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1、单片机系统设计与制作,指导老师：邹熙,一、实验室规章制度,筛选合格后的学生才能进入实验室，未经老师同意，绝对禁止带他人进入实验室； 若培训中途欲退出实验室，需本人提前向当前培训老师报告，并归还所有仪器、设备及器件后方能离开； 不得随意搬动或者交换电脑和仪器设备，如遇故障或损坏应及时如实报告值班教师，如个人原因造成，按价赔偿； 实验室内的所有仪器、耗材和器件不得带出实验室，图书在唐老师处登记后方可外借； 耗材按需自行领取，器件需详细登记品名数量后领取； 每个项目或每届电子大赛结束后，各小组必须将所有可回收的器件分类整理，特别是中高值器件，按照领取的登记记录进行逐一回收和质量确认，以便循环使用；
2、爱惜公共财产,节约耗材,未用完的各种元器件应及时放回原处,不得私藏器件，当天值日小组应认真做好实验室卫生，并一个月进行一次全员大扫除。,仪器设备清单,计算机 直流稳压电源 （特别注意连接方法，否则会引起短路烧坏设备） 数字示波器 数字合成信号发生器 数字万用表 伟福仿真器 电源适配器 （使用之前一定要用万用表确认输出电压的大小和极性）,资料查询,实验室服务器地址：ftp:/172.16.16.2 下载用户名：guest 密码：123456 上传用户名：admin1 密码：123456 IC芯片资料查询：http:/ 几个芯片公司： TI公司：http:/ 美信公司：http:/china.ma
3、xim- 模拟器件AD公司：http:/ 烙铁头的种类 电烙铁的维护及使用 手工焊接的步骤及注意事项,常寿命烙铁头电烙铁,吸锡烙铁,温控式电烙铁,热风拔焊台,常用焊接工具,烙铁头的种类,（1）烙铁头一般用紫铜 制成，对于有镀层的烙铁头， 一般不要锉或打磨。因为电 镀层的目的就是保护烙铁头 不易腐蚀。 常用烙铁头形状有以下 几种（如图）,部分样式的烙铁头,电烙铁的维护,延长烙铁头的使用寿命，应注意问题： 经常用湿布、浸水海绵擦拭烙铁头，清洗或修正后的烙铁要立即镀锡，以保持良好的挂锡。方法是将烙铁头装好通电，在木板上放些松香并放一段焊锡，烙铁沾上锡后在松香中来回摩擦；直到整个烙铁修整面均匀镀上一层
4、锡为止，注意：烙铁通电后一定要立刻蘸上松香，否则表面会生成难镀锡的氧化层； 焊接时，尽量采用松香或弱酸性助焊剂，助焊剂的作用是可以清除金属表面的氧化物、防止被焊物氧化、帮助焊料流动、帮助传递热量、润湿焊点； 焊接完毕，烙铁头上的残留焊锡应继续保留，以防止再次加热时出现氧化层。,电烙铁的三种拿法,焊锡丝的两种拿法,烙铁使用注意事项,使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁使用后一定要稳妥放与烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头； 由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对人体有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手，避免食入； 焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作
5、时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不少于30厘米，通常以40厘米时为宜。,手工焊接步骤,作为一种初学者掌握手工锡焊技术的训练方法，五步法是有 有成效的。正确的五步法:,准备施焊,加热焊件,熔化焊料,移开焊锡,移开烙铁,五步法具体图示,手工焊接注意事项,掌握好加热时间,在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好； 保持烙铁头在合适的温度范围，一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50较为适宜； 用烙铁对焊点加力加热是错误的，会造成被焊件的损伤，例如电位器、开关、接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上，加力的结果容易造成元件失效； 焊点设计是否合理,单片机系统培训
6、计划,单片机系统开发步骤,按需求设计原理图、PCB图、制作电路板，常用软件PROTEL 99等； 编写、调试程序，常用工具有Keil C51软件、仿真器等； 将程序烧写进单片机ROM，常用工具有编程器或下载线； 系统加电调试、改进、完善。,AT89C51实物及引脚图,本次单片机系统的开发我们选择的是ATMEL公司生产的AT89C51单片机。,单片机工作的基本条件,基本工作条件是指无论哪一种单片机应 用系统，都必须具备的电路，这是单片机正 常工作的前提。 电源电路：VCC(40脚)、GND(20脚) 时钟电路：XTAL2(18脚)、XTAL1(19脚) 复位电路：RST(9脚) 外部ROM地址允
7、许输入端：EA(31引脚),电源电路,时钟电路,时钟电路指挥着AT89C51单片机按着节拍有序的从ROM中取指令和执行指令过程中的各种微操作，就好像一个交响乐团的指挥一样。,复位电路,在时钟电路工作后，只要在RST引脚上出现24个时钟振荡脉冲（2个机器周期）以上的高电平，单片机便复位，实现初始化状态。,外部ROM地址允许输入端,EA=1：访问内部ROM，但在PC值超过内部 ROM的地址范围时，将自动转向执 行外部ROM内的程序； EA=0：则只访问外部ROM，不管是否有内 部ROM； 注：对于无内部ROM的单片机，如8031，EA 引脚必须常接地，这样才能只选择外部 ROM。,单片机最小系统电
