51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、內(nèi)容及要求內(nèi)容：設(shè)計(jì)制作一個(gè)51最小系統(tǒng)，用最小系統(tǒng)控制8個(gè)發(fā)光2極管。要求:全部點(diǎn)亮，依次點(diǎn)亮，交換點(diǎn)亮；用最小系統(tǒng)控制蜂鳴器；用最小系統(tǒng)控 制電機(jī)。二、設(shè)計(jì)思路使用AT89C51單片機(jī)時(shí)無須外擴(kuò)存儲器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè) 帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、 電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。八個(gè)發(fā)光二極管D1 D8分別接在單片機(jī)的P2.0 P2.7接口上，當(dāng)給P2.0 口輸出“0”時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，當(dāng)輸出“ T時(shí)，發(fā)光二極管熄滅?？梢赃\(yùn)用 輸出端口指令MOV P0, A或MOV P0,# DATA只要給累加器值或常數(shù)值，同 理，接在P2

2、.1P2.7 口的其他7個(gè)LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同 LED1。因此，要圖2-1主程序流程圖實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED 燈便會一亮一暗的成流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，我們在控制二極管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí) 一段時(shí)間，否則我們就看不到閃爍效果。程序啟動(dòng)時(shí)跳轉(zhuǎn)到鍵盤判斷模塊程序中，此程序里面包含KeylKey5的按鍵情況判斷，循環(huán)檢測直到有按鍵按下的時(shí)候，程序轉(zhuǎn)去相對應(yīng)按鍵的彩燈顯示 的花型模塊，與此同時(shí)，當(dāng)按鍵 Key6有閉合時(shí)，程序中調(diào)用延時(shí)程序程序時(shí)， 給延時(shí)參數(shù)賦值上另一個(gè)值，是延時(shí)

3、程序延時(shí)時(shí)間發(fā)生改變，以達(dá)到不同快慢節(jié) 奏閃爍的彩燈。具體程序流程圖2-1所示。三、硬件設(shè)計(jì)3.1 直流穩(wěn)壓電源電路對于一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)來講，首要問題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊， 電源電路的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。電子設(shè)備除用電池供電外， 還采用市電（交流電網(wǎng)）供電。通過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，得到穩(wěn)定的直 流電。直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的重要組成部分！本項(xiàng)目直流穩(wěn)壓電源為+5V。如下圖所示：直流穩(wěn)壓電源的制作一般有3種制作形式，分別是分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電源、 線性集成穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源。下圖穩(wěn)壓電源采用的是三端集成穩(wěn)壓器 7805構(gòu)成的正5V直流電源。圖3-1 三端固定

4、式集成穩(wěn)壓電源電路圖AT89C51單片機(jī)的工作電壓范圍：4.0V -5.5V，所以通常給單片機(jī)外接 5V 直流電源。由于時(shí)間關(guān)系，此處用 3節(jié)1.5V的干電池供電，在此不在贅述此穩(wěn) 壓電源電路圖原理。3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)要使單片機(jī)工作起來，最基本的電路的構(gòu)成由單片機(jī)、 時(shí)鐘電路、復(fù)位電路時(shí)鐘電路：本系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號， 用于外接一個(gè)12MHz 石英晶體振蕩器和2個(gè)30pF微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器，其發(fā)出的脈 沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。單片機(jī)系 統(tǒng)的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。 本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位，

5、該復(fù) 位方式同樣具有上電自動(dòng)復(fù)位功能。電路如下圖所示。l時(shí)鐘電路A4CV19CCRYSTflLR10330 F| X1復(fù)位電路R11330 RSLIDXTAL1o rjpolo/adoPfli.l/ADIXTAL2PD.3/AD3P0.4/AD4F&.5/AD&pa 0辱RSTP0.T/AEI7PAD畑P2.1 閩F?.2/A10PSENP2.3W11HLcEAPi 5/A1 P2.6/A14F2.7/A15PI 0P3.0；RXDP1.1P3 1OXDpip3PI .3P3 jyiiwTiFl .4P3 .碩PI AP3.5XF1Fl 6aF3JC/WRPI .7l3P3.7/RDju?：1

6、9937鄧3534沏3221代2324252&27円10111213_J4 n17Arescap圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)3.3 LED彩燈顯示電路LED彩燈顯示電路（如圖所示）實(shí)際上是由8個(gè)發(fā)光二極管和8個(gè)電阻構(gòu)成的 電路。發(fā)光二極管與電阻對應(yīng)串聯(lián)，然后接在與之相對應(yīng)的P2 口上。通過軟件編 程對P2 口輸出高低電平來實(shí)現(xiàn)不同的閃爍花型。由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一 般為1.7V以上，另外，它的工作電流根據(jù)型號不同一般為1mA到30mA，電阻選擇范圍100歐姆3千歐姆，這里選用560歐姆的電阻。D1LED-yLLCMTEXT?JCI.0WCO 心.2/應(yīng)垃Ja.3/AD6 心盤心 J0.5/AD5

7、 ci.ewDe f07/ArVP2.0 阿 陸伽 =2 2/AX 迄.日隔11 J?.qW12 吃.5. A13 坨啟ZA14 它下験柘3目,y牛釘T124D2330 RTEXTF?2LEC-yeLiLOUVD3330 R R3LEC-rELLQWD4 町 EXTLEO-rELLOWD5LED-VELLOUVD63&0R_R4iJ330 R3.0/RXO 3.1/TXD 3.2/INTO 5.3/INT1巴.4TDP3 5/H=3.0/WRP3.7JR0町匚心33DRCTXT R6LE .YELLOWD7330 R i TEXT、 R7LEDYELLOWD8uTEMLED-YELLCMI1-

