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1、3单片机系统的结构3.1 单片机的内部结构个基本的MCS-51单片机通常包括：中央处理器、ROM、RAM、定时/计数器和I/O 口等各功能部件，各个功能由内部的总线连接起来，从而实现数据通信。其内部框图如图3.1所示。3.2单片机的引脚功能PO Pl P2 P3TxD RxDINTO INTI常见的51单片机中一般米用双列直插(DJP)建封装共40个引引脚图2为引脚排列图。其中的40 个引脚大致可以分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。口P1. 0 pi. i ?1.2P1. 3PI.4PJ.5PL6PL7RST15： / 图.3(1)电源(1) VCC：芯片电源端,rH伽仃)鬥川时钟(1)
2、 XTAL1：晶体振荡电路的反相输入端(3)控制线MCS-51单片机的控制线有4根，其中3(1) ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉15Dpl VCC 劉鬥”吋(ADD) H1P0.PO. 3/ (AD 3)PD. 4/(AD4)FfL 5/(AD5)PO. 6/ CADfc)3? PO. 7/ f.W7) ID EA/VPP 引脚排列图-:L6/(A14TC89C512)XTAL2：输出端。F2.S/(A11i种功能。厂，ROm读选通信号画 回 P?,/ (AS)(3) RST:复位引脚(4) EA VPP:内外ROM1选择/ePROm编程电源吉复用线，具(2) PSEN：(4) I/O
3、引脚MCS-51单片机共有4个8位并行I/O端口，共32个可编程I/O引脚。4单片机最小系统C1T2/P1.0M T2 EX/P1.1 P1.2M P1.3M P1.4 MOSI/P1.5 MIS0/P1.6H SCK/P1.7 RST RXD/P3Q TXDP3.1 INT0P3,2 iNTl/PS.SBI T0/P34 T1/P3c5Sb F3 P3.7 E最小系统电101L EA/VPPM一 ALE7PROG P2.5P2.5 P2.4P2.3 P2.2 P2J P2.04.1.1电源供电模块:30丨II单片机VCC对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提I供电源供电模块，电
4、源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。51 单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际USB110UFRllIKD2 使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51 尸二 单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出 现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源DIOUSB图 4. 电源模块电路图4.1 单片机最小系统介绍单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。最小系统原理图如图 4.1 所 示。单片机最小系统部分电路原理图2图 4. 复位 电路图供电模块。此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB 口供给，也可
5、使用外部稳定的5V电源供 电模块供给。电源电路中接入了电源指示LED,图中R11为LED的限流电阻。S1为电源开关。4.1.2 复位电路单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个 确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例 如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候 单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个 值。单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上 外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机 器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路 计算出时间常数。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。（1）
6、上电复位：STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC,再 连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进 行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。（2）按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到 高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。(30PpTC5 1Y111.0592MLZ3图 4.1 振荡电路图4.1.3 振荡电路单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全程 叫晶体振荡器，他结合
7、单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率， 单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片 接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五 十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整 频率，称为压控振荡器（vco）。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以 提供稳定，精确的单频振荡。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步 有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系
8、统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟 信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。STC89C51使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要 连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。4.2 单片机最小系统扩展部分4.2.1 LED 电路图 4.2.1 中主要元件有 1K 的排阻、 LED、。 1K 的排阻为 每个LED的限流电阻。此最小 系统提供了 8个独立LED，由 P1 口控制，采用共阳级接法所 以只有当 P1 口输出低电平时 LED 才会点亮。产D218D3 L尸1?P尸D416D5 L尸15P/D
9、614D7t:/13D8123456789U3VCC E P10/TPOOP12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20INTOP21P22T1P23TOP24P25EA/VPP2630P27图 4.2.1 LED 电路图时间间隔为1000ms的循环左移流水灯参考程序。#include #include unsigned char a,b,k,j,x; void delayms(uint x)for(a=x;a0;a-)for(b=110;b0;b-); void main() k=0xfe; while(1) P1=k; delayms(1000);j
10、=_crol_(k,1); k=j;P1=j;S9S52)P10/TPOO-Pll/TP01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INTIP20INTOP21P22T1P23TOP24P25EaTvpP26P27XIX2RESETKXDTXD! RDALE/PJ WRPSENRST 910P3.0-gr-pn 30 ALE!1 SPA!2 CL!3 18B2CL.M FM!7 DULA18 WELA19185716當131K4.2.2 蜂鸣器电路图 4.2.2 蜂鸣器电路图图422中蜂鸣器使用的是PNP三极管进行驱动控制的，此蜂鸣器为电磁式有源蜂鸣器。三极管的
11、集电极通过蜂鸣器接5V电源，基极是控制端，发射极接地，当单片机的P2.3输出低电平时，三极管导通，蜂鸣器发声。蜂鸣器为感性原件，也可以在两端并接一个二极管来起到泄放作用。控制蜂鸣器发出滴滴声的参考程序。#include unsigned char a,b;sbit beep=P2A3;void delayms(uint x)for(a=x;a0;a-) for(b=110;b0;b-);三 uiLID1JLAJ.1DO 2 /DI 3 /S3+Z&i /&79LGiTDQO12+II11+1J12void main()while(1)delayms(100); beep=0; delayms(
12、100); beep=1;4.2.3 系统的数码管电路ERTEL MlEVUC LGiTDDO QQDI 61D2 02Di 03DI 6*D5 orDC 6&D7 07DO1,/LH3,/D2+z i-/Di；S/by 9厂7+HC5T37+HC r7ilb VE+ HF12 C；：AI)吕口 amsr|一20CS2735.口 S管电路图如图423所示，多位数码管的“位选”是可以独立控制的的动态显示和静态显示。图423中所示的数码管全部为共阴 可以控制所存器的所存端，进而控制锁存器的数据彳输出，利用分时控制的方法可以方便地控 显示任意数字。码管。74HC57的，可以&所存器，作数码管 i用单片机 意数码管SS芒1=4SESH-ILiLoLi已白mu01IKH3S33一一.4.2.4 系统的键盘电路图 4.2.4 中 S2-S3 为4 个独立按键，与单 片机的 P3.4-P3.7 分别 相连。独立键盘与单片 机相连时，每个按键都 需要单片机的一个 I/O 口，若按键较多时，占 用的 I/O 口资源就会过 多，为此就引入了矩阵 键盘。图 4.2.4 中是将16 个按键排成 4 行 4 列，这样一共有8 根线， 节省了 8 个 I/O 口。S6-S21 即为 16 个矩阵键盘，8条线分别与单片机飞P3 口相连。图 4.2.4 独立和矩阵
