单片机最小系统的设计与实现大学论文.doc资源-CSDN文库

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电子产品设计制作

与故障诊断

学习情境 3：单片机最小系统的设计与实现

《电子产品设计制作与故障诊断》课程建设组

2010 年 2 月

第一版

单片机控制 LED 接线图

(1) 电源：单片机的第 40 脚接电源的正极， 20 脚接电源的地线。电源电压为+5V，

正负偏差不能超过百分之五。

(2) 振荡电路：单片机内部由大量的时序电路构成，没有时钟脉冲单片机的各个部

分就无法工作。所以在单片机的内部集成有振荡电路，外部只需要按照上面的

电路图将晶振和电容接到单片机的 18（XTAL2）、19(XTAL1)引脚，就构成了一

个完整的振荡器。接通电源，这个振荡器就会产生固定频率脉冲，使单片机内

部的时序逻辑电路开始工作。晶振的频率决定了单片机工作的快慢。

(3) 复位电路：用于将单片机内部各电路的状态，恢复到初始值。按照上面的接线

图将电阻和电容接到单片机的第 9（RST）引脚，在通电的瞬间使 9 脚获得一段

时间的高电平，单片机内部的电路就自动复位了。

(4) EA 引脚：用户编写的应用程序都存储在单片机内部的程序存储器中，若编写的

程序较长，内部程序存储器容量不够用时，就要考虑在单片机芯片的外部另外

增加程序存储器芯片。那么单片机中的控制器是如何知道程序是被存在什么地

方呢？它是通过 31（EA）脚上的电平状态进行判断的，若 EA 接电源正端，就

表示程序已被存入单片机内部存储器，反之是存在单片机外部存储器。在本例

中，所选单片机内部的程序存储容量已经够用，所以只需按照接线图将 EA 引

脚接到+5V 即可。

(5) 输入输出引脚：单片机引脚中凡用 P，后面跟数字标注的引脚均为输入输出引

脚。8 个引脚为一个“口”，上图中 P1.0 脚为 P1 口的第 0 号引脚。输入输出引

脚状态受程序控制，可以将单片机内部的信号送出来（输出），也可以将与引

脚相连的外部信号送到单片机内部去（输入）。上图中 P1.0 脚与 LED 负极相连，

LED 正极通过限流电阻 R1 接电源正极，当单片机的 P1.0 脚为高电平时，LED

熄灭；当 P1.0 脚为低电平时，LED 点亮。可见，只要控制 P1.0 脚电平的高低，

就能控制 LED 的亮灭。

(6) MAX202 电路：单片机工作的硬件条件具备以后，需要将程序固化到程序存储器

中，可以采用烧录器的方法固化。本例中，采用 STC89C52 单片机的 ISP 固化

程序的方法，即单片机的 TXD、RXD 两个引脚通过 MAX202 的电平变换和计算机

的串口连接，将下载的程序固化到单片机的程序存储器中。

(7) 看门狗电路：看门狗又叫 watchdog timer（WDT）,是一个定时器电路, 一般有

一个输入,叫喂狗,一个输出到 MCU 的 RST 端,MCU 正常工作的时候,每隔一端时

间输出一个信号到喂狗端给 WDT 清零,如果超过规定的时间不喂狗(一般在程序

跑飞时),WDT 定时超过,就会给出一个复位信号到 MCU,使 MCU 复位，防止 MCU

死机。看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。本例中采用

的 STC89C52 单片机内部已经集成了看门狗定时器，不用外接看门狗电路。

问题与思考：

(1) 在 51 单片机系统中什么是晶振周期、状态周期、机器周期、指令周期，它们之

间是什么关系？

(2) 单片机复位引脚需要什么样的电平？如果通过阻容电路实现？电路中的电阻电

容值是如何确定的？如果增加手动复位应该如何连线？

(3) 51 单片机中 P0 口结构和其它 I/O 口比较有什么不同？在使用中要注意什么？

3.3.4 51 单片机并行总线的扩展

(1) 并行总线的工作原理

MCS-51 单片机具有极强的功能，在智能仪表，小型测控系统及其他简单应用系

统中可直接使用单片机片内所具有的硬件资源而不必在外围扩展其他芯片和应用电

路。但对于比较复杂的应用系统，单片机内部的资源已经不能满足系统的需要，这时

就必需对单片机进行系统扩展。

单片机的系统扩展是通过单片机外总线进行的。系统外总线包括地址总线，数据

总线和控制总线。下图为单片机系统外总线结构图。

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