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51单片机电路的设计

发布日期:2017-12-27 11:21:36 【关闭】
摘要:在本设计中,考虑到单片机构成的应用系统有较大的可靠性,容易构成各种规模的应用系统,且应用系统有较高的软、硬件利用系数。还具有可编程性,硬件的功能描述可完全在软件上实现。另外,本设计还需要利用单片机的定时计数器、中断系统、串行接口等等,所以,选择以单片机为核心进行设计具有极大的必要性。在硬件设计中,选用MS-51系列单片机,其各个I/O口分别接有按键、LED灯、七位数码管等,通过软件进行控制。

   1.1 51单片机电路的设计

    在本设计中,考虑到单片机构成的应用系统有较大的可靠性,容易构成各种规模的应用系统,且应用系统有较高的软、硬件利用系数。还具有可编程性,硬件的功能描述可完全在软件上实现。另外,本设计还需要利用单片机的定时计数器、中断系统、串行接口等等,所以,选择以单片机为核心进行设计具有极大的必要性。在硬件设计中,选用MS-51系列单片机,其各个I/O口分别接有按键、LED灯、七位数码管等,通过软件进行控制。

     MCS-51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元,以及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在分别加以说明:

   1)中央处理器:

   中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。

   2)数据存储器(RAM):

   内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。

   3)程序存储器(ROM):

   共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。
   4)定时/计数器(ROM):

   有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。

   5)并行输入输出(I/O)口:

   共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3),用于对外部数据的传输。

   6)全双工串行口:

   内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。

   7)中断系统:

   具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串口中断,可满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择。

   8)时钟电路:

   内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序。

   本设计中单片机的设计电路如下图3-1所示:

  

gooxian-单片机设计电路

  

   本电路使用单片机内部振荡器,12MHz的晶体谐振器直接接在单片机的时钟端口X1和X2,电路中C2、C3为振荡器的匹配电容。该电路简单,工作可靠 。另外本系统的容阻上电复位,就是利用RC电路的充电过程来给单片机复位。RC电路的时间常数计算公式:

 T=RC                             (3-1)

  

   即:T=RC=10u*10k=100ms。当需要复位时,也可以按下复位按键,进行复位。

  

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