单片机实习报告总结

这次实习我们使用控制电路的单片机是at89s51型号的。通过它实现对八盏双色灯发光二极管的控制p0和p2口控制四盏灯。在at89s51的9引脚接复位电路,对电路实现复位控制。在电路中接入74s164译码器和共阴极数码管,通过at89s51的p3口数据的输入对共阴极数码管的控制。同时也可实现双色发光的二极管与共阴极数码管的共同作用。在at89s51的p3.2口接上中断控制电路,p3.5口接入蜂鸣器,使电路实现中断作用,也使电路便于检测。尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性。系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用cmos芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。

硬件电路设计:

1)确保硬件结构和应用软件方案相结合。硬件结构与软件方案会相互影响,软件能实现的功能尽可能由软件实现,以简化硬件结构。必须注意,由软件实现的硬件功能,一般响应时间比硬件实现长,且占用cpu时间;

2)可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板的合理布线、各元器相互隔离等;

3)尽量朝“mcs-51单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,所消耗功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性;

4)系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用cmos芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。

1.1 单片机型号及特性

单片机型号是 at89s51。特性是:⑴8031 cpu与mcs-51⑵兼容 4k字节可编程flash存储器(寿命:1000写/擦循环) ⑶全静态工作:0hz-24khz ⑷三级程序存储器保密锁定 ⑸128*8位内部ram ⑹32条可编程i/o线⑺两个16位定时器/计数器 ⑻6个中断源⑼可编程串行通道⑽低功耗的闲置和掉电模式⑾片内振荡器和时钟电路

1.2 晶振电路

单片机晶振的两个电容的作用 这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,晶振的负载电容=[(cd*cg)/(cd+cg)]+cic+△c式中cd,cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,cic(集成电路内部电容)+△c(pcb上电容)经验值为3至5pf。 各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 xo 和晶振输入引脚 xi 之间用一个电阻连接, 对于 cmos 芯片通常是数 m 到数十m 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 pf 到数十 pf, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量。

电路如图所示

1.3 复位电路

单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控,或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位作用是使cpu以及其他功能部件,如串行口,中断都恢复到一个确定初始状态,并从这个状态开始工作。

复位电路有两种:上电、按钮复位,考虑到各部件影响,采用按钮复位,当电阻给电容充电,电容的电压为高电平,当按下按钮时芯片复位脚近似低电平,于是芯片复位。


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