面我们设计单片机最小系统，实现的功能为八路流水灯，同时应具有上电复位和手动复位功能，并且使用单片机片内程序存储器存放用户程序。
一、原理图的设计
对51系列单片机来说，单片机要正常工作，必须具有五个基本电路：电源电路、时钟电路、复位电路、程序存储器选择电路、外围电路。因此，单片机最小系统一般应该包括单片机、晶振电路、复位电路、外围电路等。
1.电源电路
单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC，一般外接+5V电压。第20脚为接地引脚GND。
2.时钟电路设计
单片机是一种时序电路，必须要有时钟信号才能正常工作。芯片的18脚（XTAL2）、19脚（XTAL1）分别为片内反向放大器的输出端和输入端，只要在18脚（XTAL2）和19脚（XTAL1）之间接上一个晶振，再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。注意，当采用外部时钟时，19脚（XTAL1）接地，18脚（XTAL2）接外部时钟信号。
3.复位电路的设计
单片机芯片的第9脚RST（Reset）是复位信号输入端。在开机或工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现，信号从RST引脚输入，高电平有效，只要保持RST引脚高电平2个机器周期，单片机就能正常复位。常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路二种。
4.程序存储器选择电路
单片机芯片的第31脚（EA）为内部与外部程序存储器选择输入端。当EA引脚接高电平时，CPU先访问片内4KB的程序存储器，执行内部程序存储器中的指令，当程序计数器超过0FFFH时，将自动转向片外程序存储器，既是从1000H地址单元开始执行指令；当EA引脚接低电平时，不管片内是否有程序存储器，CPU只访问片外程序存储器。
AT89S51内部有4KB的程序存储器，所以根据该脚的引脚功能，只有将该脚接上高电平，才能先从片内程序存储器开始取指令。
常见的程序存储器选择电路就是将第31脚直接接到正电源上。
5.外围电路的设计
单片机的主要控制功能是通过单片机的I/O口按不同时序输出不同的高低电平控制外部的电路实现特定的功能。
AT89S51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。这四个口的电路结构不完全相同，使用也就有所区别。依据单片机的P0、P1、P2、P3口的功能特点和单片机最小系统要实现简单的八路流水灯的功能，我们采用P1口作为控制八路流水灯的I/O口。
综合上面的电路设计， AT89S51单片机最小应用系统如图1所示。
本系统要实现的主要功能是八路流水灯，根据外围电路的设计，只需要通过指令控制单片机的第一个引脚输出低电平，就可以使第一个LED发光，然后延时一段时间，再点亮第二个LED发光，延时一段时间，依次类推，直到第八个LED发光，延时一段时间后重复上面的过程。
采用汇编语言编写八路流水灯程序如下：
ORG0000H ；起始伪指令ORG，指示随后的指令代码从0000H地址单元开始存放。
LJMPSTART ；跳转到标号START处去执行。
ORG0030H ；起始伪指令ORG，指示随后的指令代码从0030H地址单元开始存放。
START：MOV P1，#11111110B；点亮第一个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
MOV P1，#11111101B；点亮第二个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
MOV P1，#11111011B；点亮第三个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
MOV P1，#11110111B；点亮第四个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
MOV P1，#11101111B；点亮第五个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
MOV P1，#11011111B；点亮第六个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
MOV P1，#10111111B；点亮第七个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
MOV P1，#01111111B；点亮第八个LED。
LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。
LJMP START ；跳转到标号START处去执行，循环上面的过程。
DELAY:MOV R7，#250;延时子程序开始，传送延时常数250给R7保存。 D1:MOV R6，#250 ;传送延时常数250给R6保存。
D2:DJNZ R6，D2 ；进入内循环，执行该条指令250次后顺序执行。
DJNZ R7，D1；进入外循环，执行该指令250次后顺序执行。
RET；子程序返回指令，返回到调用指令LCALL下一条指令处执行。
END ；结束伪指令，说明程序到此结束。
三、元件清单
电阻（220 ）9个、电阻（10K）1个、电解电容（10UF）1个、瓷片电容（30PF）2个、发光二极管（ 3MM）1个、晶振（12MHz）1个、单片机芯片（AT89S51）1块、4.5V电池盒（1.5X3V）1个且配3节电池、万能板电路版（15*17CM）1块、紧锁座（DIP 40脚）1只、常开触点开关1只。
四、制作与调试
1.硬件电路的焊接步骤。
（1）对所有元件进行检测，确保每个元件的质量。
（2）在万能板上依据单片机最小应用系统原理图设计PCB电路图。
（3）依据PCB电路图，先焊接振荡电路，再焊接外围电路，复位电路，电源电路。
2.写程序
把程序写入单片机芯片中。
3.调试程序
