单片机实验板的安装与调试
安装制作单片机实验板是通过实践学习单片机技术的一种途经，对于掌握单片机电路组成原理和应用技术具有很好的效果，可以初步形成设计单片机应用电路的能力。实验板的安装与调试用到了集成开发软件Keil uVision2，在该软件使用C语言编辑单片机应用程序，可以初步培养软件编程的能力，为单片机技术开发应用奠定基础。
一、单片机的基本知识
1.1单片机的基本结构
单片机是将中央处理器（CPU）、片内数据存储器（RAM）、片内程序存储器（ROM）、定时器/计数器、并行输出输入接口P0-P3等主要计算机部件集成到一块集成电路芯片上，具有了微型计算机的功能。
实验板采用Atmel公司的AT89S52芯片（STC公司的STC89C52芯片），该单片机芯片主要由1个8位中央处理器（CPU）、片内数据存储器（RAM）、片内程序存储器（ROM或EPROM）、2个定时器/计数器、4个并行输出输入接口P0-P3、6个中断源的中断控制系统、1个全双工串行口UART以及片内振荡器与时钟发生电路等部分，见图1所示。
图1 单片机组成原理图
1．中央处理器（CPU）
CPU是单片机的核心，由运算器和控制器组成。运算器包括算术逻辑单元ALU、累加器A、寄存器B、状态字寄存器PSW、暂存器和位处理器等，功能主要实现算术和逻辑运算。控制器包括程序计数器PC、堆栈指针SP、数据指针DPTR、指令寄存器、指令译码器、定时电路及控制电路等。控制器功能是使单片机各部件按一定时间节拍协调工作。
2．存储器
存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。程序存储器用于存放程序和常数，可提供8KB寻址空间（外存可扩展64KB）。AT89S52与STC89C52芯片采用的是快速可擦除FlashROM程序存储器。数据存储器用于存放读写数据和运算结果，可提供256B寻址空间（外存可扩展64KB）。
3．定时器/计数器
AT89S52型单片机内部有3个16位的定时器/计数器，以实现定时和计数功能，并
以定时或计数的结果对系统进行控制。
4．并行输入输出口
AT89S52型单片机有4个8位并行输入输出口，即P0、P1、P2、P3口，它们都是双向端口。在系统扩展时，必须靠P0、P2送出数据和地址，P3口产生必要的控制信号，如读出和写入信号。
5．串行口
MCS-51系列单片机有一个全双工的串行口，主要用来实现单片机和其他设备的串行数据传送。
6．中断控制系统
AT89S52型单片机有5个中断源，两个中断优先级。
图2 引脚图
1.2单片机芯片管脚及功能（见图2）
单片机实验板选用AT89S52芯片,其管脚功能如下:
1. P1(P1.0-P1.7)是8位双向输入输出口,内部有上拉电阻，管脚号1-8。P1.0引脚的第二功能是T2定时器的外部输入，P1.1引脚是T2的外部控制端。P1.5、P1.6、P1.7引脚是单片机与编程计算机进行下载编程的信号端，MOSI是主机输出/从机输入端，MISO是主机输入/从机输出端，SCK是串行时钟信号端。
2. RESET单片机复位信号端，接高电平时单片机置为初始状态，程序从0000H 开始执行，管脚号9。
3. P3(P3.0-P3.7) 是8位双向输入输出口,内部有上拉电阻,管脚号10-17。P3有两种功能，做一般功能时用法与P1相同；做特殊功能时
P3.0作为RXD串行端口接收端
P3.1作为TXD串行端口传送端
INT外部中断0的输入引脚
P3.20
P3.3 1
INT外部中断0的输入引脚
P3.4 T0定时器0的输入引
P3.5 T1定时器1的输入引脚
P3.6 WR CPU欲将数据送入外部RAM时，此脚为低电平。
P3.7 RD CPU欲从外部读取数据时，此脚为低电平。
4．XTAL1和XTAL2两个引脚是产生CPU所需的时钟（CLOCK）的输入脚，由石英振荡器提供，管脚号18、19。
5．V SS系统接地（GND）引脚，管脚号20。
6．P2（P2.0-P2.7）是8位双向输入输出口,内部有上拉电阻。P2有两种功能，做一般功能时用法与P1相同；特殊功能做外部存储器扩充，高位地址（A8-A15），管脚号21-28。
7．PSEN使用外部存储器ROM程序时输出低电位信号，让外部ROM启动将数据送入总线。管脚号29。
8．ALE/PROG使用外部存储器ROM使,用于锁定地位地址的信号；在烧录ROM/EPROM时做为接收低电平的烧录信号。管脚号30。
