单片机开发板的原理
单片机开发板技术自发展以来已走过了近 20年的发展路程。单片机技术的发展以微处理
器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导， 以广泛的应用领域拉动， 表现出较微
处理器更具个性的发展趋势。小到遥控电子玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机 应用的影子。针对单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用， 为满足广大学生、爱好者、
产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生单片机实验板普遍称为单片机开发板、 也有单片机学习板的称呼。比较有名的例如电子人 DZR-01A单片机开发板。
单片机开发板是用于学习 51、STC、AVR型号的单片机实验设备。根据单片机使用
的型号又有51单片机开发板、STC单片机开发板、AVR单片机开发板。常见配套有硬件、 实验程序源码、电路原理图、电路 PCB图等学习资料。例如电子人单片机开发板，针对部
分学者需要特别配套有 VB上位机软件开发，游戏开发等教程学习资料。开发此类单片机开 发板的公司一般提供完善的售后服务与技术支持。单片机又称单片微控制器 ，它不是完成某
一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。 相当于一个微型的计算机，
和计算机相比，单片机只缺少了 I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体
积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是 了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机的使用领域已十分广泛， 如智能仪表、实时工控、
通讯设备、导航系统、家用电器等。 各种产品一旦用上了单片机， 就能起到使产品升级换代
的功效，常在产品名称前冠以形容词 一一智能型”，如智能型洗衣机等。
单片机(Microcontrollers )诞生于1971年，经历了 SCM、MCU、SoC三大阶段，早
期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是 INTEL的8051，此后在8051上发
展出了 MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着 工业控制领域要求的提高，开始出现了 16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛
的应用。90年代后随着消费电子产品大发展， 单片机技术得到了巨大提高。 随着INTEL i960
系列特别是后来的 ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代 16位单片机的高端地位， 并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80年代提高了数百倍。
高端的32位Soc单片机主频已经超过 300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而 普通的型号出厂价格跌落至 1美元，最高端的型号也只有 10美元。当代单片机系统已经不
再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机 上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的 Windows和
Linux操作系统。
常见配套资源如下：
1、硬件实验板及其配件如：连接线、 CPU芯片、流水灯、点阵显示、 ds18b20温度
检测、彩色TFT液晶屏，SD卡，游戏开发(推箱子游戏)、收音机、mp3解码等。
2、 实验程序源码，包含汇编源程序、 C语言源程序。
3、 电路原理图、PCB电路图。
4、 实验手册、使用手册。
5、 针对单片机开发板的详细讲解视频。
6、 附加PCB设计制作、VB软件开发等计算机学习资料
1、 8个LED灯，可以练习基本单片机 10操作，在其他程序中可以做指示灯使用。
2、 2个四联8段数码管，显示温度数据， HELLO欢迎词、时钟等。
3、 高亮8*8点阵，如练习数字，字母，图片显示，或者小游戏的开发如贪吃蛇等。
4、 4个独立按键，可以配置为中断键盘，为程序的按键扫描节省更多的时间。
5、 8个AD按键，主要设计为游戏开发如推箱子等，去掉了矩阵键盘， AD键盘在实
际中的应用相当广泛，如电视机加减搜台等都是采用 AD键盘，一根AD线可以扩展几百个
按键，更接近工程。
6、 PCF8591具有AD/DA功能，其采用IIC总线协议，可练习IIC总线的操作。
7、 DS18B20温度检测：单线多点检测支持。
8、 光敏电阻测试光线强度，感受白天黑夜的区别。
9、 FM收音机：能接收80M到110MHz之间的FM频段。可实现自动搜台和手动搜 台。
10、 DS1302时钟芯片提供实时时钟，带 3V电池，在掉电的情况下，时钟仍然可以继 续运行。
11、 可读写SD卡文件系统，保存数据显示到 TFT液晶屏等。
12、 继电器可以控制高电压的设备，高压危险，请小心使用。
13、 直流电机接口，控制直流电机。
14、 步进电机接口，控制步进电机运行。
15、 蜂鸣器，可以做电子琴、音乐发声等。
16、 74HC595芯片练习串行转并行数据扩展。
17、 74HC573锁存扩展芯片，可以扩展接口。
18、 ULN2003电机驱动芯片。（这里用它来驱动步进电机，直流电机，继电器和蜂鸣
器）
19、 MAX232串口数据传输延长发送距离。 （可与计算机通信，同时也可做为 STC单
片机下载程序的接口 ） 20、PL2303下载单片机，一线下载，直接的 USB下载方式，高 速下载。
