“ “51 ”單片機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告

　學(xué)院：電氣與控制工程學(xué)院

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　目錄 一． 前言 二． 實(shí)訓(xùn)的目的及要求 三．實(shí)訓(xùn)原理

　四．硬件的安裝與調(diào)試

　五．軟件部分 六．系統(tǒng)測(cè)試 七．元器件清單 八．心得體會(huì) 九．參考文獻(xiàn)

　 前言

　51 精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板是一款以 8051 系列單片機(jī)為核心的精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板。8051 系列單片機(jī)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(xué)習(xí)其他很多單片機(jī)的基礎(chǔ)。

　單片機(jī)具有成本低、體積小、可靠性高、具有高附加值、通過(guò)更改軟件就可以改變控制對(duì)象等優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)越來(lái)越成為電子工程師設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)的首選器件之一。因此擁有一塊單片機(jī)開(kāi)發(fā)板對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)具有著極其重要的意義。

　本課題設(shè)計(jì)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，具有一般開(kāi)發(fā)板通用結(jié)構(gòu)，并基于硬件進(jìn)行相關(guān)軟件設(shè)計(jì)。利用程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)程序并實(shí)現(xiàn) ISP 在線下載到單片機(jī)，無(wú)需配置單獨(dú)的下載器。單片機(jī)使用 ISP 在線下載程序，加快了程序設(shè)計(jì)者調(diào)試的進(jìn)度，使設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)的程序盡快得到驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)開(kāi)發(fā)板上的模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以提高針對(duì)不同硬件進(jìn)行編程的能力，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)所用的硬件也有了更深一步的認(rèn)識(shí)，因此該開(kāi)發(fā)板具有一定的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

　實(shí)訓(xùn)的目的及要求 1.了解“51”精簡(jiǎn)開(kāi)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(guò)程； 3.熟練掌握電子元器件的焊接方法與技巧，訓(xùn)練動(dòng)手能力，培養(yǎng)工程實(shí)踐觀念。

　實(shí)訓(xùn)原理 1．主要性能指標(biāo)

　輸入電壓：DC 4.5V～5V；典型值：5V

　2．功能分區(qū)與模塊簡(jiǎn)介

　 [1] 單片機(jī) 單片機(jī)也稱單片微控制器(Single Chip Microcontroller)，它集成度高、運(yùn)算快、體積小、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉，在過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)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(kāi)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(guò)板上的穩(wěn)壓集成芯片 78M05 給單片機(jī)提供 5V 電壓，可使單片機(jī)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(guò) MAX232 芯片把 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 RS-232 電平格式，可以用于單片機(jī)與微機(jī)通信。再通過(guò) 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(shū)后將做介紹）向單片機(jī)下載程序，也可通過(guò)一些串口調(diào)試軟件與電腦進(jìn)行串口通信。但是，只有STC89S 系列單片機(jī)支持串口下載，而 AT89S 系列單片機(jī)不支持串口下載。

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

　[5] 輸入/輸出接口 51 板將 32 個(gè) I/O 口全部引出：其中 P0 口、P1 口、P2 口、P3 口各有 8 個(gè)I/O 口用排針引出，排針兩端為與單片機(jī)共地的 5V 電源，方便進(jìn)行外接擴(kuò)展，而單片機(jī)的 EA、ALE、PSEN 端口也在靠近排阻下方引出，以方便日后進(jìn)行一些高級(jí)擴(kuò)展。P1 口接有 8 個(gè)發(fā)光 LED，以供測(cè)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(jī)內(nèi)部可自行識(shí)別，不必要設(shè)置。

　[6] 外部復(fù)位 復(fù)位是對(duì)單片機(jī)硬件的初始化，51 單片機(jī)具有外部復(fù)位功能，高電平有效，即在單片機(jī) 9 腳加上高電平單片機(jī)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(jī)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(xì)閱讀硬件說(shuō)明部分，并將元件對(duì)號(hào)入座，確保一次性焊接成功。

　3．先對(duì)較矮小的元件進(jìn)行焊接，比如電阻、穩(wěn)壓集成，再對(duì)高一些的元件進(jìn)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(shí)應(yīng)注意一些元件的正負(fù)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(kuò)展接口51 單片機(jī)系統(tǒng)及仿真電路

