單片機最小系統(tǒng)設計

會計學1單片機最小系統(tǒng)設計THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.一、單片機的硬件結構特點及其最小應用系統(tǒng)CPU程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器I/O口定時計數(shù)器4.24典型單片機結構圖片內總線時鐘第1頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.一、單片機的硬件結構特點及其最小應用系統(tǒng)目前較流行的單片機類型

PIC公司的單片機

Freescale公司的單片機

Intel公司的單片機MCS－51系列：8031、8051

Atmel公司的單片機AT89S51、AT89S52（8051核＋Flash技術＋ISP技術）AVR單片機（1997、一種RISC精簡指令集高速8位單片機）M68HC08系列（采用頻率提升技術）PIC單片機是一款很成功的非8051內核單片機第2頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.一、單片機的硬件結構特點及其最小應用系統(tǒng)1MCS-51系列單片機的結構特點表4.16INTELMCS－48、51、96系列單片機主要參數(shù)共40個引腳，其功能可分為三大部分：I/O口線控制口線電源及時鐘P0、P1、P2、P3共四個8位口電源Vcc、Vss；時鐘XTAL1/XTAL2PSEN、ALE、EA、RESET第3頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.一、單片機的硬件結構特點及其最小應用系統(tǒng)1MCS-51系列單片機的結構特點P0口和P2口可用于訪問外部存儲器P0口分時輸出外部低地址、讀/寫數(shù)據(jù)P2口輸出外部存儲器高位地址P1、P2、P3口的驅動能力為4個TTL。第4頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.一、單片機的硬件結構特點及其最小應用系統(tǒng)1MCS-51系列單片機的結構特點P3口的第二功能：P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0（外部中斷）P3.3INT1（外部中斷）P3.4T0（定時器0外部輸入）P3.5T1（定時器1外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖）第5頁/共34頁外部設備基本系統(tǒng)I/O子系統(tǒng)THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.一、單片機的硬件結構特點及其最小應用系統(tǒng)2MCS-51系列單片機的最小應用系統(tǒng)及其擴展單片機EPROMRAM顯示器光電隔離鍵盤I/OI/O通用外部設備程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器I/OA/D光電隔離光電隔離D/A數(shù)字量檢測模擬量檢測開關量檢測開關量控制伺服驅動控制（數(shù)字量傳感器）（模擬量傳感器）（開關量傳感器）（繼電器、步進電機）（交、直流伺服電機）圖4.26單片機應用系統(tǒng)構成第6頁/共34頁分析：THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計設計一個具有4位LED數(shù)字顯示，16個按鍵的單片機最小系統(tǒng)。題目：單片機AT89S52位碼段碼掃描碼鍵值？第7頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計器件選擇：1、LED數(shù)碼顯示管LED數(shù)碼顯示管分共陰和共陽兩種：共陰管的內部接線公共端公共端共陽管的內部接線每段驅動所需電流為2～8mA第8頁/共34頁

使用按鍵時，應注意接上拉電阻。THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計器件選擇：2、按鍵的選擇普通微型按鍵常開，按下閉合組成4×4的矩陣5V?第9頁/共34頁4位動態(tài)顯示電路THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計部分設計方案：1、顯示顯示采用動態(tài)顯示方案。每段由P0口的各位驅動，每位由P2口的高4位分別驅動。8P0.×8R0×85VP2.7P2.6P2.5P2.4R1×4T0（9013）×4P0口為漏極開路的8位準雙向I/O口。每個引腳可驅動8個TTL。（低電平時約3.2mA）第10頁/共34頁4×4鍵盤矩陣THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計部分設計方案：2、4×4鍵盤5V0123掃描信號P2.0P2.1P2.2P2.3R2×4如何求得鍵值？P2.7P2.6P2.5P2.4鍵值表011110111101111011101101101101117E7D7B77BEBDB7BBDBEBE7D7DDEDEEDE第11頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計部分設計方案：2、4×4鍵盤鍵值表011110111101111011101101101101117E7D7B77BEBDB7BBDBEBE7D7DDEDEEDEASCII碼鍵值表01111011110111101110110110110111303438G23135G339G0G1G5G436373332?讀入鍵值到ASCII碼鍵值的轉換第12頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計最小系統(tǒng)設計：單片機AT89S52P0P1P2P3EA5V5VXTAL2XTAL1時鐘電路最小系統(tǒng)的外圍電路外圍電路設計5V復位電路RSTR3R4R5C1C0×2參數(shù)確定：R3＝47R4＝4k7R5＝4k7C0＝15pC1＝10u