8、路图,AT89C51的并行端口结构,AT89C51单片机有4个I/O端口，每个端口都有8位，共占32根 引脚线。这4个I/O端口线路设计的非常巧妙，在学习和使用过程 中，既要抓住共同点，又要特别留意不同点。 锁存器、输入缓冲器 双向口和准双向口 上拉电阻（限流电阻）,P0-P3端口功能一览表,P0口内部结构,0,0,0,截止,1,1,导通,0,1,0,0,截止,高阻,1,0,0,截止,1,1,导通,0,1,1,导通,0,0,截止,1,CPU自动向锁存器D写入一个高电平1,P2口内部结构,P1口内部结构,P3口内部结构,如何用P1.0口点亮一个LED,限流电阻 R2=,限流电阻R2作用：1、保护
9、LED 2、保护P1.0口,LED工作电流一般选择：5mA10mA I10mA：超过了P1.0口灌电流的上 限值。 例如选择I=6mA，R2=(5-2)/0.006 =500 然后选择与计算结果相近的标称值，如470 或510 。,LED灯闪烁程序,主程序 MAIN: SETB P1.0 (1) LCALL DELAY (2) CLR P1.0 (3) LCALL DELAY (4) LJMP MAIN (5) 子程序 DELAY: MOV R7, #250 (6) D1: MOV R6, #250 (7) D2: DJNZ R6, D2 (8) DJNZ R7, D1 (9) RET (10
10、) END (11),主程序 MAIN: MOV P1, #0FFH (1) LCALL DELAY (2) MOV P1, #00H (3) LCALL DELAY (4) LJMP MAIN (5) 子程序 DELAY: MOV R7, #250 (6) D1: MOV R6, #250 (7) D2: DJNZ R6, D2 (8) DJNZ R7, D1 (9) RET (10) END (11),延时时间=1+(1+2*250+2)*250+2*MC MC：机器周期,1 MC,1 MC,2*250 MC,2 MC,2 MC,七段数码管结构及外形图,七段数码管是由发光二极管显示字段组成
11、的显示器，这种显示器有共阳极和共阴极两种： 共阴极：发光二极管的阴极连接在一起，接地； 共阳极：发光二极管的阳极连接在一起，接+5V； 七段数码管有两种显示方式：静态显示和动态显示,四位静态LED显示电路,静态显示将所有数码管的公共极连接在一起，如果是共阴就接地，如果是共阳，就接+5V，而每个数码管的段选线adp都各自与一个IO口的8位相连，之所以称为静态显示，是由于各位数码管都是相互独立的。,八位动态LED显示电路,动态显示将所有数码管的段选线相应地并联在一起，从adp一共8位，由I/O(1)控制，形成段选线的多路复用；而各位的公共极D7D0由另一个IO口控制，I/O(2)，实现各位的分时选
12、通。,需要注意的问题,1. 如何解决单片机端口资源复用问题，使各模块能正常工作？ 用专用芯片进行IO口的扩展； 用跳线对各模块进行硬件上的隔离； 2. 在设计制作单片机系统之前，应做好充分的理论分析和计算再动手，过程中应养成分步调试，逐步排查和解决问题的习惯。,NEXT,专用芯片进行IO口扩展实例,BACK,跳线解决端口复用实例,BACK,器件清单（LED&数码管）,按键输入原理,键盘中的按键：都是一个常开开关电路。 当按键K未被按下时， P1.0输入为高电平； 当按键K闭合时，P1.0输入为低电平。,按键的消抖,通常按键在闭合及断开的瞬间均伴有一连串的抖动。如图所示。抖动时间一般为510 m
13、s。,键抖动会引起一次按键被误读多次，必须去除键抖动。可用硬件或软件两种方法消除。 软件方法去抖动，即检测出键闭合后执行一个510 ms延时程序，再一次检测，如果仍保持闭合，则确认为真正按下。当检测到按键释放后，也要给510 ms的延时，待后沿抖动消失后，才能转入该键的处理程序。,键盘结构,在这里只介绍编码键盘,独立式键盘硬件接口,各按键相互独立地接通一条输入数据线，如左图所示。 当一个键按下时，与之相连的输入数据线即清0(低电平)，平时该线为1(高电平)。要判别是否有键按下，用单片机的位处理指令十分方便。 优点是电路简单； 缺点是占用线多。,独立式键盘软件编程,START:MOV A,#0F
14、FH ；输入时先置P1口为全1 MOV P1,A MOV A,P1 ；键状态输入 PL1:JNB ACC.0,P0F ；0号键按下转P0F标号地址 JNB ACC.1，P1F ；1号键按下转P1F标号地址 JNB ACC.2，P2F ；2号键按下转P2F标号地址 JNB ACC.3，P3F ；3号键按下转P3F标号地址 JNB ACC.4，P4F ；4号键按下转P4F标号地址 JNB ACC.5，P5F ；5号键按下转P5F标号地址 JNB ACC.6，P6F ；6号键按下转P6F标号地址 JNB ACC.7，P7F ；7号键按下转P7F标号地址 LJMP START ；无键按下返回,键值处理
15、子程序,P0F：LJMP PROM0 P1F：LJMP PROM1 ；入口地址表 P7F: LJMP PROM7 PROM0： ；0号键功能程序 LJMP START ；0号键执行完返回 PROM1： LJMP START PROM7： LJMP START,查询方式,矩阵式键盘硬件接口,每一水平线（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通； 利用矩阵结构，只需N条行线和M条列线，即可组成N*M个按键的键盘； 键盘处理的步骤一般都是先确认有无键被按下，然后再判断是哪个键被按下； 常用方法： 1.逐行（逐列）扫描查询法 2.线反转法,蜂鸣器,片外三总线结构,所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。按照功能，通常把系统总线分为3组： 地址总线 数据总线 控制总线 在本项目中是通过扩展片外数据存储器(RAM)来了解51单片机的片外总线架构的，具体芯片为CY62256。,地址总线,地址总线(Address Bus,AB)用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单元和端口的选择。 地址总线是单向的，只能由单片机向外发送信息。地址总线的数目决定了可直接访问的存储单元的数目。 例如，n位地址可以
