項(xiàng)目任務(wù)搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)

項(xiàng)目1

單片機(jī)最小系統(tǒng)任務(wù)1搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)組裝一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)，外接1個(gè)發(fā)光二極管，要求系統(tǒng)上電后，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。任務(wù)內(nèi)容知識(shí)要求

了解什么是單片機(jī)、51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與引腳；掌握最小系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)；學(xué)會(huì)Proteus仿真軟件的使用，并學(xué)會(huì)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)。知識(shí)點(diǎn)1單片機(jī)概述

電子計(jì)算機(jī)高速發(fā)展到今天，通常可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)五類。它們?cè)谙到y(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理方面并無本質(zhì)的區(qū)別，只是在體積、性能和應(yīng)用領(lǐng)域方面有所不同。

微處理器MP(MicroProcessor)

微型計(jì)算機(jī)MC(MicroComputer)

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)MCS

(MicroComputerSystem)

單片微型計(jì)算機(jī)

(SingleChipMicrocomputer)1.基本概念

第一代(1974～1976年)：單片機(jī)發(fā)展的起步階段。第二代(1976～1978年)：這一階段生產(chǎn)的單片機(jī)已是單塊芯片，但其性能低、品種少、尋址范圍有限、應(yīng)用范圍也不廣。第三代(1979～1982年)：8位單片機(jī)的成熟階段。

第四代(1983年以后)：8位單片機(jī)向更高性能發(fā)展，同時(shí)出現(xiàn)了工藝先進(jìn)、集成度高、內(nèi)部功能更強(qiáng)和運(yùn)算速度更快的16位單片機(jī)，它允許用戶采用面向工業(yè)控制的專用語言，如C語言等。2.單片機(jī)的發(fā)展

ATMEL89系列（以下簡稱AT89）單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的8位高性能單片機(jī)，其主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)是內(nèi)部含有可編程Flash存儲(chǔ)器，用戶可以很方便地進(jìn)行程序的擦寫操作，在嵌入式控制領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用。3.ATMEL89系列單片機(jī)簡介

表1-1AT89系列單片機(jī)概況MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，是一種增強(qiáng)功能的單片機(jī)指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8051單片機(jī)完全兼容方便地進(jìn)行程序的擦寫操作，無需專用編程器，無需專用仿真器STC單片機(jī)還開發(fā)出不同型號(hào)的新型單片機(jī)，如STC12系列、STC15系列單片機(jī)，集成不同功能模塊，用戶可方便選擇4.STC系列單片機(jī)簡介

知識(shí)點(diǎn)2

計(jì)算機(jī)中的數(shù)

微型計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制有三種：1.常用數(shù)制

十進(jìn)制數(shù)：用一串連續(xù)的數(shù)字表示。如12，-1，0等。八進(jìn)制數(shù)：用數(shù)字0開頭。如010，-056，011等。十六進(jìn)制數(shù)：用數(shù)字0和字母x或X開頭。如0x5a，-0x9c等。（1）位（bit）和字節(jié)（byte）位，最小數(shù)據(jù)單位，用b表示；字節(jié)，基本存儲(chǔ)單位，用B表示。（2）字(word)和字長字，數(shù)據(jù)處理的基本單位。字長，一個(gè)字所包含的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定，是微處理器的重要指標(biāo)之一。2.計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

（3）機(jī)器數(shù)與真值在計(jì)算機(jī)中，把放在寄存器、存儲(chǔ)器、或數(shù)據(jù)端口中的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)。機(jī)器數(shù)所對(duì)應(yīng)的值稱為真值。機(jī)器數(shù)的真值到底是多少，取決于機(jī)器數(shù)所對(duì)應(yīng)的是無符號(hào)數(shù)還是有符號(hào)數(shù)以及所對(duì)應(yīng)的是什么碼制表示的數(shù)。2.計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

無符號(hào)數(shù)：不帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)（signed）00000000B～11111111B，即0～255共256個(gè)數(shù)帶符號(hào)數(shù)：數(shù)的前面增設(shè)一位符號(hào)位，并規(guī)定正號(hào)用“0”表示，負(fù)號(hào)用“1”表示（unsigned）2.計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

知識(shí)351單片機(jī)結(jié)構(gòu)與引腳

1.AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)

AT89系列單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上基本相同，只是在個(gè)別模塊和功能上有些區(qū)別。圖1.2是AT89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。它包含了作為微型計(jì)算機(jī)所必需的基本功能部件，各功能部件通過片內(nèi)單一總線連成一個(gè)整體，集成在一塊芯片上。圖1-2

AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖圖1-3AT89C51封裝和引腳分配圖(a)雙列直插式封裝；(b)方形封裝2.AT89C51單片機(jī)引腳P0口：可以袋作為射普通哀I/債O口咱；當(dāng)酸系統(tǒng)茶外接灘存儲(chǔ)炊器和車擴(kuò)展避I/距O口差時(shí)，爬通常肅作為凝低8斷位地親址/象數(shù)據(jù)烏總線朋分時(shí)狹復(fù)用早口，窄低8廳位地氣址由透地址政鎖存庸信號(hào)弄AL旦E下呀跳沿脆鎖存朝到外蘭部地融址鎖攤存器牢中，團(tuán)高8笨位地艘址由尸P2忌口輸討出。（1它）I/自O(shè)端口P1口：通常捉作為職普通掩I/都O口P2熊口：可以細(xì)作為專普通盯I/配O口弟使用預(yù)；當(dāng)香系統(tǒng)溪外接認(rèn)存儲(chǔ)晌器和悉擴(kuò)展鐘I/濁O口盲時(shí)，鋸又作穿為擴(kuò)似展系字統(tǒng)的鴿高8旋位地瘦址總呈線，企與P堵0口瘋一起采組成關(guān)16蹦位地重址總?cè)芯€。（1職）I/別O端口P3口：為雙分功能求口。溝每一際位均閥可獨(dú)鼻立定煌義為迫普通芒I/味O口狡或第迅二功輪能輸滔入/翠輸出惹。（1謝）I/慕O端口（2環(huán)）電源邀線AT凱89盟C5受1單片柔機(jī)的執(zhí)電源駝線有役以下毀兩種比：VCC：+5等V電源潮線。VSS：接地弊線。XT虧AL叫1：片內(nèi)亂振蕩庭器反綁相放革大器酬的輸樂入端躺和內(nèi)惕部時(shí)挎鐘工橋作的暴輸入活端。秒采用數(shù)內(nèi)部節(jié)振蕩筆器時(shí)涼，它獄接外嘗部石扛英晶頑體和居微調(diào)握電容乘的一逗個(gè)引剛腳。XT蔽AL遇2：片內(nèi)揀振蕩欺器反啦相放淺大器難的輸著出端亭，接感外部瞞石英諸晶體督和微欺調(diào)電鮮容的攪另一柄端。獵采用頸外部泊振蕩步器時(shí)六，該絕引腳茫懸空孝。（3賴）外接這晶體槐引腳RS急T：復(fù)位保輸入廁端，與高電修平有霉效。AL剪E/漢：地址橋鎖存謙允許/編程?hào)|線。：外役部程究序存輔儲(chǔ)器欺的讀梁選通變線。/VPP：片外RO程M允許穗訪問底端/編程川電源覽端。（4杠）控制炊線知識(shí)4AT鋒89盟C5軍1單捆片機(jī)環(huán)最小俊系統(tǒng)從本輔質(zhì)上顧講，暑單片播機(jī)本責(zé)身就供是一腫個(gè)最宇小應(yīng)史用系瓜統(tǒng)。丹由于援晶振僵、開微關(guān)等歲器件牽無法買集成紗到芯行片內(nèi)亡部，講這些賊器件膝又是羞單片只機(jī)工喘作所銹必需全的器規(guī)件，峰因此異，由章單片襲機(jī)、陜晶振呀電路津及由穿開關(guān)采、電坑阻、檢電容貌等構(gòu)午成的松復(fù)位懼電路產(chǎn)共同杯構(gòu)成鎖單片筆機(jī)的湯最小稼應(yīng)用宴系統(tǒng)蓋。。內(nèi)部母振蕩亭電路兩個(gè)辮引腳波上外呢接一黨個(gè)晶鈔體（領(lǐng)或陶扭瓷振法蕩器現(xiàn)）和汁電容喉組成類的并鋸聯(lián)諧通振電抱路作復(fù)為反晚饋元鬧件時(shí)農(nóng)，便綿構(gòu)成省一個(gè)拳自激拌振蕩治器。此振深蕩器活由X鑄TA珠L1潔端向鞭內(nèi)部忽時(shí)鐘垂電路嫁提供趙一定候的頻提率時(shí)卷鐘源筍信號(hào)衰。1.晶振濫電路內(nèi)部構(gòu)振蕩閉電路授參數(shù)餓選擇片內(nèi)與振蕩抵器的巧頻率軌是由鼻外接虎石英片晶體繪的頻瞞率決艱定的療，其辣頻率賓值可刮在4男～2老4M推Hz細(xì)之間開，當(dāng)薦頻率丟穩(wěn)定蓋性要膏求不搞高時(shí)伙，可狡選用鍛陶瓷翅諧振摘器。片內(nèi)饒振蕩碼器對(duì)趨構(gòu)成棚并聯(lián)助諧振元電路許的外黑接電甲容C思1和友C2白要求節(jié)并不胞嚴(yán)格百，外斧接晶獸體時(shí)氏，C蝕1和多C2爬的典與型值緒為2仙0～朽30輕pF糟。外法接陶那瓷諧姑振器崖時(shí)，榮C1地和C速2的看典型繭值為城47肢pF邊左右政。單片燃機(jī)也零可采績用外腳部振杰蕩器泊向內(nèi)骨部時(shí)槳鐘電波路輸飛入一椅固定豈頻率降的時(shí)騰鐘源造信號(hào)樸。此誘時(shí)，盞外部概信號(hào)泰接至XT墓AL夸1端，鴉而XT筐AL因2端浮趟空即榴可，懂如圖1.越6所示娃。圖1-6外部村時(shí)鐘別電路耽圖外部擋振蕩外電路上電嘗復(fù)位系統(tǒng)即剛剛虎接通棗電源岔時(shí)，激由于頂電源叉有可穴能有戶抖動(dòng)研或者檔系統(tǒng)荒中可諸能有設(shè)其他雷器件販沒有貴進(jìn)入構(gòu)穩(wěn)定尸工作劈燕狀態(tài)法，因巧此單保片機(jī)跟需要婚在上讀電時(shí)歪進(jìn)行洪復(fù)位旋。一般碌采用抗專用鍵的復(fù)瘡位芯牌片或賽簡單貸的R幻玉C電肥路來漸實(shí)現(xiàn)，通抖過對(duì)儲(chǔ)電容箏的充刃電在鄭接通賢電源斷的同編時(shí)完搖成系事統(tǒng)的菊復(fù)位床工作鴿。R賠、C究的參明數(shù)可鄭以調(diào)執(zhí)整復(fù)埋位的能時(shí)間幼。2.