晶振11.0592M第13頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計最小系統(tǒng)設計：單片機AT89S52P0P1P2P3顯示電路設計4位動態(tài)顯示電路8P0.×8R0×85VP2.7P2.6P2.5P2.4R1×4T0（9013）×484R0＝300R1＝1k數(shù)碼管為共陽最小系統(tǒng)的顯示電路第14頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計最小系統(tǒng)設計：軟件流程圖設計（1）主程序開始初始化：堆棧指針T0為定時、模式2TL0、TL1賦初值中斷允許及優(yōu)先級顯示指針、位碼及顯示緩沖區(qū)賦值工作主程序啟動T0工作（2）中斷服務子程序T0中斷入口保護現(xiàn)場恢復現(xiàn)場取被顯示數(shù)并送顯示修改顯示緩沖區(qū)指針修改顯示位指針一次循環(huán)完成？中斷返回顯示緩沖區(qū)指針賦初值顯示位指針賦初值YN第15頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計D0

EQU

20HD1

EQU

21HD2

EQU

22HD3

EQU

23HPTER

EQU

28HWEI

EQU

29H最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（1）設置顯示緩沖區(qū)及工作寄存器；設置顯示緩沖區(qū)；顯示緩沖區(qū)指針寄存器；顯示位指針寄存器第16頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計

ORG

0000HAJMP

MAINORG

000BHAJMP

XIANSHI最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（2）設置中斷向量表；復位向量；T0中斷向量，顯示定時；顯示中斷服務程序第17頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計

ORG

0020HMAIN:MOVSP,

#4FH

MOVTMOD,

#02H

MOVTCON,

#00H

MOVTL0,

#00H

MOVTH0,

#00H

MOVIE,

#02H

MOVIP,

#02H

最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（3）初始化程序段a；初始化堆棧指針；T0為定時、模式2；TR0＝0，T0暫不工作；定時值為0；裝載值為0；允許T0中斷；T0為高優(yōu)先級第18頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計

MOVWEI,

#10000000B

MOVD0,

#02H

MOVD1,

#00H

MOVD2,

#00H

MOVD3,

#08H

SETBEA

SETBTR0最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（4）初始化程序段b；位碼初值；顯示緩沖區(qū)初始化；開機顯示2008；開系統(tǒng)中斷；啟動T0工作第19頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計LOOP:NOP

LJMPLOOP最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（5）系統(tǒng)主程序；系統(tǒng)主程序區(qū)；預留第20頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計XIANSHI:

CLR

ET0

PUSHPSW

PUSH

ACC

SETB

RS0

CLR

RS1最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（5）動態(tài)掃描中斷服務程序a；禁止T0中斷；保護現(xiàn)場；設置為2號工作寄存器區(qū)第21頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計

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:最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（5）動態(tài)掃描中斷服務程序b；段碼表指針→DPTR；PTER→R0；取被顯示數(shù)；取被顯示數(shù)段碼；被顯示數(shù)段碼送P2口；顯示該數(shù)；指向下一位數(shù)；修改位碼第22頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計FINISH:

POP

ACC

POP

PSW

SETB

ET0

RETITAB:

DB50H,0DDH,

31H,15H,9CH

DB16H,

12H,5DH,10H,14H,0EFH最小系統(tǒng)設計：軟件設計：（5）動態(tài)掃描中斷服務程序c；恢復現(xiàn)場；允許T0中斷；中斷返回；段碼表第23頁/共34頁4×4鍵盤矩陣THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計部分設計方案：鍵盤接入5V0123掃描信號P2.0P2.1P2.2P2.3R2×4單片機AT89S52P0P1P2P3R2＝4k7?P2.7P2.6P2.5P2.4第24頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.

基于AT89S52的最小系統(tǒng)設計部分設計方案：鍵盤接入按鍵信號的特點：tV020mS20mS必須考慮信號前后的抖動若用軟件解決，如何編寫程序？第25頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.二、微機應用系統(tǒng)輸入/輸出的可靠性設計輸入/輸出對硬件電路的要求：

能夠可靠的傳遞控制信號，并能輸入有關運動機構的狀態(tài)信息；能夠進行相應的信息轉換，以滿足微機對輸入/輸出信息的轉換要求。如D/A、并行/串行、電平轉換/功率匹配、電量/非電量、弱電/強電等；具有較強的阻斷干擾信號進入微機控制系統(tǒng)的能力，以提高系統(tǒng)的可靠性。第26頁/共34頁THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽.1.二、微機應用系統(tǒng)輸入/輸出的可靠性設計1、光電隔離電路使微機與強電部件沒有“電”上的聯(lián)系，阻斷干擾信號的傳導。5V12V微機信號執(zhí)行系統(tǒng)12V5V機械系統(tǒng)去微機光電隔離電路信號由光傳遞第27頁/共34頁a.b.d.c.THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY電子設計競賽