把写有程序的芯片装在单片机最小系统上，接上电源，即可观测到八路流水灯的效果。如果不成功，那我们应该从下面几方面来检测：检测每条PCB板上的焊接走线是否有短路、断路、虚焊等焊接故障；用万用表检测电源是否接通，复位电路、振荡电路是否正常；检测P3口或P2口的空闲电压是否有5V电压。
（作者单位：江西省冶金技师学院）
单片机最小系统设计
单片机最小系统设计 时间：2011-05-01 22:47:54 来源：作者： 单片机最小系统设计 该单片机最小系统具有的功能: （1）具有2位LED数码管显示功能。 （2）具有八路发光二极管显示各种流水灯。 （3）可以完成各种奏乐,报警等发声音类实验。 （4）具有复位功能。 功能分析 （1）两位LED数码管显示功能，我们可以利用单片机的P0口接两个数码管来现这个功能；（2）八路发光二极管显示可以利用P1口接八个发光二极管实现这个功能； （3）各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。 （4）利用单片机的第9脚可以设计成复位系统，我们采用按键复位；利用单片机的18、19脚可以设计成时钟电路，我们利用单片机的内部振荡方式设计的。 设计框图 硬件电路设计 根据本系统的功能，和单片机的工作条件，我们设计出下面的电路图。
元件清单的确定： 数码管：共阴极2只（分立） 电解电容：10UF的一只 30PF的电容2只 220欧的电阻9只 4.7K的电阻一只 1.2K的电阻一只 4.7K的排阻一只， 12MHZ的晶振一只 有源5V蜂名器一只 AT89S51单片机一片 常开按钮开关1只 紧锁座一只（方便芯取下来的，绿色的） 发光二极管（5MM红色）8只 万能板电路版15*17CM S8550三极管一只 4．5V电池盒一只，导线若干。七、硬件电路的焊接 按照原理图把上面的元件焊接好，详细步骤省略。 相关程序编写 针对上面的电路原理图，设计出本单片机最小系统的详细功能：（1）、第一个发光二极管点亮，同时数码管显示“1”。 （2）、第二个发光二极管点亮，同时数码管显示“2”。 （3）、依次类推到第八个发光二极管点亮，同时数码管显示“8”。以上出现的是流水灯的效果 （4）、所有的发光二极管灭了，同时数码管现实“0”。
51单片机最小系统学习板的设计与制作
课程设计任务书 （指导教师填写） 课程设计名称电路板设计与制作学生姓名专业班级 设计题目51单片机最小系统学习板的设计与制作 一、课程设计的任务和目的 任务: 设计并制作51单片机最小系统电路板，包括电路原理图设计、版图规划与设计、系统单面电路板制作。 要求： 1)电路原理图准确、版图结构清晰、布局合理。 2)使用插针型元件，成品PCB板面布局合理，密度适当； 3)板上资源包括LED灯、数码管、蜂鸣器、按钮、串行通讯及USB接口； 4)电路板面积适中便于携带，长度15cm，宽8.5cm。 目的： 1)掌握并完成基本PCB板的设计与制作工艺； 2)学习并掌握实现单片机应用系统的软硬件设计、调试、实现的技能； 3)了解单片机最小系统的工作原理与系统开发方法，锻炼动手能力，为毕业设计做准备。 二、设计内容、技术条件和要求 1.设计并制作具有实际功能的单片机最小系统： 可选择实现的功能⑴.流水灯⑵.电子时钟⑶.数字温度计⑷.交通灯控制器； 2.根据所选电路功能，画出电路框图和原理总图。 3.根据电路所需元件及周边设备规划和设计电路板版图，描画版图。 4.根据版图生成gerber工艺文件，进行电路板制作，包括刻板，钻孔，覆铜等。 5.撰写设计总结报告。 三、时间进度安排 本课程设计共两周时间。 第一周：功能设计与理论学习 周一上午：布置设计任务；提出课程设计的目的和要求；明确对撰写总结报告、手工绘制原理图和电路板版图的要求；安排答疑、实验室开放时间。讲解印制电路板的制板流程，介绍PCB刻板机等制板设备的软硬件操作方法以及注意事项。 周一下午：讲解电路原理图与PCB版图设计方法。 周二至周五：学生查阅资料，确定设计题目；进行功能设计，在实验室完成电路原理图与PCB 版图的设计和绘制，导出电路总原理图及版图文件。期间安排两次答疑，指导学生设计。周五，交设计草图-原理图和版图供老师审阅。 第二周：电路板制作、撰写设计总结报告 周一至周四：分组在电子系统加工及评测实验室(225)操作刻板工具和设备进行电路板成品的加工和制作，成品需通过老师验收。 周五：撰写设计总结报告。 四、主要参考文献 1. 《单片机原理及应用》. 冯文旭等著. 第一版, 2008年8月. 机械工业出版社. 2. 《乐普科快速PCB制板系统操作使用流程》手册。 3. 单片机系统开发和PCB设计的相关参考教材； 指导教师签字：2018年9 月3 日
AT89S51单片机最小系统组成及存储器的扩展
第五章A T89S51单片机最小系统组成及存储器的扩展 本章主要讲述了单片机系统的最小组成以及各种存储器电路的扩展方法，特别对GAL译码方法进行了讨论。 5.1 单片机最小系统组成 能使单片机工作的最少器件构成的系统称为单片机的最小系统。对于AT89S51单片机，由于其内部有4K可在线编程的Flash存储器，用它组成最小系统时，不需机外扩程序存储器，只要有复位电路和时钟电路即可，因此，由A T89S51单片机组成的最小系统如图5.1所示： 图5.1是一个实际应用的最小系统，74HC14可以提高复位的可靠性；另外，当P0用作I/O口时，需要接10k~20k 的上拉电阻。 5.2 单片机的时序 时序就是进行某种操作时，各种数据、控制信号先后出现的顺序。单片机的工作时序是个很重要的概念，了解时序是进行硬件电路设计的第一步 5.2.1 单片机取指和执行时序 运行单片机程序时，总是按照取指、译码、执行，再取指、再译码、再执行的顺序进行。为了说明CPU的时序，把12个振荡周期称为一个机器周期，2个振荡周期被称为一个状态（state），每个状态中，前一个振荡周期被称为相（Phase）1，第二个振荡周期被称为相（Phase）2，这样任何一个振荡周期都可以用SiPj（i=1~6;j=1~2）来表示。ALE信号总是在一个机器周期的S1P2、S2P1和S4P2、S5P1被激活。 单周期指令总是从S1P2开始取指，当操作码被锁存到指令寄存器时，如果是双字节指令，在同一机器周期的S4读第二个字节代码；如果是个单字节指令，在S4仍会读一次，但这次读到的内容将被忽略或丢弃。在任何情况下，指令都是在S6P2执行完毕。单周期、单字节指令和单周期、双字节指令的取指、执行过程如图5.2的（A）、（B）所示。A T89S51单片机的指令中，大多数指令都是单周期或双机器周期指令，只有乘法指令（MUL，multiply）和除法指令（DIV，divide）需要四个机器周期才能完成。 单字节双周期指令的取指、执行时序如图5.2（C）所示。共有四次取指，但只有第一次是有效的，后三次都被丢弃。在这类指令中，有一个例外，即MOVX 指令，它的取指和执行时序如图5.2 （D）所示，当读取和执行MOVX指令时，在第二个机器周期的没有了两次取指操作，并且，在第二个机器周期的S1P2、S2P1期间，ALE信号也不会出现。
