“51”單片機實習報告.doc

1、“51”單片機實習報告“ “51 ”單片機實習報告學院：電氣與控制工程學院專業(yè)：班 ：班 級 ：姓名：學號：目錄 一 前言 二 實訓的目的及要求 三實訓原理四硬件的安裝與調(diào)試五軟件部分 六系統(tǒng)測試 七元器件清單 八心得體會 九【參考文獻】：p 】： 前言51 精簡開發(fā)板是一款以 8051 系列單片機為核心的精簡開發(fā)板。8051 系列單片機是一款應用非常廣泛的 8 位微處理芯片，由于其功能齊全，產(chǎn)品技術(shù)成熟，資料廣泛，又是學習其他很多單片機的基礎(chǔ)。單片機具有成本低、體積小、可靠性高、具有高附加值、通過更改軟件就可以改變控制對象等優(yōu)點，單片機越來越成為電子工程師設(shè)計產(chǎn)品時的首選器件之一。因此擁有一

2、塊單片機開發(fā)板對單片機學習具有著極其重要的意義。本課題設(shè)計的單片機開發(fā)板，具有一般開發(fā)板通用結(jié)構(gòu)，并基于硬件進行相關(guān)軟件設(shè)計。利用程序開發(fā)語言開發(fā)程序并實現(xiàn) ISP 在線下載到單片機，無需配置單獨的下載器。單片機使用 ISP 在線下載程序，加快了程序設(shè)計者調(diào)試的進度，使設(shè)計者所設(shè)計的程序盡快得到驗證。通過對開發(fā)板上的模塊進行實驗，可以提高針對不同硬件進行編程的能力，同時通過實驗現(xiàn)象對所用的硬件也有了更深一步的認識，因此該開發(fā)板具有一定的實用價值和現(xiàn)實意義。實訓的目的及要求 1.了解“51”精簡開發(fā)板的工作原理及其結(jié)構(gòu)； 2.了解復雜電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造的全過程； 3.熟練掌握電子元器件的焊接方法與

3、技巧，訓練動手能力，培養(yǎng)工程實踐觀念。實訓原理 1主要性能指標輸入電壓：DC 4.5V5V；典型值：5V2功能分區(qū)與模塊簡介1 單片機 單片機也稱單片微控制器(Single Chip Microcontroller)，它集成度高、運算快、體積小、運行可靠、價格低廉，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機電一體化、智能儀器儀表、家用電器以及網(wǎng)絡技術(shù)等方面得到廣泛應用。2 電部分 電部分由開關(guān)、穩(wěn)壓集成、電指示燈幾部分組成，本款 51 板輸入電壓4.5V5V，典型輸入電壓為 5V，也可通過板上的穩(wěn)壓集成芯片 78M05 給單片機提供 5V 電壓，可使單片機正常工作。3 串行下載部分 這一部分由串口、下載緩沖器

4、MA_232 組成，通過 MA_232 芯片把 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 RS-232 電平格式，可以用于單片機與微機通信。再通過 DB9 接口由一條串口線與電腦串口相連，可以利用程序下載軟件（下載方法書后將做介紹）向單片機下載程序，也可通過一些串口調(diào)試軟件與電腦進行串口通信。但是，只有STC89S 系列單片機支持串口下載，而 AT89S 系列單片機不支持串口下載。4 ISP 下載 ISP 下載是 AT89S 系列單片機的下載方式，不能用于 STC89S 系列單片機，它由一條并口線與電腦并口相連，通過 Easy 下載軟件向單片機下載程序，但下載器需另行購買。5 輸入/輸出接口 51 板將 32 個

5、I/O 口全部引出：其中 P0 口、P1 口、P2 口、P3 口各有 8 個I/O 口用排針引出，排針兩端為與單片機共地的 5V 電，方便進行外接擴展，而單片機的 EA、ALE、PSEN 端口也在靠近排阻下方引出，以方便日后進行一些高級擴展。P1 口接有 8 個發(fā)光 LED，以供測試之用，P0 口外接 10K 的上拉電阻。這些 I/O 口即可做輸出，又可做輸入口，51 單片機內(nèi)部可自行識別，不必要設(shè)置。6 外部復位 復位是對單片機硬件的初始化，51 單片機具有外部復位功能，高電平有效，即在單片機 9 腳加上高電平單片機就被復位。此產(chǎn)品的復位電路由按鍵 S2，電 容 C3 和電阻 R9 組成。系