9．EA/V PP该引脚接低电平时，具有外部读取启用功能，即CPU读取外部程序器（ROM）；该引脚接高电时，CPU执行4KROM的程序，程序超过4K，CPU自动CPU 执行外部ROM程序；执行程序烧录，此脚输入烧录电压。管脚号31。
10．P0（P0-P7）P1(P1.0-P1.7)是8位双向输入输出口,内部无上拉电阻。做一般输入输出接口，与P1相同，可连接8个LS型TTL负载，外接上拉电阻；执行外部扩充存储器时，可做为数据总线（D0-D7）或地址（A0-A7）总线。管脚号32-39。11．V CC芯片电源电压+5V的输入脚。管脚号40。
C3
20P
C220P
S1
S W -P B
R110K
C1
10u
Y112M
RST
VCC
RST VCC
C5100u
C7100u
VCC
C6104
VCC
R3100
1
12
233
4
4
55
K1
RELAY-SPDT
D104007
MK1
FENGMINGQI R2
1K
S2SW-PB S3
SW-PB
C4104
12JP2CON2
/INT0/INT1
/INT0/INT1
VCC L0L1L2L3L4L5L6L7
123456789JP4470
L0L1L2L3L4L5L6L7
S0S1
S2
S3
S4S5S6S7S0S1S2S3S4S5S6S7
VCC R54.7K R64.7K Q1
Q2
Q1Q211223344556677889910101111121213131414151516161717181819192020
21
21
2222232324242525262627272828292930303131323233333434353536363737383839394040U1
AT89S52
12345
109876
SJ1SW DIP-5
11223344556
612127
7111188101099DS1SIWEISHMAGUAN
D1D2D3Q3Q4
a b
c d
e f g R74.7K R84.7K
Q3
Q4
GND1
GND2
GND3
GND4
GND4GND3GND2GND1123456789JP5CON3
CAP 1+
1
RR-IN2
8
CAP-6CAP 2-5
CAP 1-3CAP +2CAP 2+4
RT-OUT27R-OUT2
9
T-IN210T-IN111R-OUT112RR-IN113RT-OUT114GND
15
VCC
16
U3MAX232C11
1uf
C10
1uf
C9
1uf
C81uf MOSI-MISO-
SCK-R4100
VCC
RX
RX Q5
8550
Q6
8550
BI/RBO 4RBI 5LT 3A 7B 1C 2D 6
a 13
b 12
c 11
d 10
e 9
f 15g
14
U474LS47
D0D1D2D3
VCC
D0a b c d e f g VCC
Q18050
Q28050
Q38050
Q48050
C12103P VCC
C13103P
D41
23jiekou CON3
123456789
10
JP HEADER 5X2
RXD TXD MOSI MISO SCK
SCK
MISO MOSI 123
4
56KAI
KAUGUAN
1
62738495
STCJ
DB9
STCC1104
STCC2
104
STCC4104
STCC3104VCC RXD TXD RXD-TXD-TXD-RXD-MOSI-MISO-SCK-
D0LED D1LED D2LED D3LED D4LED D5
LED D6LED
D7
LED D8
LED IN
1
G N D
2
OUT
3
D9
稳压三极管
123J?CON3
GND
15
CAP-6CAP2+4
CAP+2CAP2-5CAP1-3CAP1+
1
RT-OUT114RT-OUT27T-IN111T-IN210
RR-IN113RR-IN28
R-OUT112R-OUT29
VCC
16
STC232MAX232
图3 单片机电路原理图
1.3单片机实验板组成结构（见图3）
单片机实验板包括单片机最小系统，包括AT89S52芯片，复位电路，晶振电路；MAX232通讯模块；数码管显示模块；LED 显示模块；继电器模块；蜂鸣器模块组成。通过一系列实验，实现单片机I/O 控制、中断控制、数码管显示、数据通信、继电器控制、实现各个模块的功能，原理图见图3.