8、330 RR3330 R 圖3-3 LED彩燈顯示電路3.4 按鍵控制電路按鍵控制電路（如圖3-4所示）是由6個(gè)按鍵開關(guān)構(gòu)成的。他們分別接在單片機(jī) AT89C51 的 P1 接口和 P3.0 口 ,Key1 Key5 接在 P1.0P1.4,Key6 接在 P3.7上。為了一對一的控制LED燈的閃爍方式。當(dāng)按下開關(guān) Key1時(shí),LED彩燈系統(tǒng)閃爍第一種彩燈花型。當(dāng)按下開關(guān) Key2時(shí),LED燈系統(tǒng)閃爍第二種閃爍方式當(dāng)閉合Key6時(shí)，彩燈閃爍節(jié)拍變慢。Key1Key2Key3key 4畑51空仝、二3Ossrte4-=L.6i,7Uwl1i LcP1.0P3.D/RM3P1.I円一 imcPI

9、.2PAMIKIFl .3ps.smnPl .4F3.4XIDPLSP3.5/T1PI .6QF3.6AiVRPI .7若P37/RDAT9OC51-PKeysq o節(jié)奏快慢OMD圖3-4 鍵盤控制電路3.5 串口電路串口電路為單片提供與PC機(jī)連接端口，為單片機(jī)提供下載程序到單片機(jī)程 序存儲器中。串口原理圖如圖3-5所示。串口也稱串行通信接口， RS-232是目前最常用的一種串行通訊接口，由于 其形狀和針腳數(shù)量的原因，其接頭又被稱為DB9接頭o RS-232針腳定義：2 RXD J Receive Data 接收數(shù)據(jù) 、3 TXD Transmit Data發(fā)送數(shù)據(jù) 、5 GNDSystem

10、Grou nd 系統(tǒng)接地，一般就用到這幾個(gè)引腳。圖3-5 串口原理圖MAX232芯片是專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 使用+5v單電源供電。MAX23內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：第一部分是電荷泵電路：由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成，功能是 產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道：由 7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，其中 13 腳（R1IN）、12 腳（R1OUT）、11 腳（T1IN）、14 腳（T1OUT） 為第一數(shù)據(jù)通道，8 腳（R2IN）、9 腳（R2OUT）、10 腳（T2I

11、N）、7 腳（T2OUT） 為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、 T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、R2OUT輸出第三部分是供電：15腳DNG、16腳VCC （+5v）。四、仿真電路圖仿真電路圖如圖4-1所示：R11E禮 電 TTBE:TrL1XTAL2U2RBT+SVP&EM ALE 頤P1J3 F1.1F15 F1JP1.* P15P1fi pi.r百 TPOMDE3 窘 PC.1MD1IpuawpsFfi.4/AE4i-F13#AD9

12、HUAUT1PZO*旭P2.VA9P22EA1QFZ.MA1ZPZ#13F2STfi.UFZ.TKIfP3IIXDFjj/rrmFIJfflTTpa.tfnjF3ST1I anjaffnirSra.r/WT卻至丁一亠一一ZZ2701 .LEDViL&AWID2 .% .lBF tED-YELWWD4 .LED-YBLLOWD5 .LED-YELHjDIAJI06 .LED-YELLfiUVID7 LEO-YELLCmLEOYELLMAJR1313K TBXT*R2ZDRR3cTBCT332R.R4亡 TExTsRS IIR6*TErfT=-R7R8NR彩燈顯示電路圖4-1 仿真電路圖五、程序代

13、碼ORG 0000HLJMP MAINORG 0040HMAIN: MOVMOVCJNEP1,#0FFHA,P1A,#11111110b,S1LCALL K1S1:CJNE A,#11111101b,S2LCALL K2S2:CJNE A,#11111011b,S3LCALLK3S3:CJNEA,#11110111b,S4LCALLK4S4:CJNEA,#11101111b,MAINLCALLK5LJMPMAINK1:MOVA,#01111111bC1:RLAMOVP2,ALCALLDelayJNBP1.1,K2JNBP1.2,K3JNBP1.3,K4JNBP1.4,ZLJMPC1K2:MOV

14、P2,#0FEHLCALLDelayMOVP2,#0FCHLCALLDelayMOVP2,#0F8HLCALLDelayMOVP2,#0F0HLCALLDelayMOVP2,#0E0HLCALLDelayMOVP2,#0C0HLCALLDelayMOVP2,#80HLCALLDelayMOVP2,#00HLCALLDelayMOVP2,#80HLCALLDelayMOVP2,#0C0HLCALLDelayMOVP2,#0E0HLCALLDelayMOVP2,#0F0HLCALLDelayMOVP2,#0F8HLCALLDelayMOVP2,#0FCHLCALLDelayMOVP2,#0FEHL

15、CALLDelayMOVP2,#0FFHLCALLDelayLJMPMAINZ:LJMPK5K3:MOVP2,#55HLCALLDelayMOVP2,#0AAHLCALLDelayMOVP2,#0FFHLJMPMAINK4:MOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#00111100BLCALLDelayMOVP2,#00011000BLCALLDelayMOVP2,#00000000BLCALLDelayMOVP2,#10000001BLCALLDelayMOVP2,#11000011BLCALLDelayMOVP2,#11100111BLCALLDelayMOVP2,

16、#11111111BLCALLDelayLJMPMAINK5:MOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10111111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10011111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10001111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000011BLCALLDelayMOVP2,#011111