1单片机最小系统硬件设计报告

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1、项目教学法的精髓就是“遇到问题不要逃避它！应该越挫越勇”单片机最小系统设计报告1．基本原理分析1.1单片机简介单片机又叫单片微型计算机，是采用超大规模集成电路技术把CPU、RAM、ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。常见的单片机有很多型号，外观如下图所示。图1各种单片机的外观芯片的显微图如下所示。我们不设计芯片，也不需要对芯片的内部结构作过多了解，为了理解单片机的工作原理，我们绘制单片机的内部方框图如下:图2单片机的显微图图3单片机的内部方框

2、图教材上花费大量的篇幅去讲解单片机的结构和原理，其实太详细地学习冗长的工作原理也没有用，反而让同学们在花费长时间以后产生疲劳。重要的是如何快速学会用单片机设计电子产品。1.2单片机的特点单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。因此广泛地应用于家用电器、工农业自动化控制、导弹自动跟踪、电子仪表等领域。1.3.单片机的广泛应用现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。汽车上

3、一般配备40多部单片机。飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物、机器人、智能仪表、医疗器械等等，这些都离不开单片机。举例如下：单片机在电子仪表中的应用。结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数

4、字电路更加强大。单片机在自动化控制中的应用。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统-6-项目教学法的精髓就是“遇到问题不要逃避它！应该越挫越勇”、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。单片机在家用电器中的应用。现在的家用电器广泛采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材。1.4单片机的引脚不同单片机引脚都有差异，一般来说8051系列单片机有40个引

5、脚。包括2个电源脚、2个时钟脚、1个复位脚和32个通用IO脚。32个通用IO脚又分成4组，分别叫做P0、P1、P2和P3，P3除了作为通用输入和输出以外，还有一些特殊功能，详情请参考单片机教材。1.5单片机最小系统单片机最小系统是指。单片机最小系统一般包括、、三部分。可是我们还需要一些别的接口才能连接更多的功能电路，因此还要增加、、、、接口和接口等。2.方案论证单片机选型：常用的单片机有、、和凌阳单片机等。我们选择，是因为。键盘选型：常用的键盘有、、，我们选择独立式按键的原因是显示器选型：常用的单片机显示器有

6、、、，我们选择LED数码管的原因是-6-项目教学法的精髓就是“遇到问题不要逃避它！应该越挫越勇”3.电路设计3.1最小系统电路原理图3.2元件选型和参数计算1）时钟电路。为了设置通讯波特率，晶振选择6MHZ，根据经验，晶振配套的电容一般30PF2）稳压电路。三端稳压1117有3.3V、5V和可调三种。根据单片机的电源需求，选择5.5-3.3V的。3）显示驱动电路。先计算三极管的集电极工作电流。确定三极管的型号。数码管内部是LED发光管，数码管的一段点亮时，其最大电流为20mA，数码管全亮时，三极管的最大电流应

7、为=160mA。查阅9015和8550的英文资料，可知Ic分别为100mA、500mA。基本满足要求。计算三极管的基极偏置电阻.三极管的基极驱动电阻应使三极管工作在饱和状态。根据经验我们知道R=1K。但是我们要学会计算。计算方法如下：查资料可知三极管的放大倍数为40-140。则其基极电流应为4mA。根据欧姆定律，可知三极管的限流电阻1K。3.3键盘电路设计采用独立式按键设计四个按钮，但是采用插接件与最小系统连接。-6-项目教学法的精髓就是“遇到问题不要逃避它！应该越挫越勇”K1、K2、K3、K4都各自独占一根

8、IO线，分别是、、、没有按键的时候，对应的线全部为高电平；按下相应的键，对应的线就为低电平，其它的线仍为高电平。不考虑两个按键同时按下的情况，键值计算如下表：表1键值表P3对应的端口P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0键值端口值84218421·K1****K2****K3****K4****读键盘的程序设计1）要在读键盘的时候屏蔽无关的低4位，C51的代码为：key_v