51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、一、 內(nèi)容及要求內(nèi)容：設(shè)計(jì)制作一個(gè)51最小系統(tǒng)，用最小系統(tǒng)控制8個(gè)發(fā)光2極管。要求:全部點(diǎn)亮，依次點(diǎn)亮，交換點(diǎn)亮；用最小系統(tǒng)控制蜂鳴器；用最小系統(tǒng)控制電機(jī)。二、 設(shè)計(jì)思路使用AT89C51單片機(jī)時(shí)無須外擴(kuò)存儲(chǔ)器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。判斷有無按鍵按下YN開始當(dāng)Key1-Key5有鍵按下時(shí)調(diào)用延時(shí)程序調(diào)用彩燈循環(huán)程序當(dāng)Key6按下時(shí)設(shè)定相應(yīng)的延時(shí)參數(shù)R5的值圖2-1主程序流程圖八個(gè)發(fā)光二極管D1D8分別接在單片機(jī)的P2.0P2.7接口上，當(dāng)給P2.0口輸出“0”時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，

2、當(dāng)輸出“1”時(shí)，發(fā)光二極管熄滅。可以運(yùn)用輸出端口指令MOV P0，A或MOV P0，DATA，只要給累加器值或常數(shù)值，同理，接在P2.1P2.7口的其他7個(gè)LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED燈便會(huì)一亮一暗的成流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，我們?cè)诳刂贫O管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到閃爍效果。程序啟動(dòng)時(shí)跳轉(zhuǎn)到鍵盤判斷模塊程序中，此程序里面包含Key1Key5的按鍵情況判斷，循環(huán)檢測直到有按鍵按下的時(shí)候，程序轉(zhuǎn)去相對(duì)應(yīng)按鍵的彩燈顯示的花型

3、模塊，與此同時(shí)，當(dāng)按鍵Key6有閉合時(shí)，程序中調(diào)用延時(shí)程序程序時(shí)，給延時(shí)參數(shù)賦值上另一個(gè)值，是延時(shí)程序延時(shí)時(shí)間發(fā)生改變，以達(dá)到不同快慢節(jié)奏閃爍的彩燈。具體程序流程圖2-1所示。三、 硬件設(shè)計(jì)3.1直流穩(wěn)壓電源電路對(duì)于一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)來講，首要問題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊，電源電路的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。電子設(shè)備除用電池供電外，還采用市電（交流電網(wǎng)）供電。通過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，得到穩(wěn)定的直流電。直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的重要組成部分！本項(xiàng)目直流穩(wěn)壓電源為+5V。如下圖所示：直流穩(wěn)壓電源的制作一般有3種制作形式，分別是分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電源、線性集成穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電

4、源。下圖穩(wěn)壓電源采用的是三端集成穩(wěn)壓器7805構(gòu)成的正5V直流電源。圖3-1三端固定式集成穩(wěn)壓電源電路圖AT89C51單片機(jī)的工作電壓范圍：4.0V5.5V，所以通常給單片機(jī)外接5V直流電源。由于時(shí)間關(guān)系，此處用3節(jié)1.5V的干電池供電，在此不在贅述此穩(wěn)壓電源電路圖原理。3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)要使單片機(jī)工作起來，最基本的電路的構(gòu)成由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等組成。單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖3-2所示。時(shí)鐘電路：本系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，用于外接一個(gè)12MHz石英晶體振蕩器和2個(gè)30pF微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)

5、，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位，該復(fù)位方式同樣具有上電自動(dòng)復(fù)位功能。電路如下圖所示。圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)3.3LED彩燈顯示電路LED彩燈顯示電路(如圖所示)實(shí)際上是由8個(gè)發(fā)光二極管和8個(gè)電阻構(gòu)成的電路。發(fā)光二極管與電阻對(duì)應(yīng)串聯(lián),然后接在與之相對(duì)應(yīng)的P2口上。通過軟件編程對(duì)P2口輸出高低電平來實(shí)現(xiàn)不同的閃爍花型。由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為1.7V以上，另外，它的工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為1mA到30mA，電阻選擇范圍100歐姆3千歐姆，這里選用560歐姆的電阻。圖3-3LED彩燈顯示電路3.4按鍵控制電路按鍵控制電路(如圖