51单片机最小系统实验报告
51单片机最小系统实验报告 1.实验目的： 1).学习、了解单片机原理，即单片机的各引脚功能、特殊功能寄存器、中断系统、定时/计数器和通信方式等； 2).了解指令系统，各指令的功能； 3).学习电路原理设计，PC板设计以及编排； 2.方案设计： 1)．最小系统部分的设计能够用于基本的数字信号处理，运行一些简单的程序。此部分主要包括电源电路、复位电路、时钟电路、USB 接口设计等； 2)．扩展电路的设计对于51最小系统CPU芯片等在芯片出厂时不可能让片内存储器的大小满足所有功能的要求，如果将片内存储器做太大，必然造成芯片成本的提高。所以合适的外部RAM、液晶、外部中断和串行接口电路设计等。 3.任务：51单片机最小系统的设计 1)CPU选择:STC15W4K系列 选择原因：a.宽电压（2.5V-5.5V） b. 大容量4K字节SRAM和多组并行端口 c.16/32/56/61/63.5字节多选Flash程序储存器以及普通定时、计数器T0-T4外部管脚可掉电唤醒。 d.内置高精准时钟（5-28MHz任意设置）和集成MAX810专用复位电路
e.看门狗、对外输出时钟及复位 2).系统要实现的功能: 以UPU为核心器件，并利用外存储器对最小系统电路进行扩展。在介绍CPU基本特点的基础上，通过学习指导，开展出51单片机最小系统板。系统要实现以下功能，最小系统部分的设计能够用于基本的数字信号处理，运行一些简单的程序。此部分主要包括电源电路、复位电路、时钟电路、中断系统，USB 接口的设计和相对扩展等。 4.外围器件选择及说明： 1).外部RAM:IS62C256AL。ISSI的IS62C256AL是一个32Kx8位字长的低功耗CMOS静态随机存取存储器。IS62C256AL采用ISSI公司的高性能，低功耗CMOS工艺制造。 当/CE处于高电平（未选中）时，IS62C256AL进入待机模式。在此CMOS 输入标准的待机模式下，功耗低至150 μW(典型值)。 使用IS62C256AL的低触发片选引脚（/CE）和低触发输出使能引脚（/OE），可以轻松实现存储器扩展。低触发写入使能引脚（/WE）将完全控制存储器的写入和读取。 IS62C256AL在引脚上完全兼容其他32Kx8的塑料SOP或TSOP1封装的SRAM。 2).USB接口。接收、传送数据。 3).USB转串口芯片：CH340G。支持USB1.1或者USB2.0/USB3.0通信.具有仿真接口，可以升级外围串口设备,支持常用的MODE联络信号、STC全系
单片机最小系统制作
单片机最小系统制作 单片机（Microcontroller）最小系统是指单片机与其必要外围电路的集成，能够实现单片机的正常工作。单片机最小系统一般包括单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路等。 1.选购单片机芯片： 选择适合自己需求的单片机芯片，有多种型号和规格可以选择。比较常见的单片机芯片有PIC、AVR、STM32等。 2.设计电源电路： 为单片机提供正常工作的电源电压，一般为5V。可以使用直流电源供电，也可以通过电池供电。电源电路一般包括电源滤波和稳压电路。3.设计时钟电路： 单片机需要时钟信号来进行计时和同步操作。时钟电路一般由晶体振荡器和相关电容电阻组成。选择合适的晶体频率，一般常见的为4MHz或8MHz。 4.设计复位电路： 复位电路用于在单片机上电时将其状态清零，进入一个初始状态。一般采用电容与电阻并联的方式制作，保证在上电时产生足够的复位时间。 5.焊接和布线： 将选购的单片机芯片和其他电子元件进行焊接和布线，连接相应的引脚。注意焊接时要确保焊接点牢固，布线时要避免引起短路和接触不良等问题。
6.测试和调试： 将制作好的单片机最小系统连接到计算机或开发板上，通过编程工具 对单片机进行测试和调试。可以使用编程工具（如IDE）编写简单的程序，通过编程上传到单片机进行验证。 7.功能扩展： 根据需求可以对单片机最小系统进行功能扩展，如添加输入输出接口、外部存储器、显示屏等。 制作单片机最小系统的过程比较简单，但在实际操作中要细心和耐心，避免出现焊接不良、接触不良等问题。制作好的最小系统可以为后续的单 片机应用提供基础，可以用于各种项目的开发和实现。 总结起来，制作单片机最小系统需要选购单片机芯片，设计电源、时 钟和复位电路，进行焊接和布线，并进行测试和调试。掌握这些基本步骤 可以帮助初学者更好地了解和掌握单片机的使用和应用。
51单片机最小系统原理图
51单片机最小系统原理图
接触过单片机的朋友们都时常会听到别人提"最小系统"这个词.那到底什么是最小系统,有怎样设计称上"最小"呢?下面让依依电子来告诉大家:单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统. 对51系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。 应用89C51（52）单片机设计并制作一个单片机最小系统，达到如下基本要求： 1、具有上电复位和手动复位功能。 2、使用单片机片内程序存储器。 3、具有基本的人机交互接口。按键输入、LED 显示功能。 4、具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。 51单片机学习想学单片机，有一段时间了，自己基础不好，在网上提了许多弱智的问题，有