通讯模块：此模块直接由单片机的串行口P3.0（RXD ）、P3.1（TXD ）通过电平转换芯片MAX232并连接到232接插件CON1和CON2。
数码管显示模块：此模块有4位一体共阴数码管一个，P1口输出，P1.0、P1.1、P1.2、P1.3数据经过74LS47译码驱动显示，例如要是右边第一个数码管显示为0，单片机的P0口输出ed 就可以使其显示了。
指示灯模块：此模块有8位发光二极管，发光二极管是低电平点亮，故要使8位发光二极管右边一位点亮，单片机的P0口输出数据FE ，P0.0低电平,然后顺序使P0.1~P0.7为低电平,可以点亮各个发光二极管。
继电器模块：本模块采用了5V 继电器HHC66A ，由单片机的P2.6控制三极管Q5，单片机的P2.6脚低电平时，Q5导通，输出结果到CON3，常开触点闭合，常闭触点断开。
蜂鸣器模快：由单片机的P2.5控制三极管Q6，单片机的P2.脚低电平时，Q6导通，蜂鸣器导通啸叫。
拨码开关模快：拨码开关将十进制数转换成二进制数，送到单片机的P2.0~P2.7口，数据经单片机P1口，P1.0、P1.1、P1.2、P1.3数据经过74LS47译码驱动显示出拨码开关将十进制数。 二、电路板的安装调试 2.1焊接
1．检查印刷电路裸板电源正负端、各相邻焊点是否短路。
2．检测元器件质量，电容、接插件是否短路，按键通断状态是否正确。
3．集成电路一定焊接插座，确定好插座空间安装位置。
4．焊接时特别要注意锡不能太多，否则易发生焊点短路。
5．电烙铁焊接时间不要过长，以免烫坏焊点。
图4 单片机实验板元件安装位置图
2.2测试
单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的，许多硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。
1.排除逻辑故障这类故障由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主
要包括错线、开路、短路。排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图，看两者是否一致。应特别注意电源系统检查，以防止电源短路和极性错误，并重点检查系统总线（地址总线、数据总线和控制总线）是否存在相互之间短路或与其它信号线短路。必要时利用数字万用表的短路测试功能，可以缩短排错时间。
2.排除元器件失效造成这类错误的原因有两个：一个是元器件买来时就已坏了；
另一个是由于安装错误，造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号、规格和安装是否一致。在保证安装无误后，用替换方法排除错误。
3.排除电源故障
在通电前，一定要检查电源电压的幅值和极性，否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位，一般先检查V CC与GND之间电位，若在5V～5．8V 之间属正常。
2.3安装与调试过程中发现的问题及解决办法
在安装过程中出现的一些问题举例：
1. 在实验板焊接完成后，接上电源下载跑马灯的实验程序后，有个发光二极管一
直不亮。
2. 复位键不能用。
3. 下载键盘显示程序后，按下小键盘不起作用。
针对实习中出现的各种问题进行分析，复位不能用是电阻焊错了，小键盘不能用是没有将isp jump下面两个排针短接，发光二极管不能用是排阻焊错了。将以电阻重新焊接，排针短接后，系统板各个模块功能正常。
由上得出在动手焊接前要认真仔细地分析电路原理图，熟悉系统板各个模块的工作原理；在焊接时先用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先安装低矮和耐热元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如插槽、数码管），最后装怕热的元件（如三极管）。焊接电解电容与发光二极管要注意正负极不要接反。
2.3联机调试
联机仿真必须借助仿真开发装置、示波器、万用表等工具。这些工具是单片机开发的最基本工具。
51系列单片机的信号线大体分为读、写信号线、片选信号线、时钟信号线、外部程序存贮器读选通信号（PSEN）、地址锁存信号（ALE）、复位信号等几大类。这些信号大多属于脉冲信号，对于脉冲信号借助示波器（这里指通用示波器）用常规方法很难观测到，必须采取一定措施才能观测到。
对于电平类信号，观测起来就比较容易。例如对复位信号观测就可以直接利用示波器，当按下复位键时，可以看到复位引脚将变为高电平；一旦松开，电平将变低。
对于脉冲触发类的信号我们要用软件来配合，并要把程序编为死循环，再利用示波器观察；对于电平类触发信号，可以直接用示波器观察。
三、程序的编制与在线编程