6、3-4所示)是由6個(gè)按鍵開關(guān)構(gòu)成的。他們分別接在單片機(jī)AT89C51的P1接口和P3.0口,Key1Key5接在P1.0P1.4,Key6接在P3.7上。為了一對(duì)一的控制LED燈的閃爍方式。當(dāng)按下開關(guān)Key1時(shí), LED彩燈系統(tǒng)閃爍第一種彩燈花型。當(dāng)按下開關(guān)Key2時(shí), LED燈系統(tǒng)閃爍第二種閃爍方式當(dāng)閉合Key6時(shí)，彩燈閃爍節(jié)拍變慢。圖3-4鍵盤控制電路3.5串口電路串口電路為單片提供與PC機(jī)連接端口，為單片機(jī)提供下載程序到單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中。串口原理圖如圖3-5所示。串口也稱串行通信接口，RS-232是目前最常用的一種串行通訊接口，由于其形狀和針腳數(shù)量的原因，其接頭又被稱為DB9接頭。RS

7、-232針腳定義: 2 RXD Receive Data 接收數(shù)據(jù) 、3 TXD Transmit Data 發(fā)送數(shù)據(jù) 、5 GND System Ground 系統(tǒng)接地，一般就用到這幾個(gè)引腳。圖3-5串口原理圖MAX232芯片是專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。MAX23內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：第一部分是電荷泵電路：由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成，功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道：由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，其中13腳（R1IN）、12腳（

8、R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道，8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出第三部分是供電：15腳DNG、16腳VCC（+5v）。四、 仿真電路圖仿真電路圖如圖4-1所示：圖4-1仿真電路圖五、 程序代碼ORG0000HLJMPMAINORG0040HMAIN:MOVP1,#0FFHMOVA,P

9、1CJNEA,#11111110b,S1LCALLK1S1:CJNEA,#11111101b,S2LCALLK2S2:CJNEA,#11111011b,S3LCALLK3S3:CJNEA,#11110111b,S4LCALLK4S4:CJNEA,#11101111b,MAINLCALLK5LJMPMAINK1:MOVA,#01111111bC1:RLAMOVP2,ALCALLDelayJNBP1.1,K2JNBP1.2,K3JNBP1.3,K4JNBP1.4,ZLJMPC1K2:MOVP2,#0FEHLCALLDelayMOVP2,#0FCHLCALLDelayMOVP2,#0F8HLCALL

10、DelayMOVP2,#0F0HLCALLDelayMOVP2,#0E0HLCALLDelayMOVP2,#0C0HLCALLDelayMOVP2,#80HLCALLDelayMOVP2,#00HLCALLDelayMOVP2,#80HLCALLDelayMOVP2,#0C0HLCALLDelayMOVP2,#0E0HLCALLDelayMOVP2,#0F0HLCALLDelayMOVP2,#0F8HLCALLDelayMOVP2,#0FCHLCALLDelayMOVP2,#0FEHLCALLDelayMOVP2,#0FFHLCALLDelayLJMPMAINZ: LJMPK5K3:MOVP2

11、,#55HLCALLDelayMOVP2,#0AAHLCALLDelayMOVP2,#0FFHLJMPMAINK4:MOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#00111100BLCALLDelayMOVP2,#00011000BLCALLDelayMOVP2,#00000000BLCALLDelayMOVP2,#10000001BLCALLDelayMOVP2,#11000011BLCALLDelayMOVP2,#11100111BLCALLDelayMOVP2,#11111111BLCALLDelayLJMPMAINK5:MOVP2,#01111110BLCALLDe

12、layMOVP2,#10111111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10011111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10001111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000011BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000001BLCALLDelayMOVP2,#00HLCALLD