单片机最小系统设计.doc

摘要
单片机,又称微控制器。近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的迅速发展,应用领域日益扩大,同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。但仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
美国Intel公司生产的MSC-51系列单片机凭借其集成度高、可靠性好、性价比高等优点,在我国得到了广泛的应用,并取得了令人瞩目的成果。本设计主要在51单片机上扩展I/O口,扩展定时器定时范围,扩展键盘显示接口并写好底层程序。
关键词:最小系统,扩展,STC89C51, I/O接口
目录
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单片机的应用 5
单片机的分类 6
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STC89C51单片机引脚功能 8
电源供电模块 9
复位电路 10
时钟电路 11
LED驱动电路 12
USB下载器电路 12
STC 单片机通过串口下载 15
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作为微型计算机的一个重要分支——单片机迅速发展,尤其是在工业测量、机电一体化产品、家电等领域得到了广泛应用。世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机,在单片机家族的众多成员中MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比,迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场,成为国内单片机应用领域中的主流。目前,可用于MCS-51系列单片机开发的硬件越来越多,与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善,因此,可以极方便地利用现有资源,开发出用于不同目的的各类应用系统。
单片机最小系统是在以MCS-51单片机为基础上扩展,使其能更方便地运用于测试系统中,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被测试的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用的器件,在工业生产中称为必不可少的器件,尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。本课题设计主要在MCS-51单片机上扩展I/O口,扩展定时器定时范围,扩展键盘显示接口。适合于我们学生用于单片机的学习掌握和一些各种科研立项等的需求。因此,研究单片机最小系统有很大的实用意义。

单片机又称单片微控制器, 是在一块芯片中集成了CPU( 中央处理器)、RAM( 数据存储器)、ROM( 程序存储器)、定时器/ 计数器和多种功能的I/O( 输入/ 输出) 接口等一台计算机所需要的基本功能部件,从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。
自1975年美国德克萨斯仪器公司(Texas Instruments)第一块微型计算机芯片TMS-1000问世以来单片机技术已经发展成为计算机领域一个非常有前途的分支,他有自己的技术特征、规范、发展道路和应用领域。

单片机芯片作为控制系统的核心部件,除了要具备通用微机CPU的数值计算功能外,还必须具备灵活、强大的控制功能,以便实时监测系统的输入量、控制系统的输出量,实现自动控制。由于单片机面向工业控制,工作环境比较恶劣,如高温、强电磁干扰、甚至含有腐蚀性气体,在太空工作的单片机控制系统,还必须具备抗辐射能力,因而决定了单片机CPU与通用微机CPU具有不同特点:
(1)高集成度,体积小,高可靠性
单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上,集成度很高,体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的,内部布线很短,工作范围广,其抗噪音性能优于一般通用的CPU。
(2)控制功能强
为了满足对对象的控制要求,单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力,I/O口的逻辑操作及位处理能力,非常适用于专门的控制功能。
(3)低电压,低功耗,便于生产便携式产品
为了满足广泛使用于便携式系统,~,而工作电流仅为数百微安。
(4)易扩展
片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚,很容易构成各种规模的计算机应用系统。
(5)优异的性能价格比
单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率,单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制,有的已可达到1MB和16MB,片内的ROM容量可达62MB,RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用,因而销量极大,各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉,其性能价格比极高。