一些问题网友回答了，还有一些为题许多人不屑一顾。学来学去，一年多过去了，可是还是没有入门，现在我就把我学习中遇到的一些问题和大家分享一下，希望在大虾的帮助下能快速的入门：）在学习之前我在网上打听了一下atmel公司的单片机用的人比较多，avr系列这几年在国内比较流行，但是考虑到avr还是没有51系列用的人多，51系列的许多技术在实践中都已经的到了前人的解决，遇到问题后，有许多高人可以帮助解决，所以这次学习，选用了atmel公司的at89s52，来进行学习。学习单片机是需要花费时间实践的；学之前我们先准备好所需的东西一、所需硬件at89s52一片；8m晶振一个，30pf 的瓷片电容两个；10uf电解电容一个，10k的电阻一个；万用板（多孔板）一块；其他的器件如电烙铁一把30w的，松香，焊锡若干，如果是第一次学习，不知道这些东西，没关系，以下是它们的照片：
单片机最小系统设计
单片机最小系统设计 单片机最小系统是指由单片机与外围电路构成的最小功能完整的系统。在单片机设计中，最小系统起到了连接单片机和外界外设的桥梁 作用。本文将从电源、晶振、复位电路以及外设接口等方面详细讨论 单片机最小系统的设计。 一、电源设计 在单片机系统中，合理的电源设计对于保证系统正常运行非常重要。通常情况下，单片机系统需要提供稳定的电压供给，并且需要考虑到 不同功耗的模块之间的电源隔离。为了满足这些需求，可以使用稳压 芯片对电源进行调整和稳定，同时添加滤波电容以保证电源的稳定性。 二、晶振电路设计 单片机系统需要一个可靠的时钟源来提供精确的计时功能。晶振电 路是实现单片机时钟源的重要组成部分。一般来说，晶振电路由晶体 振荡器和负载电容构成。在设计晶振电路时，需要注意选择合适的晶 振频率以及相应的负载电容。 三、复位电路设计 复位电路是单片机系统中不可或缺的一部分，它能够在系统上电或 异常情况下将单片机恢复到初始状态。常见的复位电路包括电源按键 复位电路和复位电路。在设计复位电路时，需要考虑到稳定的复位电平、合适的延时电路以及可靠的触发条件。
四、外设接口设计 外设接口设计是单片机最小系统中的重要环节。通过合适的外设接 口设计，可以实现单片机与外界设备的连接和通信。常见的外设接口 包括串口、并口、I2C接口等。在设计外设接口时，需要充分考虑接口 的稳定性、兼容性以及通信速率的要求。 五、系统调试与测试 在完成单片机最小系统的硬件设计后，需要进行系统的调试和测试。通过合理的调试和测试措施，可以保证系统的稳定性和可靠性。常见 的调试工具包括示波器、逻辑分析仪等。通过这些工具，可以对单片 机系统进行信号捕获、时序分析等操作，以确保系统的正常运行。 六、总结 单片机最小系统设计是单片机开发中的重要环节。通过合理的电源 设计、晶振电路设计、复位电路设计以及外设接口设计，可以实现单 片机与外界设备的连接和通信。在系统设计完成后，需要进行系统的 调试和测试，以确保系统的稳定性和可靠性。单片机最小系统的设计 需要综合考虑硬件结构、功能要求和成本效益等因素，以达到最佳的 设计效果。
基于AT89S51单片机的数字温度测量及显示系统设计毕业论文
基于AT89S51单片机的数字温度测量及显示系统设计毕业论 文 目录 第1章系统的总体设计................................................................................................. - 2 - 1.1 设计背景................................................................................................................ - 2 - 1.2 电路的总体工作原理............................................................................................ - 2 - 第2章方案论证............................................................................................................. - 4 - 2.1 题目分析................................................................................................................ - 4 - 2.1.1 具体指标......................................................................................................... - 4 - 2.1.2 具体控制要求................................................................................................. - 4 - 2.2 温度传感器的选择................................................................................................ - 4 - 2.3 显示器的选择........................................................................................................ - 6 - 2.4 单片机的选择........................................................................................................ - 6 - 第3章系统的硬件设计................................................................................................. - 9 - 3.1 单片机最小系统的设计........................................................................................ - 9 - 3.2 温度传感电路设计.............................................................................................. - 10 - 3.3 温度控制电路的设计............................................................... 错误！未定义书签。 3.4 键盘电路的设计....................................................................... 错误！未定义书签。 3.5 显示电路的设计.................................................................................................. - 14 - 第4章系统的软件设计............................................................................................... - 15 - 4.1 系统的主程序设计.............................................................................................. - 15 - 4.2 中断程序的设计.................................................................................................. - 15 - 第5章系统的控制....................................................................................................... - 17 - 5.1 温控电路及报警电路的控制.............................................................................. - 17 - 5.2 LCD显示电路的控制......................................................................................... - 18 - 5.3 使用说明.............................................................................................................. - 18 - 第6章全文总结........................................................................................................... - 19 - 6.1 经济效益分析...................................................................................................... - 19 - 6.2 社会效益分析...................................................................................................... - 19 - 致谢................................................................................................................................... - 22 - 参考文献......................................................................................... - 错误！未定义书签。- 附录I 元器件清单......................................................................................................... - 22 - 附录II 程序 ................................................................................................................... - 23 -
AT89S51(52)单片机最小系统设计原理详解
51最小系统设计原理 1、定义：单片机最小系统是指能让单片机运行起来所需的最小器件构成的电路系统。 2、电源部分：从电脑USB接口DC5V取电，C4、C5构成USB接口电源的简单滤波电路。开关电源的输出电压往往波纹较大，不像线性稳压器输出的那么稳定，所以要进行必要的滤波。如果需要接一个电源开关，应该接在C4和C5的前面，这样在接通开关的瞬间产生的抖动能被这两个电容吸收。 3、复位电路：C1和R1构成单片机的上电自动复位电路。A T89S51/52单片机属于高电平复位，RST管脚上需要持续两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平，单片机才能复位。复位原理：上电瞬间，电源给C1充电，在R1产生压降，R1上端为高电平，RST管脚检测到高电平，单片机的各个寄存器清零或恢复初始状态，特别是PC计数器清零，程序便从头开始执行。C1和R1常用取值：C1取10uf时R1取10k；C1取22uf时R1取4.7k；如果C1、R1取值过大或C1、R1取值过小都会引起单片机复位实践过长或过短，不利于单片机启动。如果需要加手动复位，那就在C1两端并联一个按钮即可。 