“ “51 ”單片機實習報告

　學院：電氣與控制工程學院

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　目錄 一． 前言 二． 實訓的目的及要求 三．實訓原理

　四．硬件的安裝與調(diào)試

　五．軟件部分 六．系統(tǒng)測試 七．元器件清單 八．心得體會 九．參考文獻

　 前言

　51 精簡開發(fā)板是一款以 8051 系列單片機為核心的精簡開發(fā)板。8051 系列單片機是一款應(yīng)用非常廣泛的 8 位微處理芯片，由于其功能齊全，產(chǎn)品技術(shù)成熟，資料廣泛，又是學習其他很多單片機的基礎(chǔ)。

　單片機具有成本低、體積小、可靠性高、具有高附加值、通過更改軟件就可以改變控制對象等優(yōu)點，單片機越來越成為電子工程師設(shè)計產(chǎn)品時的首選器件之一。因此擁有一塊單片機開發(fā)板對單片機學習具有著極其重要的意義。

　本課題設(shè)計的單片機開發(fā)板，具有一般開發(fā)板通用結(jié)構(gòu)，并基于硬件進行相關(guān)軟件設(shè)計。利用程序開發(fā)語言開發(fā)程序并實現(xiàn) ISP 在線下載到單片機，無需配置單獨的下載器。單片機使用 ISP 在線下載程序，加快了程序設(shè)計者調(diào)試的進度，使設(shè)計者所設(shè)計的程序盡快得到驗證。通過對開發(fā)板上的模塊進行實驗，可以提高針對不同硬件進行編程的能力，同時通過實驗現(xiàn)象對所用的硬件也有了更深一步的認識，因此該開發(fā)板具有一定的實用價值和現(xiàn)實意義。

　實訓的目的及要求 1.了解“51”精簡開發(fā)板的工作原理及其結(jié)構(gòu)； 2.了解復(fù)雜電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造的全過程； 3.熟練掌握電子元器件的焊接方法與技巧，訓練動手能力，培養(yǎng)工程實踐觀念。

　實訓原理 1．主要性能指標

　輸入電壓：DC 4.5V～5V；典型值：5V

　2．功能分區(qū)與模塊簡介

　 [1] 單片機 單片機也稱單片微控制器(Single Chip Microcontroller)，它集成度高、運算快、體積小、運行可靠、價格低廉，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機電一體化、智能儀器儀表、家用電器以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用。

　[2] 電源部分 電源部分由開關(guān)、穩(wěn)壓集成、電源指示燈幾部分組成，本款 51 板輸入電壓4.5V～5V，典型輸入電壓為 5V，也可通過板上的穩(wěn)壓集成芯片 78M05 給單片機提供 5V 電壓，可使單片機正常工作。

　[3] 串行下載部分 這一部分由串口、下載緩沖器 MAX232 組成，通過 MAX232 芯片把 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 RS-232 電平格式，可以用于單片機與微機通信。再通過 DB9 接口由一條串口線與電腦串口相連，可以利用程序下載軟件（下載方法書后將做介紹）向單片機下載程序，也可通過一些串口調(diào)試軟件與電腦進行串口通信。但是，只有STC89S 系列單片機支持串口下載，而 AT89S 系列單片機不支持串口下載。

　[4] ISP 下載 ISP 下載是 AT89S 系列單片機的下載方式，不能用于 STC89S 系列單片機，它由一條并口線與電腦并口相連，通過 Easy 下載軟件向單片機下載程序，但下載器需另行購買。

　[5] 輸入/輸出接口 51 板將 32 個 I/O 口全部引出：其中 P0 口、P1 口、P2 口、P3 口各有 8 個I/O 口用排針引出，排針兩端為與單片機共地的 5V 電源，方便進行外接擴展，而單片機的 EA、ALE、PSEN 端口也在靠近排阻下方引出，以方便日后進行一些高級擴展。P1 口接有 8 個發(fā)光 LED，以供測試之用，P0 口外接 10K 的上拉電阻。這些 I/O 口即可做輸出，又可做輸入口，51 單片機內(nèi)部可自行識別，不必要設(shè)置。

　[6] 外部復(fù)位 復(fù)位是對單片機硬件的初始化，51 單片機具有外部復(fù)位功能，高電平有效，即在單片機 9 腳加上高電平單片機就被復(fù)位。此產(chǎn)品的復(fù)位電路由按鍵 S2，電 容 C3 和電阻 R9 組成。

　 系統(tǒng)原理圖

　硬件的安裝與調(diào)試 1．拿到 51 單片機套件后，首先應(yīng)按照附錄的元器件清單表逐一檢查元件數(shù)目和規(guī)格，確保產(chǎn)品完整。

　2．詳細閱讀硬件說明部分，并將元件對號入座，確保一次性焊接成功。

　3．先對較矮小的元件進行焊接，比如電阻、穩(wěn)壓集成，再對高一些的元件進行焊接，比如芯片座、排阻等，依此類推，最后焊接高大的元件，比如串口、ISP下載口等。焊接時應(yīng)注意一些元件的正負極和方向 。