復(fù)位腦電路上電末復(fù)位綁電路豈中考蠻慮到聲振蕩刷器有膨一定帳的起律振時(shí)敞間，諷復(fù)位女引腳距上高仰電平示必須掀持續(xù)好10拆m百s以剩上才猶能保振證有逢效復(fù)盲位。因此驚，常吸用參錘數(shù)如黎圖所弓示。按鍵歌復(fù)位單片用機(jī)在碌運(yùn)行結(jié)期間跨出現(xiàn)病非正視常狀贏態(tài)則禽可以歉通過覆人工大強(qiáng)制秀干預(yù)客的方竹法進(jìn)醒行復(fù)膏位。2.復(fù)位雖電路S鍵身按下蠻時(shí)，腿RS仆T端容經(jīng)電秤阻R炭1接叼通V給cc斑電源丘實(shí)現(xiàn)仆復(fù)位杰。S暮按鍵未按下鋪，可實(shí)現(xiàn)紛上電斜復(fù)位撈。看門當(dāng)狗復(fù)淚位單片絞機(jī)系成統(tǒng)在刮工作雪時(shí)，欣由于誤干擾觸等各室種因領(lǐng)素的鍛影響亞，有循可能裁出現(xiàn)憶死機(jī)粥或者貢程序胞“跑半飛”訴現(xiàn)象袍，導(dǎo)耗致單屢片機(jī)棕系統(tǒng)落無法揚(yáng)正常品工作育。因此煎單片吸機(jī)需練要看門盛狗復(fù)位，有瘋兩種獄實(shí)現(xiàn)根方式。（1切）部項(xiàng)分型化號(hào)單兵片機(jī)楊內(nèi)部貸有專棍門的刷看門觀狗定者時(shí)器（2陽）外廉加看坊門狗勞電路破，常癢用芯申片M省AX茂81鬼3L2.復(fù)位益電路知識(shí)5單片剃機(jī)硬曠件仿腳真開普發(fā)工攀具P推ro地te釘usPR閘OT喊EU曉S是蘋英國當(dāng)La或b躍Ce姑nt硬er急E椅le昂ct著ro襯ni悉cs舊公司攀推出炊的用妖于仿診真單壇片機(jī)兼及其普外圍殘器件半的E斃DA凳工具哨軟件薦。P豈RO逝TE壩US渣與K灑ei飯l仍C5品1配蛾合使茅用，乎可以劇在不陳需要糠硬件湯投入瓣的情含況下竿，完逢成單暢片機(jī)監(jiān)C語永言應(yīng)筒用系奔統(tǒng)的跨仿真沙開發(fā)慣，從毅而縮夸短實(shí)蘆際系說統(tǒng)的店研發(fā)讓周期邀，降疼低開熄發(fā)成載本。分析著：單瞇片機(jī)礙最小姐系統(tǒng)驚電路堵由電每源電畫路、笑復(fù)位眼電路她、晶寇振電丙路構(gòu)腳成，次如圖垃1.零9所巧示。任務(wù)姥實(shí)施1.新建槽設(shè)計(jì)晚文件圖1.10建立新的設(shè)計(jì)文件執(zhí)行Fi午le秤→N灣ewDe瘦si南gn旺…命令中，彈爐出圖1.10所示僻的對(duì)錫話框江，從宿中選喂擇合蜂適的少模板(通常借選擇DE寄FA勞UL綠T)。單擊傲主工蜂具欄國的保繳存文符件按脾鈕，纖在彈慕出的Sav蟲e費(fèi)IS喬IS肅D童es劈燕ig碑n熱Fi碗le對(duì)話削框中卡，選臘擇保漲存目鄉(xiāng)豐錄，寒輸入熱新文梅件名原稱，戀保存踩類型理采用消默認(rèn)頸值。猶單擊遺保存銳按鈕錦，完成持新建壞工作。2.對(duì)象擠的選倦擇與伍放置本任忌務(wù)的冰最小旺系統(tǒng)財(cái)電路忌原理泥圖中碧的對(duì)間象按習(xí)屬性獄可分費(fèi)為兩豪大類擠：雜元器烤件(墓Co魯mp桃on蛛en按t)五，終訂端(轉(zhuǎn)Te濟(jì)rm饅in混al畝s)助。對(duì)隸象所絹屬類敲和子億類讀資者可賽通過割元件云性質(zhì)閣查閱抄附錄孩2.霸4得染到。Pr礙ot蝦eu遇s進(jìn)IS擦IS的元英器件妥庫提銹供了金大量傷元器產(chǎn)件的等原理找圖符請(qǐng)?zhí)?，融在繪搖制原默理圖偉之前竟，必組須知貍道每敏個(gè)元手器件瘦的所從屬類違及所刑屬子味類，五然后步利用Pr址ot截eu森s師IS造IS提供廊的搜約索功觀能可員以方鞭便地蜜查找戴到所扣需元數(shù)器件彎。在Pr術(shù)ot鴉eu計(jì)s或IS貨IS中元錢器件寺的所活屬類劈燕共有40多種僚，對(duì)象奧所屬抖類和芬子類淘讀者顯可通櫻過元制件性陶質(zhì)查于閱附熟錄2青.4寺得到口。從結(jié)岔構(gòu)上廟看，Pi歲ck剪D歇ev趕ic栗es對(duì)話哭框（岸圖1.11）共島分成3列，良左側(cè)破為查漢找條溪件，點(diǎn)中間膛為查檔找結(jié)湖果，志右側(cè)悠為原顫理圖摸、PC弱B圖預(yù)墊覽。圖1.11選擇元器件對(duì)話框執(zhí)行Library→PickDevice/Symbol…或單擊對(duì)象選擇窗口左上角的按鈕，都會(huì)打開PickDevices對(duì)話框。1)元器吐件的選復(fù)擇與危放置在Pi前ck慶D板e(cuò)v遵ic管es對(duì)話騰框中予，選攜好元極器件枝（如AT擾89然C5瞧1）后譜，其鏡名稱志就會(huì)尾出現(xiàn)柔在對(duì)形象選佳擇窗教口中邀，如摔圖1.12所示莊。在對(duì)衣象選委擇窗頌口中敬單擊AT性89慰C5淚1，其階電路表原理備圖出竿現(xiàn)在呆預(yù)覽速窗口娃中(圖1.13)。此揮時(shí)通寧過方向首工具推欄可以輪改變沒原理荷圖的摔方向亡。然譽(yù)后將菊鼠標(biāo)歌指向難編輯游窗口泳的合節(jié)適位沙置單糟擊，古即可懲把AT測(cè)89仔C5全1的電錦路原錘理圖瓶放置青到編分輯窗妥口中仆。圖1.12選擇元器件圖1.13預(yù)覽窗口

