基于面包板的单片机最小系统课件.ppt

1、基于面包板的单片机最小系统陈付龙主要内容1. 面包板及相关器件2. 面包板开发单片机应用系统方法3. 单片机应用系统1.面包板及相关器件面包板面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的。由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。面包板插孔面包板的表面有规则排列的供插装元器件的插孔，在面包板中间有一条中心分隔槽把它分成上、下两个部分。上半部分每列5个插孔之间是导通的，下半部分每列5个插孔之间也是导通的。而上、下部分插孔之间不导通。面包板的插接电阻1，它一支管脚插在电源正极排孔上，与电路的电源正极导通

2、；另一支管脚插在下半部分的插孔中，而该插孔下方用一根导线跨接到第3列插孔中，而三极管1的e极插于同列插孔中，这样就实现了电阻1与三极管1的e极的电气连接。面包板专用线USB-A接口延长线STC12C5A60S2（或5A32S2）-35I-PDIP40单片机PIN40芯片座STC12C4052AD-35I-DIP20单片机PIN20芯片座杜邦3PIN+1PIN接口和杜邦压针连接线热缩管USB-ISP下载模块自锁式开关12*12*5mm微动开关LED灯（5mm）12MHz晶振无源扬声器30pF电容0.1uF电容 电阻（100欧、1K欧、10K欧）2.面包板开发单片机应用系统方法 需求分析 电路设计

3、 程序设计 电路连接 系统调试（1）需求分析 需求分析是分析功能、确定参数要求的过程。无论在学习单片机系统设计或是将来设计一些解决实际问题的项目，明确最终要达到的功能非常重要。 比如一个简单的单片机控制发光二极管的例子，功能确定为单片机控制一个发光二极管点亮500ms，熄灭500ms，再点亮500ms，再熄灭500ms如此反复。（2）电路设计左边阴影框里就是单片机，右边的是发光二极管。电源端（电源端（VCC、GND）C51的VCC（40管脚）和GND（20管脚）分别为电源端和接地端，C51的供电电压范围为直流+4.0+5.5V。电路中所有具有同名的电源标号或网络标号之间是连通的，只是为了电路图

4、的美观，没有把这些连通的节点全部连接起来。时钟信号端（时钟信号端（XTAL1、XTAL2）C51单片机的XTAL1端（19管脚）、XTAL2（18管脚）内部有一个片内振荡器结构，但仍然需要在XTAL1和XTAL2之间连接一个晶振Y1，并加上两个容量介于2040pF的电容C1、C2组成时钟电路，如图所示。单片机上电后，用示波器可在XTAL1管脚观察到频率与晶振频率相同的方波信号。像图示这种使用晶振配合产生时钟信号的方法称为内部时钟方式。晶振的频率决定了该系统的时钟频率，比如晶振频率选择12MHz，那么单片机工作的频率就是12MHz。根据系统对速度的要求，一般可以选择1.2MHz12MHz的晶振。

5、通常我们使用12MHz的晶振。C51单片机的RST端（9管脚）是复位端。当向RST端输入一个短暂的高电平单片机就会复位，复位后单片机从头开始执行程序。如果在单片机执行程序的过程中触发复位，则单片机立即放弃当前操作而被强行从头开始执行程序。最简单的复位电路就是在RST端与电源端之间连接一个10F左右的电解电容。单片机上电瞬间，电容C3的正极电压瞬间变为+5V，C3对于这个瞬间的电压突变相当于短路（隔直通交），于是+5V（高电平）相当于直接加到了单片机的RST端上。正是这个加在RST端的瞬间高电平使单片机复位。很快，电容C3充满电，在电路中相当于断路，于是RST端电平由高转低，单片机随即开始执行程