单片机的编程语言主要用汇编语言和C51语言，汇编语言需要掌握单片机结构知识，运算效率高，占用内存少，但汇编语言可移植性差，不同的CPU有各自的汇编语言。C51语言的编译器能自动完成变量的存储单元的分配，对常用的接口芯片编制通用的驱动函数，对常用的功能模快、算法等编制相应的函数，可以进行信号处理算法和程序的移植。本项目用C51语言编写应用程序，以适应各种不同型号的单片机编程。
单片机使用汇编语言或C51语言编制源程序，需要应用编辑软件生成·ASM、
或
·Ｃ文件、应用编译软件生成
·
OBJ文件、应用链接软件生成
·
HEX文件、经过软件
仿真、通过编程器将可执行的文件下载到单片机内。Keil uVision2是将编辑软件、编译软件、链接软件、调试模拟器集成一体的单片机集成开发软件。
3.1集成开发软件的使用
源程序可以在脱机模拟状态下调试运行，也可以连上仿真器与实验仪在线仿真调试运行。这里主要介绍后一种方法。
在线编辑、编译、仿真调试运行的操作方法是：首先在计算机中打开Keil uVision2编程软件，单击菜单中的“P工程”键、N新建工程命令、在新建工程窗口内建立新工程名称，如ccc.UV2，单击保存键。
在选择设备窗口选择CPU的类型。实验我们选Atmel公司的AT89S52芯片。然后单击“确定”，项目就建成了。但这是一个空项目，我们要在这个项目中添加源程序。可以单击File菜单中的“命令”命令按钮新建一个文件，然后在其中输入源程序（数码管显示的程序）并保存，保存的文件名要以“.asm”（当程序是汇编语言程序编写时）和“.c”（当程序是C语言程序编写时）扩展名作为结尾。保存完了后，程序窗口如下所示：
在项目窗口的“Souce Group1”上按右键，将会显示下面的窗口：
单击“Add File to Group ‘Source Group 1’”命令，选择刚才保存的文件，就将刚才的源程序添加进了该项目。然后单击“project”菜单中的“Rebuild All target Files”命令，可以将源程序编译，有错误的话在下面的信息窗口中会有提示，根据提示进行修改。
如果程序编译通过的话，单击“工程”菜单中的“D调试”命令即可开始软件调试。如果要做硬件调试，还应做以下设置：在项目窗口的“Target1”上按右键，将会弹出一个菜单。用鼠标单击菜单上的“options for target‘target 1’”命令，将显示下面的窗口：
我们选择“debug”属性页，将上面的由“use simulator”（使用软件仿真）改为“use monitor-51 driver”（使用M-51仿真器）。然后用鼠标单击“setting”（设置）将port（端口）设置为串口线和单片机实验板相连的端口，将“baudrate”（波特率）设置为“38400”，然后在“debug”属性页上将“load application at sta……”和“go till main”前面的选择框选上，单击“确定”，如果连线没有问题就可以进入硬件调试状态了。我们可以使用“debug”菜单下的“go”（运行）、“step”（单步）、“step over”（大单步）和“run to cursor line”（运行到光标处）等命令调试程序了。
3.2编辑源程序
在单片机开发软件中使用C51语言编写LED数码管显示1-9999程序，下载到单片机实验板中运行该源程序，观察单片机实验板运行状态。
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code ma[10]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09};
void delay10ms(unsigned char time);
#define D4 ~0x7f; //0有效0111 1111
#define D3 ~0xbf;
#define D2 ~0xdf;
#define D1 ~0xef;
main()
{
while(1)
{
uint i;
for(i=0;i<10;i++)
{
P1=ma[i];
P3=0xff;
delay10ms(100);
}
}
}
void delay10ms(unsigned char time)
{
uchar i;
unsigned int j;