2)終端逆的選炮擇與神放置終端股的預(yù)執(zhí)覽、淺放置川方法鴨與元愧器件架類似蚊。Mo畝de工具換箱中驅(qū)其他筒按鈕昆的操似作方郊法又把與終竿端按突鈕類鼠似，偶在此眠不再薪贅述籮。圖1.14終端選擇窗口

單擊Mode工具箱中的終端按鈕，ProteusISIS會(huì)在對(duì)象選擇窗口中給出所有可供選擇的終端類型，如圖1.14所示。3.對(duì)象脾的編你輯在放餃置好諷繪制發(fā)原理嬸圖所率需的藏所有貫對(duì)象差后，獻(xiàn)可以溪編輯蘭對(duì)象促的圖怒形或柄文本章屬性拔。下夠面以冶電阻借元件牌R1臥為例躬，簡姻要介盾紹對(duì)輔象的廁編輯潛步驟弓。1)選中貪對(duì)象將鼠稈標(biāo)指坡向?qū)诚驲1，鼠鞭標(biāo)指盼針由管空心程箭頭駝變成尊手形積后，騰單擊蹤蝶即可前選中漂對(duì)象R1。此白時(shí)，跟對(duì)象R1高亮兔顯示床，鼠格標(biāo)指纖針為艱帶有乓十字登箭頭拾的手低形，佳如圖1.15所示僚。2)移動(dòng)岔、編弟輯、慌刪除啦對(duì)象鼠標(biāo)閑左鍵跌單擊拼選中看對(duì)象跪并拖豈動(dòng)，筑實(shí)現(xiàn)燈對(duì)象吸的移始動(dòng)；限鼠標(biāo)毯左鍵塔雙擊澆選中鏡對(duì)象蛾，實(shí)湯現(xiàn)對(duì)弦象的賴編輯斑；鍵遮盤d維el撐et擁e按急鍵，盡實(shí)現(xiàn)竿選中熄對(duì)象脈的刪鞏除；鋪通過脆方向欣工具然欄按瞧鈕實(shí)貼現(xiàn)對(duì)飼象的扮旋轉(zhuǎn)血等。選中宵對(duì)象R1后，淺右擊既，彈戀出快坡捷菜遣單，旦如圖1.16所示慶。通貢過該祥快捷刃菜單孕可以躺移動(dòng)階、編走輯、斗刪除療對(duì)象R1。圖1.16編輯對(duì)象的快捷菜單對(duì)象妖編輯默窗口模中，譯可實(shí)戀現(xiàn)元殖件標(biāo)弱識(shí)編坦輯（和R1掏），作元件圣值編退輯（線20不0Ω束），弦元件飾封裝萌編輯唱等。圖1.17編輯對(duì)象文本屬性2)移動(dòng)先、編俱輯、甩刪除餅對(duì)象4.布線按照灑連接削的方丟式，翅布線遍可分母為3種：縫兩個(gè)塔對(duì)象好之間駛的普鼠通連位接，齡使用課輸入歉、輸潔出終嘗端的誦無線殊連接鄉(xiāng)豐，多堅(jiān)個(gè)對(duì)抓象之地間的救總線嫩連接千。1)普通終連接圖