4、时钟电路：C2、C3和Y构成单片机的时钟源电路。C2和C3是晶振Y的负载电容，过大或过小都会影响晶振的频率和幅度。A T89S51/52单片机对晶振负载电容的取值有明确要求：在20pf到40pf之间，最佳值为30pf。Y的取值可从1MHz到24MHz，如果用的是12MHz 的晶振，那个一个机器周期刚好就是1微妙，编程时计时很方便。焊接时一定要注意，这三个元器件应尽量靠近单片机相应的管脚，以减少线路上寄生电容的影响。 机器周期：在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。 5、程序下载电路：第一种，ISP下载，10PH是AtmelISP并口下载线10p接头。第二种，RS232下载。 注意事项： 1、如果P0口作为普通的I/O口，一定要接一个4.7k或10k的排阻。 2、单片机的EA/VPP管脚一定要接到高电平。 3、发光二极管的方向及通过电流阈值（5MA-10MA）。
单片机最小系统设计
单片机最小系统设计与制作 1.1 单片机最小系统电路板硬件设计 单片机的主要功能是负责整个系统的控制，承担复杂的数据处理任务，因此在设计单片机最小系统时通常选用AT89C5l、AT89C52、AT89S51、AT89S52（S系列芯片支持ISP功能）等型号的8位单片机作为MCU。 一个典型的单片机最小系统一般由时钟电路、复位电路、片外RAM、片外ROM、按键、数码管、液晶显示器、外部扩展接口等部分组成，图3.1 、图3.2分别给出了单片机最小系统的结构框图、原理图。
图3.1 单片机最小系统的结构框图
图3.2原理图 单片机最小系统时钟、复位、译码电路简介 1、时钟源电路 单片机内部具有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，结构如图2 中Y1、C16、C17。可以根据情况选择6MHz、12MHz 或24MHz等频率的石英晶体，补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电
容。 2、复位电路 单片机小系统采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。手动复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。其结构如图2 中R24、R26、C18和K17。上电自动复位通过电容C18充电来实现。手动按键复位是通过按键将电阻R26与VCC接通来实现。 3、地址译码电路 最小系统上的全部硬件除EEPROM以外均是采用总线方式进行扩展的，每一个硬件均占用特定的物理地址。为了减少芯片的使用数量和降低PCB板布线的复杂度，本系统使用小规模可编程逻辑器件GAL代替74系列芯片实现译码电路。具体硬件见图2 中U24。 1.2 键盘显示电路设计 1.2.1键盘接口电路及程序设计 单片机键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。小系统上设置了一个2行乘8列的阵列式键盘，系统硬件电路如图4所示。电路结构采用总线扩展方式进行设计，同时使用P13和P14进行行选择，按键信号通过一片74LS245挂接到数据总线上，片选信号为KEY_CS，为其分配的物理地址为0xA100。
51单片机最小系统设计
一、内容及要求 内容：设计制作一个51最小系统,用最小系统控制8个发光2极管。 要求：全部点亮,依次点亮，交换点亮；用最小系统控制蜂鸣器；用最小系统控制电机。 二、设计思路 使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机. 八个发光二极管D1－D8分别接在单片机的P2。0－P2.7接口上，当给P2。0口输出“0”时，发光二极管点亮，当输出“1"时，发光二极管熄灭。可以运用输出端口指令MOV P0，A或MOV P0，＃DATA,只要给累加器值或常数值，同理,接在P2.1～P2.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现 图2-1 主程序流程图 流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的成流水灯了.在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应
以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间,否则我们就看不到闪烁效果。 程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此程序里面包含Key1～Key5的按键情况判断,循环检测直到有按键按下的时候，程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块，与此同时,当按键Key6有闭合时，程序中调用延时程序程序时，给延时参数赋值上另一个值，是延时程序延时时间发生改变，以达到不同快慢节奏闪烁的彩灯.具体程序流程图2-1所示。 三、硬件设计 3。1 直流稳压电源电路 对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础.电子设备除用电池供电外,还采用市电(交流电网)供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。如下图所示： 直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。 图3-1 三端固定式集成稳压电源电路图 AT89C51单片机的工作电压范围：4。0V—5.5V，所以通常给单片机外接5V 直流电源。由于时间关系，此处用3节1。5V的干电池供电，在此不在赘述此稳压电源电路图原理。 3.2单片机最小系统 要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如下图3—2所示。
浅析AT89S51单片机最小系统的设计与制作