6、統(tǒng)原理圖硬件的安裝與調(diào)試 1拿到 51 單片機套件后，首先應按照附錄的元器件清單表逐一檢查元件數(shù)目和規(guī)格，確保產(chǎn)品完整。2詳細閱讀硬件說明部分，并將元件對號入座，確保一次性焊接成功。3先對較矮小的元件進行焊接，比如電阻、穩(wěn)壓集成，再對高一些的元件進行焊接，比如芯片座、排阻等，依此類推，最后焊接高大的元件，比如串口、ISP下載口等。焊接時應注意一些元件的正負極和方向 。11223344D DC CB BA AP1.0/T21P1.1/T2E_2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/R_D10P3.1/T_D11P3.2/INT012P3.3/INT113P

7、3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17_TAL218_TAL119VSS20P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN29ALE30EA/VPP31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/ADVCC40STC89C52U11234567891110D Connector 9J1DS2DS3DS4DS5DS6DS7DS8DS9DS18.

8、2KR9SW-PBS21 2crystal oscillatorY130pFC230pFC1104C410uFC3123P5Vcc16V+2V-6TO27RI28GND15C1+1C1_3C2+4C2-5TI210RO29MA_232 U2104C6104C5104C7470R1POWER470R2470R3470R4470R5470R6470R7470R8470R10Vin VoutGND78M051Vcc1 23 45 67 89 10JP1RSTP1.6 P1.5P1.7VccRSTVCCP3.0 R_DP3.1 T_DP3.1 T_DP3.0 R_DVCC_TAL1_TAL2_TAL1

9、_TAL21 21 32S12 3Vcc123P6EAPSENALERSTVccEA12345678910P012345678910P112345678910P212345678910P312P7PSENALEVCC VCC VCC VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.0 R_DP3.1 T_DP3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7電部分復位電路 ISP 下載接口串行接口電路 晶振電路 I/O 擴展接口51 單片機系統(tǒng)

10、及仿真電路4由于此套件標準配置不包含穩(wěn)壓集成 1（78M05），所以焊接完成后要用導線將 1 的 1、3 焊盤短接，芯片才能正常供電，此時只能使用 4.55V 的直流穩(wěn)壓電供電；如果將自購 1（78M05）焊接在板子上，那么就可以使用 7.2V15V 的寬電供電。5焊接并檢查無誤后先不要急于插入芯片，應該先對芯片供電電壓進行測量。插上電，用萬用表檢查單片機的 20、40 腳及 MA_232 的 15、16 腳間電壓，看是否為5V（±0.5V），然后用跳線帽接通 P6 的中間一針和上面一針，使單片機 EA 端（31 腳）與電正極相接，之后再插上芯片，進行系統(tǒng)測試。軟件部分 系統(tǒng)測試 1

11、串口測試 接上單片機電和串口線，打開電開關(guān)，電指示燈 DS0 亮，使用 STC89C系列單片機，其本身自帶了一個測試程序，上電之后 DS1-DS7 便會兩個兩個的閃爍?；蛘咦约合螺d一個程序，如果下載成功，說明串口正常，如不成功，請仔細檢查焊點及串口線。2I/O 口測試 下載程序一，將跳線 P5 接 ON 一端，如發(fā)現(xiàn)上排 LED 逐個亮或有規(guī)律的亮，說明 P1 檢測正常； 根據(jù)程序一的特點，仔細分析p 程序二各語句功能，并猜測其結(jié)果，接著將程序二下載到單片機上，仍將跳線 P5 接 ON 一端，自己觀察小燈跳變規(guī)律，看與自己分析p 結(jié)果是否一致。元器件清單元件器件標號元件規(guī)格電容 C1 30pF

12、（瓷片）電容 C2 30pF（瓷片）電解電容 C3 10uF（電解）電容 C4 104（瓷片）電容 C5 104（瓷片）電容 C6 104（瓷片）電容 C7 104（瓷片）LED DS1-DS9 發(fā)光二極管（紅色，¢3）10×1 排針 P0P3 I/O 端口 3×1 排針 2×1 排針 P5、P6 P7 LED/EA 選通開關(guān) ALE/PSEN 功能引腳 電阻 R1-R8、R10 470/330（金屬膜 1/4W）電阻 R9 8.2k（金屬膜 1/4W）9 針排阻 RES 103 雙路自鎖開關(guān) S1 8×8 自鎖開關(guān) 復位按鍵 S2 6