for (i=0;i { for(j=0;j<0x390;j++) {;} } 3.3程序的下载 1．单片机的在线编程（ISP） AT89S52与STC89C52芯片，内部具有在系统可擦除FLASH存储器，在单片机运行过程中用内部程序改写FLASH存储器的内容，修改某些运行参数。单片机通过串行端口与外部主机(如PC机)通信，从主机接收命令和数据，用于擦除和再编程代码。AT89S52不需要编程器就可进行单片机的实验和开发，单片机芯片可以直接焊接在电路板上，调试AT89S52芯片及程序。 AT89S52的ISP功能是在RESET引脚处于高电平时，利用P1.5(MOSI)，P1.6(MISO)，AT89S52P1.7(SCK)三引脚的数据设置或传送达到程序下载的目的，P1.5(MOSI)引脚作为串行指令的输入端口，P1.6(MISO)引脚作为串行数据的输出端口，P1.7(SCK)引脚作为串行移位脉冲的输入端口。 2．ISP应用 将通讯电缆串口插头插入电脑串口，此时编程器上LED点亮，表明电源接通。启动在线ISP编程器2.0程序后，会自动检测硬件及连接，状态框中显示“就绪”字样，表示编程器连接和设置均正常。否则请检查硬件连接和端口设置。 把AT89S52单片机芯片正确地放到编程器的相应插座上，这时注意，芯片的缺口要朝向插座的把手方向。芯片放好后，就可以对芯片进行读写操作了，读写操作按下面的步骤进行： (1)先选择器件（AT89S52） (2)用“擦除器件”擦除芯片 (3)用“打开文件”选择打开要编写的.HEX和.BIN文件 (4)用“写器件”编程 (5)用“校验数据”检查编程的正确与否 这样程序就被烧录到单片机芯片中了。 四、单片机实验板调试要求 本项目要求从PC机源程序库中下载有关应用源程序到单片机中，单片机实验板各部分电路运行正常，源程序执行无错误。调试源程序内容包括： 1．数码管显示动态数字 2．LED发光动态管运行 3．中断控制 4．继电器输出 5．拨码开关输入 6．蜂鸣器输出 单片机安装与调试 实验讲义 机电实习中心 高宁 单片机硬件系统设计 原则 ●单片机硬件系统设计原则 ●一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单 元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口电路。 ●系统的扩展和配置应遵循以下原则： ● 1、尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基 础。 ● 2、系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行 二次开发。 ● 3、硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑的原则 是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。但必须注意，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。 ● 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。 ● 5、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 电路板布线、通道隔离等。 ● 6、单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增 设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。 ● 7、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。随着单片机片内集成的功能越来越强，真正的片上系统SoC已经可以实现，如ST公司新近推出的μPSD32××系列产品在一块芯片上集成了80C32核、大容量FLASH 存储器、SRAM、A/D、I/O、两个串口、看门狗、上电复位电路等等。 ●单片机系统硬件抗干扰常用方法实践 ●影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰，并受系统结 构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素，常会导致单片机系统运行失常，轻则影响产品质量和产量，重则会导致事故，造成重大经济损失。 ●形成干扰的基本要素有三个： ●（1）干扰源。指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt， di/dt大的地 方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。 ●（2）传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线 的传导和空间的辐射。 ●（3）敏感器件。指容易被干扰的对象。如：A/D、 D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器 等。 ● 1 干扰的分类 ● 1.1 干扰的分类 ●干扰的分类有好多种，通常可以按照噪声产生的原因、传导方式、波形特性等等进行不同的分 类。按产生的原因分： ●可分为放电噪声音、高频振荡噪声、浪涌噪声。 ●按传导方式分：可分为共模噪声和串模噪声。 ●按波形分：可分为持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等等。 ● 1.2 干扰的耦合方式 单片机系统等的硬件调试方法 1、首先是焊接的顺序问题。当初板子做好以后，我一口气就把所有的元件焊上去了，这样对于没有调试过的板子，就很难找到原因。所以焊接的顺序很重要，应该是应该按功能划分的器件进行焊接，顺序是功能部件的焊接--调试(OK--另一功能部件的焊接，这样容易找到问题的所在。 2、如果在调试按功能划分的器件上出现问题，可以按以下步骤进行： 1）检查原理图连接是否正确 2）检查原理图与PCB图是否一致 3）检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4）用万用表检查是否有虚焊，引脚短路现象 5）查询器件的DATASHEET，分析一下时序是否一致，同时分析一下命令字是否正确（注意，命令字的顺序很重要，前些日子调试INTEL e28F640这款flash是的时候，在对其擦除和写操作的时候，就碰到了这样的问题） 6）有条件的可以用示波器。如我就是通过示波器对SRAM各个引脚进行检查，发现地址线都是有信号的，而数据线无信号出现，才找到问题所在。 7）飞线。用别的的口线进行控制，看看能不能对其进行正常操作，多试验，才能找到问题出现在什么地方。 3、多观察，多思考。如我前些日子在调试320×240点阵LCD的时候，发现怎么也不能出现图像，后来在偶然的机会下，发现LCD在MPU的CS2口线下，出现闪动 的情况，猜测这时候有数据写入到LCD中，仔细研究才发现，MPU的DATA0-7线与74LVC245的A0-7连接在一起，MPU的通过一个GAL16V8或是与非门等芯片进行逻辑组合后与74LVC245的OE引脚相连，这样MPU只有在某一地址范围内才可以进行数据读写操作。所以在调试过程中，对于出现的任何现象都不要放过，问题的解决就是从一些小的现象入手的。山重水复疑无路，柳暗花明又一村。 4、有可能的情况下，最好焊两块板子以上，这样才好有个比较，硬件上很小的问题有很多时候是很难发现的。 5、软件的调试要和硬件配合进行，往往问题可能不是硬件上的。 单片机应用系统硬件调试技巧 在单片机开发过程中，从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本系统特点亲自完成的。这样虽然可以降低系统成本，提高系统的适应性，但是每个系统的调试占去了总开发时间的2／3，可见调试的工作量比较大。单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的，许多硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后，再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件的调试是基础，如果硬件调试不通过，软件设计则是无从做起。本文结合作者在单片机开发过程中体会，讨论硬件调试的技巧。 当硬件设计从布线到焊接安装完成之后，就开始进入硬件调试阶段，调试大体分为以下几步。 1 硬件静态的调试 1.1 排除逻辑故障 这类故障往往由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主要包括错线、开路、短路。排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图，看两者是否一致。 STC89C52单片机 开发板实验指导书 目录 一、熟悉编程软件的使用 (1) 二、熟悉下载环境 (7) 三、最小系统模块 (12) 四、流水灯 (13) 五、独立按键 (14) 六、矩阵键盘扫描与数码管显示 (15) 七、串口通信实验 (17) 八、电源指示部分和蜂鸣器 (17) 附录一元器件的极性识别 (19) 附录二焊接要求与注意事项 (20) 一熟悉编程软件的使用 一、目的 掌握KEIL编程软件的安装及使用方法，熟悉KEIL编程环境。 二、步骤 (一)、先安装下载软件： 1．在单片机开发板的开发工具文件夹中找到KEIL文件夹，然后双击“C51V900修正版1.1.exe”，按照提示安装即可。安装完成后会在桌面上出现一 个KEIL uVision4的图标。 2．对KEIL软件进行在线注册，首先打开uVision4，在菜单栏中找到File选项，然后再File栏中选择License Management选项，如图1所示，在打开的License Management窗口，复制右上角的CID。 图1 在KEIL文件夹中找到“Keil_lic-v3.2.exe”，然后双击。打开注册机，在CID 窗口里填上刚刚复制的CID，其它设置不变，点击Generate生成许可号，复制许 可号，如图2所示。