　4．由于此套件標(biāo)準(zhǔn)配置不包含穩(wěn)壓集成 VR1（78M05），所以焊接完成后要用導(dǎo)線將 VR1 的 1、3 焊盤短接，芯片才能正常供電，此時(shí)只能使用 4.5－5V 的直流穩(wěn)壓電源供電；如果將自購(gòu) 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(wú)誤后先不要急于插入芯片，應(yīng)該先對(duì)芯片供電電壓進(jìn)行測(cè)量。插上電源，用萬(wàn)用表檢查單片機(jī)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(jī) EA 端（31 腳）與電源正極相接，之后再插上芯片，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。

　軟件部分 系統(tǒng)測(cè)試 1．串口測(cè)試 接上單片機(jī)電源和串口線，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，電源指示燈 DS0 亮，使用 STC89C系列單片機(jī)，其本身自帶了一個(gè)測(cè)試程序，上電之后 DS1-DS7 便會(huì)兩個(gè)兩個(gè)的閃爍�；蛘咦约合螺d一個(gè)程序，如果下載成功，說(shuō)明串口正常，如不成功，請(qǐng)仔細(xì)檢查焊點(diǎn)及串口線。

　2．I/O 口測(cè)試 下載程序一，將跳線 P5 接 ON 一端，如發(fā)現(xiàn)上排 LED 逐個(gè)亮或有規(guī)律的亮，說(shuō)明 P1 檢測(cè)正常； 根據(jù)程序一的特點(diǎn)，仔細(xì)分析程序二各語(yǔ)句功能，并猜測(cè)其結(jié)果，接著將程序二下載到單片機(jī)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(biāo)號(hào)

　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(kāi)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(kāi)關(guān) S1 8×8 自鎖開(kāi)關(guān) 復(fù)位按鍵 S2 6×6 復(fù)位開(kāi)關(guān) 8051 系列單片機(jī) 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(biāo)號(hào)

　元件規(guī)格

　DIP40芯片座 標(biāo)準(zhǔn) DIP40 DIP16芯片座

　標(biāo)準(zhǔn) DIP16

　串口下載線 標(biāo)準(zhǔn) 1.5m 4.5V 電池盒 說(shuō)明書(shū)一冊(cè) 標(biāo)準(zhǔn) \ 標(biāo)準(zhǔn) \

　選配元件

　器件標(biāo)號(hào)

　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(huì)

　 我們認(rèn)真學(xué)習(xí)和熟練掌握了電子器件的理論知識(shí)和使用方法，特別留意焊接過(guò)程中的焊錫使用的技術(shù)要點(diǎn)，以及對(duì)電路正確的驗(yàn)證（以防短路，燒毀器件）。

　焊接完畢之后，編寫(xiě)程序測(cè)試硬件。我們將平時(shí)上課學(xué)到的匯編語(yǔ)言，根據(jù)電子器件的使用方法和特性，編寫(xiě)相適應(yīng)的匯編程序調(diào)試。由于調(diào)試是一個(gè)比較漫長(zhǎng)需要耐心的工作，我們從中學(xué)到許多測(cè)試經(jīng)驗(yàn)和編程技巧，培養(yǎng)了堅(jiān)持不懈的耐力。

　通過(guò)對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板的硬件認(rèn)識(shí)，編寫(xiě)測(cè)試程序?qū)�單片機(jī)開(kāi)發(fā)板系統(tǒng)進(jìn)行了完整的硬件測(cè)試，實(shí)驗(yàn)的測(cè)試現(xiàn)象達(dá)到預(yù)期要求。最終證實(shí)了此次焊接相當(dāng)成功，表明這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)非常圓滿成功！

　雖然這次的實(shí)習(xí)算起來(lái)在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間只有幾天，不過(guò)因?yàn)槲覀兌加凶约旱膶?shí)驗(yàn)板，硬件的設(shè)計(jì)跟焊接都要我們自己動(dòng)手去焊，軟件的編程也要我們不斷的調(diào)試，最終一個(gè)能完成課程設(shè)計(jì)的勞動(dòng)成果出來(lái)了。

　通過(guò)這次單片機(jī)實(shí)習(xí)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)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(jìn)行改進(jìn)，使之功能不斷完善，成為真己的東西。

　參考文獻(xiàn) 基礎(chǔ)電子實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)

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