21、 TFT液晶屏，单片机也可以控制彩屏了，让你的学习充满乐趣
22、 nRF24L01无线数据传输芯片接口，可以插 nRF24L01芯片，做高速无线数据传 输。
23、 LCD1602液晶接口，字符液晶两行，每行可以显示 16个字符。
24、 LCD12864带字库液晶接口。
25、 LCD12864 图形液晶接口。
26、 DS18B20单线多点温度采集接口。 一根线上便可拓展多个 DS18B20温度传感器， 先提供两个。
27、 提供ISP下载接口，可下载 AVR、AT的单片机。支持 AVR单片机。
28、 40针扩展接口，可以无限扩展。以后的 DZR-01A开发板配件将从此端口扩展出
去。
29、 PS2鼠标键盘接口。配合红外遥控器甚至可以遥控我们的电脑 !（配例程）
30、 AVR/51复位按键。可以复位 51 STC AVR单片机，全部支持
31、 TEA5767的IIC总线控制。学习IIC控制
32、 SD卡的SPI总线控制。扩展大容量存储器
33、 红外遥控接收器，可采集红外遥控发出的信号，可使用遥控信号控制其他设备。
34、 外接5V供电电源座。
35、 RXD、TXD、POWER 电源指示灯
36、 40PIN紧锁座（非常方便单片机芯片的取放 ）
37、 带LM1117-3.3稳压芯片（为彩屏液晶，SD卡和无线模块供电）
38、 USB供电（USB可以提供500MA的电流，完全能满足开发板的需求了 ）
39、 预留电源+5V,GND接口各四个（方便用户扩展其他外围电路时取电和共地 ）
学习51单片机必须做大量的实验， 与其说51单片机是学出来的，倒不如说51单片机
是“玩”出来的。就好像个人电脑一样，让你在那看十天使用说明不如你亲自玩一天收获大。
为了方便大家做一些 51ds, http://www.fulinmenst.com/ccgx/index.html 单片机的入门实验，制 作了这块51单片机实验板。 该51单片机实验板，支持 AT89C51、AT89C52、AT89S51、
AT89S52 这四款 51单片机进行实验。它由 DS1302、DS18B20、AT24CXX（可以更换
AT24C02、AT24C04、AT24C16等存储容量大小不同的 EEPROM）、蜂鸣器、继电器、六
个数码管、四个发光二极管、一个四乘四的矩阵键盘、四个独立按键、一个 1602液晶接口
等组成。如下图所示：
数码管 1602液晶接口
>DS1302
^AT24CXX
少矩阵键盘
蜂鸣器
DS18B20
接口
* 独立按键
电路图左上角的接口如下:
2122232425262728
3132
333435363738
n
12
14
15
16
17
U
31
32
33
34
35
曲
37
3S
D
D
D
D
D
D
u
12
13
也
15
16
17
18
31
32
33
34
35
羽
37
38
该实验板利用7805构成了自己的稳压电路，为该实验板提供
+5V的稳压电源。其电路图如下：
J9 +
J5 +
说明：J4为心为负电压的 DC插座；J5为接正电压的针脚；J6为接负电压的针脚；J9
为接+5V的针脚。
实验板上硬件连接
利用短路帽，使P2
口的P20至P25分别与数码管的位选 1至6依次连接，用于控制
选通哪一个数码管亮； 使P0 口的P00至P07分别与数码管的段码 SM1至SM8依次连接，
用于输出相应的段码。
数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 段码 c0
f9
a4
b0
99
92
82
f8
80
90
-5 -
四、源程序
#in clude
#in clude< intrin s.h>
#define unchar unsigned char #define unint unsigned int
*************************** ^定 ^义 y端 I 口 *****************************/ #define smg P2 //
用P2_0至U P2_5由右向左依次选择要显示的数码管 #define dm P0 //利用P0 口输出段
码
/**
***************************************************************
函数功能：延迟子函数（晶
***************************************************************
振12MHz），延时时间为n乘以10us,n最大为255入口参数：n出口参数:
**/ void delay_smg( un char n)
do{
_n op_(); _n op_(); _n op_(); _nop_(); _n op_(); _n op_();
_n op_(); _n op_(); n--;
}while( n); }
/***************************************************************** 函数功能. ^显示六位数以内
的正整数，最高位不显示零 入口参数：dat出口参数：
*****************************************************************/ void xianshi smg(unsigne
d long dat) {
bit flag=0; // 标志位
unchar i=0; //确定所给正整数为几位数
un char shu[ 6]; //由0至5依次存放所给正整数的由高到低各位上的
数 unchar code Code0[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,
0x90};//将数码管的段码定义到程序存储区
un char j,k; |
un sig ned long n;
-6 -
for(j=0, n=100000;j<=5;j++, n=n/10)
{
shu[j]=dat/ n;
if(shu[j]!=0||flag==1) //flag 初值为 0。 shu[j]不