13、5;6 復位開關(guān) 8051 系列單片機 U1 STC89C52（DIP40 封裝）串口電平轉(zhuǎn)換芯片 U2 MA_232（DIP16 封裝）接插件 DB9 串口（母頭）晶振 Y1 11.0592MHz其他配件器件標號元件規(guī)格DIP40芯片座 標準 DIP40 DIP16芯片座標準 DIP16串口下載線 標準 1.5m 4.5V 電池盒 說明書一冊 標準 標準 選配元件器件標號元件規(guī)格5×2 排針 ISP ISP 下載口 穩(wěn)壓芯片1 78M05（貼片）心得體會我們認真學習和熟練掌握了電子器件的理論知識和使用方法，特別留意焊接過程中的焊錫使用的技術(shù)要點，以及對電路正確的驗證（以防短路，燒毀

14、器件）。焊接完畢之后，編寫程序測試硬件。我們將平時上課學到的匯編語言，根據(jù)電子器件的使用方法和特性，編寫相適應的匯編程序調(diào)試。由于調(diào)試是一個比較漫長需要耐心的工作，我們從中學到許多測試經(jīng)驗和編程技巧，培養(yǎng)了堅持不懈的耐力。通過對單片機實驗開發(fā)板的硬件認識，編寫測試程序?qū)纹瑱C開發(fā)板系統(tǒng)進行了完整的硬件測試，實驗的測試現(xiàn)象達到預期要求。最終證實了此次焊接相當成功，表明這次生產(chǎn)實習非常圓滿成功！雖然這次的實習算起來在實驗室的時間只有幾天，不過因為我們都有自己的實驗板，硬件的設(shè)計跟焊接都要我們自己動手去焊，軟件的編程也要我們不斷的調(diào)試，最終一個能完成課程設(shè)計的勞動成果出來了。通過這次單片機實習，我不

15、僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應用到實際當中去，而且我還學會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進行改進，使之功能不斷完善，成為真己的東西?！緟⒖嘉墨I】：p 】： 基礎(chǔ)電子實訓指導書 基于單片機實現(xiàn)短距離無線通信設(shè)計1 引言短距離無線傳輸具有抗干擾性能強、可靠性高、安全性好、受地理條件限制少、安裝靈活等優(yōu)點，在許多領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。低功耗、微型化是用戶對當前無線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的實際需求，短距離無線通信逐漸引起廣泛關(guān)注。常見的短距離無線通信有基于80211的無線局域網(wǎng)WLAN、藍牙(blueTooth)、HomeRF及歐洲的H

16、iperLAN(高性能無線局域網(wǎng))，但其硬件設(shè)計、接口方式、通信協(xié)議及軟件堆棧復雜，需專門的開發(fā)系統(tǒng)，開發(fā)成本高、周期長，最終產(chǎn)品成本也高。因此這些技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中并未得到廣泛應用。普通RF產(chǎn)品不存在這些問題，且短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)成熟，功能簡單、攜帶方便，使其在嵌入式短程無線產(chǎn)品中得到了廣泛應用。2 PTR20_引腳簡介及設(shè)計21 PTR20_器件引腳功能PTR20_是基于nRF401器件的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，采用低發(fā)射頻率、高靈敏度設(shè)計。該器件使用433 MHz頻段，是真正的單片UHF無線收發(fā)一體器件，其工作模式包括工作頻道的設(shè)置和發(fā)送、接收、待機狀態(tài)，由T_EN、CS、PWM 3個引腳

17、共同決定，其工作模式設(shè)置如表1所示。22 PrR20_模塊設(shè)計該器件外圍的主要電路有以下兩個：(1)與單片機的連接電路單片機AT89C52的R_D和T_D引腳與PTR20_模塊的DO和DI引腳直接相連。PTR20_的模式控制引腳與單片機的控制引腳相連。(2)與PC機的連接電路采用MA_202器件對PTR20_模塊和計算機串口進行RS-232和TTL電平轉(zhuǎn)換，將PTR20_與MA_202的輸入和輸出信號連接，轉(zhuǎn)換后的信號與計算機的串口連接。3 硬件設(shè)計在無法使用有線傳輸?shù)膱龊?，采用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和單片機相結(jié)合進行數(shù)據(jù)傳輸是較合理的方案。PTR20_利用串口進行數(shù)據(jù)傳輸，而單片機和PC機均帶有串