　11223344D DC CB BA AP1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RxD10P3.1/TxD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN29ALE30EA/VPP31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039VCC40STC89C52U11234567891110D Connector 9J1DS2DS3DS4DS5DS6DS7DS8DS9DS18.2KR9SW-PBS21 2crystal oscillatorY130pFC230pFC1104C410uFC3123P5Vcc16V+2V-6TO27RI28GND15C1+1C1_3C2+4C2-5TI210RO29MAX232 U2104C6104C5104C7470R1POWER470R2470R3470R4470R5470R6470R7470R8470R10Vin VoutGND78M05VR1Vcc1 23 45 67 89 10JP1RSTP1.6 P1.5P1.7VccRSTVCCP3.0 RXDP3.1 TXDP3.1 TXDP3.0 RXDVCCXTAL1XTAL2XTAL1XTAL21 21 32S12 3Vcc123P6EAPSENALERSTVccEA12345678910P012345678910P112345678910P212345678910P312P7PSENALEVCC VCC VCC VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.0 RXDP3.1 TXDP3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7電源部分復(fù)位電路 ISP 下載接口串行接口電路 晶振電路 I/O 擴展接口51 單片機系統(tǒng)及仿真電路

　4．由于此套件標準配置不包含穩(wěn)壓集成 VR1（78M05），所以焊接完成后要用導線將 VR1 的 1、3 焊盤短接，芯片才能正常供電，此時只能使用 4.5－5V 的直流穩(wěn)壓電源供電；如果將自購 VR1（78M05）焊接在板子上，那么就可以使用 7.2V－15V 的寬電源供電。

　5．焊接并檢查無誤后先不要急于插入芯片，應(yīng)該先對芯片供電電壓進行測量。插上電源，用萬用表檢查單片機的 20、40 腳及 MAX232 的 15、16 腳間電壓，看是否為＋5V（±0.5V），然后用跳線帽接通 P6 的中間一針和上面一針，使單片機 EA 端（31 腳）與電源正極相接，之后再插上芯片，進行系統(tǒng)測試。

　軟件部分 系統(tǒng)測試 1．串口測試 接上單片機電源和串口線，打開電源開關(guān)，電源指示燈 DS0 亮，使用 STC89C系列單片機，其本身自帶了一個測試程序，上電之后 DS1-DS7 便會兩個兩個的閃爍�；蛘咦约合螺d一個程序，如果下載成功，說明串口正常，如不成功，請仔細檢查焊點及串口線。

　2．I/O 口測試 下載程序一，將跳線 P5 接 ON 一端，如發(fā)現(xiàn)上排 LED 逐個亮或有規(guī)律的亮，說明 P1 檢測正常； 根據(jù)程序一的特點，仔細分析程序二各語句功能，并猜測其結(jié)果，接著將程序二下載到單片機上，仍將跳線 P5 接 ON 一端，自己觀察小燈跳變規(guī)律，看與自己分析結(jié)果是否一致。

　元器件清單

　 元件

　器件標號

　元件規(guī)格

　電容 C1 30pF（瓷片）

　電容 C2 30pF（瓷片）

　電解電容 C3 10uF（電解）

　電容 C4 104（瓷片）

　電容 C5 104（瓷片）

　電容 C6 104（瓷片）

　電容 C7 104（瓷片）

　LED DS1-DS9 發(fā)光二極管（紅色，¢3）

　10×1 排針 P0－P3 I/O 端口 3×1 排針 2×1 排針 P5、P6 P7 LED/EA 選通開關(guān) ALE/PSEN 功能引腳 電阻 R1-R8、R10 470Ω/330Ω（金屬膜 1/4W）

　電阻 R9 8.2kΩ（金屬膜 1/4W）

　9 針排阻 RES 103Ω 雙路自鎖開關(guān) S1 8×8 自鎖開關(guān) 復(fù)位按鍵 S2 6×6 復(fù)位開關(guān) 8051 系列單片機 U1 STC89C52（DIP40 封裝）

　串口電平轉(zhuǎn)換芯片 U2 MAX232（DIP16 封裝）

　接插件 DB9 串口（母頭）

　晶振 Y1 11.0592MHz

　其他配件

　器件標號

　元件規(guī)格

　DIP40芯片座 標準 DIP40 DIP16芯片座

　標準 DIP16

　串口下載線 標準 1.5m 4.5V 電池盒 說明書一冊 標準 \ 標準 \

　選配元件

　器件標號

　元件規(guī)格

　5×2 排針 ISP ISP 下載口 穩(wěn)壓芯片

　VR1 78M05（貼片）

　心得體會

　 我們認真學習和熟練掌握了電子器件的理論知識和使用方法，特別留意焊接過程中的焊錫使用的技術(shù)要點，以及對電路正確的驗證（以防短路，燒毀器件）。

　焊接完畢之后，編寫程序測試硬件。我們將平時上課學到的匯編語言，根據(jù)電子器件的使用方法和特性，編寫相適應(yīng)的匯編程序調(diào)試。由于調(diào)試是一個比較漫長需要耐心的工作，我們從中學到許多測試經(jīng)驗和編程技巧，培養(yǎng)了堅持不懈的耐力。

　通過對單片機實驗開發(fā)板的硬件認識，編寫測試程序?qū)�單片機開發(fā)板系統(tǒng)進行了完整的硬件測試，實驗的測試現(xiàn)象達到預(yù)期要求。最終證實了此次焊接相當成功，表明這次生產(chǎn)實習非常圓滿成功！

　雖然這次的實習算起來在實驗室的時間只有幾天，不過因為我們都有自己的實驗板，硬件的設(shè)計跟焊接都要我們自己動手去焊，軟件的編程也要我們不斷的調(diào)試，最終一個能完成課程設(shè)計的勞動成果出來了。

　通過這次單片機實習，我不僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實際當中去，而且我還學會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進行改進，使之功能不斷完善，成為真己的東西。

　參考文獻 基礎(chǔ)電子實訓指導書

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