浅析AT89S51单片机最小系统的设计与制作 作者：杨美荣 来源：《职业·中旬》2011年第04期 单片机最小系统，是指用最少的元件组成以单片机为核心元件的可以正常工作具有特定功能的单片机系统，是单片机产品开发的核心电路。下面我们设计单片机最小系统，实现的功能为八路流水灯，同时应具有上电复位和手动复位功能，并且使用单片机片内程序存储器存放用户程序。 一、原理图的设计 对51系列单片机来说，单片机要正常工作，必须具有五个基本电路：电源电路、时钟电路、复位电路、程序存储器选择电路、外围电路。因此，单片机最小系统一般应该包括单片机、晶振电路、复位电路、外围电路等。 1.电源电路 单片机芯片的第40脚为正电源引脚VCC，一般外接+5V电压。第20脚为接地引脚GND。 2.时钟电路设计 单片机是一种时序电路，必须要有时钟信号才能正常工作。芯片的18脚（XTAL2）、19脚（XTAL1）分别为片内反向放大器的输出端和输入端，只要在18脚（XTAL2）和19脚（XTAL1）之间接上一个晶振，再加上2个30PF的瓷片电容即可构成单片机所需的时钟电路。注意，当采用外部时钟时，19脚（XTAL1）接地，18脚（XTAL2）接外部时钟信号。 3.复位电路的设计 单片机芯片的第9脚RST（Reset）是复位信号输入端。在开机或工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。MCS-51系列单片机的复位靠外部电路实现，信号从RST引脚输入，高电平有效，只要保持RST引脚高电平2个机器周期，单片机就能正常复位。常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路二种。 4.程序存储器选择电路
浅谈单片机最小系统的设计与应用
浅谈单片机最小系统的设计与应用 摘要：随着近年来计算机应用技术在社会领域的推广, 使得单片机的应用不断的走向深入。单片机与简单的接口电路相结合即可构成单片机最小系统, 是单片机的基础应用, 并且具有强大的扩展优势, 被人们广泛应用。本文通过对单片机最小系统设计及应用分析, 试图更清晰的认识到其优点, 改善其不足, 使其能在市场上有更广阔的发展前景。 关键词：单片机最小系统; 应用; 特点; 如今, 单片机以其自身高性能、价格低、体积小、稳定可靠等明显的优势得到广泛应用, 已被人们作为核心部件投入使用。对初学者来说, 单片机最小系统也许是一个比较神秘的概念, 其实, 一旦接触你就会发现, 原来单片机最小系统很简单。 1 单片机设计 1.1 最小系统介绍 下面我结合一组单片机原理图, 来详细阐述一下单片机最小系统的内部设计。一个完整的电子设计, 首先要解决的问题就是需要有供电模块来为整个系统的操作提供电源。而电源需要确保稳定且可靠, 才能使得电子系统正常运行。 ⑴复位电路。复位电路由电路串联电阻构成, 它的原理是通过给单片机的复位引脚RST外接电阻与电容, 实现上电复位。需要说明的是, 要达到复位的有效性, 需要复位电平持续达到两个机器周期以上。PC初始化为000H, 单片机从0单元执行程序。复位时间需大于5ms, 且由R18与C1决定。复位电路分为两部分:按键复位、上电复位。 (1) 按键复位:在复位电容上并联一个开关, 当开关按下时, 电容被放电, RST随之被拉到高电平, 加上电容的充电, 使得高电平得以被保持一段时间, 达到单片机的复位。(2) 上电复位:一般是在复位引脚RST上面连接一个电容到VCC, 同时连接一个电阻到GND, 以此来形成RC充放电回路, 确保单片机上电的时候, RST引脚能够有充足时间的高电平来达到复位, 随即还原到低电平进入正常的工作状态。 ⑴振荡电路。也就是晶振电路, 典型的晶振电路为11.0592MHz/12MHz。它主要是负责为单片机提供所需时钟频率, 单片机所有指令的下达都取决于晶振所提供的时钟频率, 时钟频率越高, 单片机的运行速度也就越快。一般从外部振荡器输入时钟信号。
单片机最小系统的设计
单片机最小系统的设计 以AT89C51单片机为例，设计一个单片机最小系统。 要求： 1、功能：有按键开关、键盘进行高低电平的输入。有数码管显示输出数字。有LED灯显示输出的高低电平。LCD显示输出数字和中文文字符号。有使单片机工作的最小外围电路。 2、设计采用Keil单片机开发软件进行，在该软件上设计虚拟电路并进行仿真实现键盘、按键输入数据，在数码管、LED、LCD上显示输入内容，或运算、控制结果。 3、写出完成上述工作的全部过程。包括软件选取、软件安装、每个功能硬件的选取和连接过程，软件的编写过程、源程序调试过程，最后附上全部工程文件和程序。 上述工作的目的：通过单片机的学习，学会基本的科研工作方法：构思、系统框图、详细设计、硬件设计、软件设计、研究工作中的记录、总结、归纳。正反两方面的经验都要写。 方法：先建设一个WORK文档，以后每做一步写步，做完设计工作同时文档也就写完，然后对文档总结、整理、提高，这样每做完一件事，一篇可发表的论文也应完了，而不要做完了设计才来回想、写论文，时间就浪费了，很多设计过程中遇到的问题也忘了。 下面是去年同学写的内容，仅参考，不要抄，要自己写，比这个更好。 一、软件的介绍 本文以AT89C51作为控制部件，同时利用LCD显示当前状态，从而实现依次按键控制LED灯亮灭的最简控制系统。。 1、proteus软件的使用方法 Proteus软件是Labcenter Electronics公司的一款电路设计与仿真软件，它包括ISIS、ARES等软件模块，ARES模块主要用来完成PCB的设计，而ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。Proteus的软件仿真基于VSM技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单片机芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，以及单片机外围电路，比如键盘、LED、LCD等等。通过Proteus软件的使用我们能够轻易地获得一个功能齐全、实用方便的单片机实验室。 Proteus是一个标准的Windows窗口程序，其启动界面如图1-1所示：
AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计8981536
AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计8981536 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 摘要 本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。 本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。 关键词：智能控制器热释红外传感器单片机 引言 当前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。但是目前在校园内，教室灯火通明，却空无一人的现象屡见不鲜，这不仅造成了严重的资源浪费，也对高校的形象造成了很坏的影响。本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好地实现节约能源的作用。 1 系统硬件组成 整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核
51系列单片机最小系统原理图和程序
51系列单片机最小系统原理图和程序 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
51系列单片机最小系统设计与调试实验 一、实验目的 1. 了解单片机的基本工作原理 2. 学习并掌握相关软件的使用方法(Protel、keil) 2. 掌握单片机片内程序存储器下载方法 3. 掌握单片机程序设计（汇编及C51） 二、原理 1. 什么是单片机最小系统 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统. 对51系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。 2. AT89C51高性能8位单片机功能 AT89C51提供以下标准功能：8K字节Falsh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AT89C51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，时/计数器，串行通信口及中断系统持续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
3. AT89C51高性能8位单片机资料 请参考相关书籍 三、实训任务. （1）认识MCS-51的ROM及片外RAM空间：认识51系列单片机的程序存储器（ROM）的空间范围；汇编指令编码在ROM中存储形式；掌握指令编码和指令编码所在地址的概念;了解51系列单片机的程序存储器（ROM）固定地址的用途。认识51系列单片机的片外数据存储器（片外RAM）的地址空间范围；了解51系列单片机的片外数据存储器的用途；重点掌握片内片外访问存储器的指令。 （2）认识MCS-51片内RAM空间：认识51系列单片机片内随机存储器（片内RAM）的空间范围；认识51系列单片机片内随机存储器的区域划分；掌握字节地址和位地址的概念；了解R0~R7寄存器与字节地址的关系。重点掌握MCS-51系列单片机四个口的用法的位操作。（3）MCS-51汇编语言设计（编码转换）：用MCS-51汇编指令进行程序设计。将四位BCD 码化为十六位二进制数。（或将四位十六进制数转化为BCD码）。要求：在PC机上调试，程序可正确运行并上交源程序清单及程序说明。 （4）键盘输入电路设计/动态显示电路设计：在实训过程中要求设计按键输入电路、设计显示电路，并画出电路图并编写按键输入子程序。重点掌握硬件电路的设计及通过编程对电路的控制。 （5）单片机最小系统设计：单片机最小系统的设计是单片机应用系统设计及开发的基础，通过单片机最小系统设计，使学生对所学的单片机原理及应用课程有更深的理解。要求：提供电路图和程序清单。重点掌握硬件电路的设计及过程控制。 （6）基于单片机的应用系统设计：设计出实现某控制目的的应用系统是本实训课的最终实训的结果。实训要求中包括单片机最小系统的设计，按键输入电路设计，显示电路的设计，及应用系统的软件编程。
单片机应用系统设计与制作项目教程 教案全套 1设计单片机最小系统 ---31 仿真调试整体测速系统
单片机最小系统设计与绘制 步骤1：1任务布置与分析（时间：20分） 教学内容： 1.提出并初步分析本次课主要任务： -----模块一的功能要求，得到该测控系统的结构框图，并引出主控器选择； -----主控器的选择； ----- AT89S51单片机。 2. 用问题引导的方式检查网络视频学习情况。 通过以下简要问题带领学生回顾课外拓展网络视频的学习情况； 1）完成控制功能的器件有哪些？（视频中介绍到的） 2）单片机40个引脚大致分为哪几类？（视频中介绍到的） 步骤2：主控器的选择（时间：18分钟） 教学内容： 1.通过实物和图片展示，对比分析PLC、单片机与嵌入式芯片等各自的特点。 2. 利用多媒体课件和图片讲解单片机的定义并介绍常见的单片机种类以及51单片机的特点。
步骤3：介绍51单片机（时间：45分） 教学内容： 1. 通过多媒体课件讲解AT89S51单片机内部结构及程序存储方式。 2. 利用实物与图片讲解DIP40封装的AT89S51单片机的外部引脚排列。
任务布置：分组绘制AT89S51单片机的外部引脚图（要求不要参考任务材料，凭记忆画出）。然后进行归纳总结： 3.通过多媒体课件讲解AT89S51单片机硬件最小系统。 任务布置:让学生绘制单片机最小系统图。 步骤4：总结与反馈（时间：7分） 教学内容： ➢---总结： 1.AT89S51单片机的外部引脚排列； 2.AT89S51单片机硬件最小系统。 ➢---在线测试 ➢---课后作业：
学习手册；在线课程自学视频 绘制Proteus仿真图 步骤1：1任务布置与分析（时间：20分） 教学内容： 1.提出并初步分析本次课主要任务： -----proteus软件绘制。 结合模块一的结构框图，回顾信号的检测与主控模块电路，从而引出本次课学习的单片机信号检测系统调试方式：软件+软件仿真。