18、口，因此，可利用PTR20_作為單片機和PC機之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線接口，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。該采集系統(tǒng)主要以AT89C52單片機為控制處理核心。由它完成對數(shù)據(jù)的采集處理以及控制數(shù)據(jù)的無線傳輸。AT89C52單片機具有快速8051內(nèi)核、8 KB Flash E2PROM、256字節(jié)RAM。為實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，采用無限收發(fā)一體數(shù)據(jù)傳送MODEM模塊PTR20_器件，該器件內(nèi)部集成高頻接收、PLL合成、PSK調(diào)制解調(diào)、參量放大、功率放大、頻道切換等功能，完全符合無線數(shù)據(jù)通信的硬件要求。為降低成本，在最小硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用C51高級C語言編程，系統(tǒng)的功能盡可能用軟件程序?qū)崿F(xiàn)。31 單片機的時鐘

19、電路和復位電路設(shè)計單片機時鐘電路設(shè)計中，選擇晶振頻率11059 2 MHz，約定PC機和單片機的通信速率為9 600 bs，并選擇相應電容與單片機的時鐘引腳相連構(gòu)成時鐘回路。在復位電路設(shè)計中，采用復位引腳和相應的電容、電阻構(gòu)成復位電路。單片機與PTR20_接口原理電路如圖2所示。32 單片機與PTR20_接口電路的設(shè)計在圖2中，AT89C52單片機主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理，向PTR20_模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收由PC機通過PTR20_傳送的數(shù)據(jù)。和單片機相連的PTR20_模塊主要將單片機的待傳數(shù)據(jù)調(diào)制成射頻信號，再發(fā)送到PC機端的PTR20_模塊，同時接收PC機端的PTR20_模塊傳送的射頻信號，

20、并調(diào)制成單片機可識別的TTL信號送至單片機。單片機的R_D和T_D引腳分別和PTR20_的DO和DI引腳連接，實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸；決定PTR20_模塊工作模式的T_EN、CS、PWR 3個引腳分別和單片機IO控制口的P20P22相連，PTR20_工作時，由單片機中的運行控制程序?qū)崟r控制其工作模式。33 PC機與PTR20_接口電路的設(shè)計該接口電路設(shè)計首先需進行電平轉(zhuǎn)換。PC機的串口支持RS-232標準，而PTR20_模塊支持TTL電平，選擇MA_232器件進行兩者間的電平轉(zhuǎn)換，接口電路如圖3所示。PTR20_模塊進行串行輸入、輸出，引腳DI、DO通過電平轉(zhuǎn)換器件和PC機串口相連；PTR20_的低

21、功耗控制引腳。PWR接高電平VCC，即PTR20_固定工作在正常工作狀態(tài)；頻道選擇引腳CS接GND低電平，即采用固定通信頻道1，固定工作在43392 MHz；PC機串口的RTS信號控制T_EN引腳，以決定PTR20_模塊何時為接收和發(fā)射狀態(tài)。PC機和串口的傳輸速率設(shè)定為9 600 bs，和單片機保持一致。4 軟件設(shè)計無線通信系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括單片機端和PC機端兩部分，兩部分軟件相互配合，設(shè)置各自的PTR20_模塊的工作狀態(tài)。41 PTR20_模塊程序設(shè)計單片機和PC機端軟件配合設(shè)置PTR20_的狀態(tài)(發(fā)射或接收)，選擇固定的通信頻道1(CS=0)，并讓PTR20_模塊一直處于正常工作狀態(tài)(PWM=1)。無線通信實現(xiàn)過程如下：(1)發(fā)送在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，應將PTR20_模塊置于發(fā)射模式，即T_EN=1。然后等待至少5 ms后(接收到發(fā)射的切換時間)才可發(fā)射數(shù)據(jù)。發(fā)送結(jié)束后，應將模塊置于接收狀態(tài)，即T_EN=0。(2)接收應將PTR20_置于接收模式，即T_EN=0。單片機不發(fā)送的絕大部分時間都處于接收狀態(tài)。當單片機端發(fā)送時，PC機端應為接收；當PC機端發(fā)送時，單片機端應為接收。42 串行無線通信協(xié)議設(shè)計無線通信中，由于外部環(huán)境的干擾，通常誤碼率較高，因此通信協(xié)