6、序。复位端（复位端（RST）有时，只使用一个电解电容的复位电路可靠性不高，所以图中给出两种较好的复位电路。其中，按钮开关S1可对单片机实现手动复位，当按下S1时，RST端获得复位信号（高电平）而使单片机复位，此时无论单片机在进行什么操作都得乖乖的从头开始执行程序。外部程序存储器访问控制端外部程序存储器访问控制端最简系统中，C51单片机的 端（31管脚）接了高电平。这是单片机的外部程序存储器访问控制端，顾名思义， 的电平控制着单片机是否去访问外部程序存储器。接高电平时，单片机执行本单片机内部程序存储器中的程序，并在读取完内部程序存储器地址为0FFFH上的数据后自动转向读取外部的程序存储器；如果

7、接低电平，则单片机访问的全部是外部程序存储器。EA/VPP程序设计单片机程序用汇编语言或C51语言编写，有许多计算机上的应用软件可支持这两种语言的单片机程序开发，比如Vision软件等。用汇编或C51语言设计好的单片机程序，将通过一个连接计算机USB口和单片机下载接口的下载器，下载到单片机中。下载完成后，单片机启动时运行下载的程序就可以实现相应的控制功能了。电路连接在面包板上用导线按电路设计连接电路系统调试在调试阶段，也就是“磨合”软件和硬件以便它们共同实现系统功能。当程序下载到单片机系统后，启动单片机运行程序，观察系统的“反应”和我们的设计是不是相符。比如发光二极管以500ms为间隔进行闪烁

8、。当程序设计完成并下载到单片机之后，可能出现的问题是发光二极管不闪烁或闪烁的时间间隔不对。如果出现这些与设计不符的实验效果，首先在保证硬件电路是正确的前提下，回到程序中找错误，修改后再下载到单片机系统中。如此反复，直到系统运转正常为止。3.单片机应用系统单片机应用系统=单片机+外围电子元件+控制程序3.1 发光二极管应用发光二极管（LED，电路符号 ）是一种最常用的指示器件，近几年因其成本下降和节能的特点大量使用在照明设备中。发光二极管有极性之分，当有足够的正向电流（正极流向负极的电流，约10mA30mA）通过时便会发光。单片机的控制我们把发光二极管D1的负极连接在单片机的P0.4口（35管脚

9、）上，电阻R1起到限流的作用。根据器件的连接关系分析知道：当单片机的P0.4口输出低电平时（接地），发光二极管D1正、负极之间获得电压而被点亮；当P0.4口输出高电平时（+5V），发光二极管D1则熄灭。所以要实现图2-17所示的功能，即让发光二极管以500ms为间隔闪烁，变成了让单片机的P0.4口以500ms为间隔输出高、低电平。流水灯 8个LED依次点亮（各种效果）+5V8个交通灯+5V8个八位二进制计数器+5V8个3.2 开关控制12345612436脚自锁式开关:按下1-2导通,4-5导通;弹起1-3导通,4-6导通4脚微动开关（按键）：按下1-2导通，3-4导通；弹起1-2断开，3-4

10、断开开关控制LED灯1243GND+5v3.3 蜂鸣器+5V+-接单片机信号输出端蜂鸣器的连接电子喇叭 按下按键，喇叭鸣叫；释放按键，停止鸣叫+5V+-1243电路设计反应时间测试仪反应时间测试仪的功能：单片机向蜂鸣器输出一个很短的鸣响信号Vout（比如500ms），测试者听到这个信号后立即按下按钮开关向单片机输入一个信号Vin，单片机只要计算出输出信号Vout与输入信号Vin之间的时间差就得到反应时间（以ms为单位），最后输出到反应时间显示器上显示即可。电路设计系统由4个模块（部分）组成：单片机、蜂鸣器及驱动电路、按钮开关、反应时间显示器（如LED/数码管/LCD）。+5V+-1243程序设计单片机P1.0在t1时刻输出一个高电平使驱动电路工作从而使蜂鸣器鸣响。同时单片机内部开始计时，等到按钮开关按下时，因开关的短路P1.7变成了低电平，此时为t2时刻，单片机计时结束。单片机的计时时长（t2-t1）即为反应时间，只要输出到显示器显示即可。3.4 光敏电阻3.5 温度传感器 18B20温度传感器（3脚）3.6 TFT2.4彩屏