兩個(gè)對(duì)象之間的普通連接(1慕)在第點(diǎn)一個(gè)牌對(duì)象開的連域接點(diǎn)木處單滿擊。(2籍)拖動(dòng)嶄鼠標(biāo)何到另問一個(gè)閑對(duì)象滑的連艙接點(diǎn)渡處單片擊。皮在悼拖動(dòng)同鼠標(biāo)悶的過仆程中夸，洪可以悠在希它望拐銹彎的堤地方亭單擊拋，先也可豆以右去擊放遞棄此刷次畫另線。2)無線導(dǎo)連接(1猜)在第章一個(gè)棕連接柱點(diǎn)處命連接詢一個(gè)浮輸入鄭終端非。(2泉)在另朗一個(gè)蠅連接性點(diǎn)處嘉連接糟一個(gè)等輸出談終端補(bǔ)。(3籌)利用懷對(duì)象算的編械輯方啊法對(duì)掩上面縱兩個(gè)鍛終端咳進(jìn)行躍標(biāo)識(shí)秒，兩符個(gè)終艷端的鳳標(biāo)識(shí)(L負(fù)ab輔el蠅)必須蔑一致斬。5.添加辭或編艇輯文翁字描瞎述在Sc節(jié)ri榴pt選項(xiàng)夜卡的Te塵xt文本揀框中猜可以緩輸入牽相應(yīng)宇的描預(yù)述文重字。笑通過Ro酒ta蓄ti旦on選項(xiàng)偽和Ju