将许可号复制到License Management窗口下部的New License ID Code，点击右侧的Add LIC。若上方的Product显示的是PK51 Prof。Developers Kit即注册成功，Support Period为有效期，一般可以到30年左右，若有效期较短，可多次生成许可号重新注册。如图3所示。 图2 图3 (二)、此时，KEIL软件我们就注册成功了。我们打开μVision4软件，点击Project 菜单，点击NEW，选择μVision Project建立新工程，如图4所示。在文件名窗口中输入我们要建立的工程的名字，然后在保存在窗口中选择我们的工程存储位置。然后点击保存。会出现图5所示，我们在这个窗口中选择我们板子的单片机类型，我们单片机开发板的单片机是STC公司的STC89C52RC，选择好后点击 一、摘要 本文给出了一个简单51单片机开发板的电路设计，完成了其原理图的绘制和PCB图的制作。着重介绍使用protel99SE画出的电路设计原理图，接着是对电路各个模块功能的分析，然后是电路所用主要芯片和其他重要元件的功能介绍以及内部封装和引脚分布，最后介绍用protel99SE画出的PCB板。此开发板具有串口通信、液晶显示、流水灯、扩展、RTC 时钟、复位、外部中断、外部存储、A/D D/A转换、报警、继电器控制等开发功能。 关键字：51单片机开发板 protel99 PCB 二、实验所用元器件及其介绍 、清单 SW-SPDT1自制封装1KΩ电阻150805 2KΩ电阻50805 三极管90152TO-18 HRS4-S-DC5V继电器1自制封装跳线6 LED110805 9针串口1DB9/M 极性电容10uF1.6 104电容40805 30pF电容50805 电池Battery1自制封装响铃1 n口排针4SIP n 晶振12MHZ1XTAL1 外接晶振1XTAL1 主要芯片引脚图和实物图 STC89C52 图(1) STC89C52引脚图 图(2) STC89C52实物图 8255 图 8255引脚图 DS1302 图(1) DS1302引脚图 表 DS1302引脚描述 引脚号符号描述引脚号符号描述 1VCC2备用电源5复位 2X1晶振引脚6 I/O数据输入/输 24C08 图(1) 24C08引脚图 表 24C08功能表 图(2) 24C08 实物图 MAX232 图(1)MAX232引脚图 表各引脚功能及推荐工作条件 单片机实验板的安装与调试 安装制作单片机实验板是通过实践学习单片机技术的一种途经，对于掌握单片机电路组成原理和应用技术具有很好的效果，可以初步形成设计单片机应用电路的能力。实验板的安装与调试用到了集成开发软件Keil uVision2，在该软件使用C语言编辑单片机应用程序，可以初步培养软件编程的能力，为单片机技术开发应用奠定基础。 一、单片机的基本知识 1.1单片机的基本结构 单片机是将中央处理器（CPU）、片内数据存储器（RAM）、片内程序存储器（ROM）、定时器/计数器、并行输出输入接口P0-P3等主要计算机部件集成到一块集成电路芯片上，具有了微型计算机的功能。 实验板采用Atmel公司的AT89S52芯片（STC公司的STC89C52芯片），该单片机芯片主要由1个8位中央处理器（CPU）、片内数据存储器（RAM）、片内程序存储器（ROM或EPROM）、2个定时器/计数器、4个并行输出输入接口P0-P3、6个中断源的中断控制系统、1个全双工串行口UART以及片内振荡器与时钟发生电路等部分，见图1所示。 图1 单片机组成原理图 1．中央处理器（CPU） CPU是单片机的核心，由运算器和控制器组成。运算器包括算术逻辑单元ALU、累加器A、寄存器B、状态字寄存器PSW、暂存器和位处理器等，功能主要实现算术和逻辑运算。控制器包括程序计数器PC、堆栈指针SP、数据指针DPTR、指令寄存器、指令译码器、定时电路及控制电路等。控制器功能是使单片机各部件按一定时间节拍协调工作。 2．存储器 存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。程序存储器用于存放程序和常数，可提供8KB寻址空间（外存可扩展64KB）。AT89S52与STC89C52芯片采用的是快速可擦除FlashROM程序存储器。数据存储器用于存放读写数据和运算结果，可提供256B寻址空间（外存可扩展64KB）。 3．定时器/计数器 AT89S52型单片机内部有3个16位的定时器/计数器，以实现定时和计数功能，并 数据传送实验 实验项目类型:设计型 实验时间：2012.10.15 一、实验目的 1、掌握单片机的汇编指令系统及汇编语言程序设计方法。 2、掌握单片机的存储器体系结构。 3、熟悉Keil软件的功能和使用方法。 4、掌握单片机应用程序的调试方法。 二、设计要求 1、编写程序将00H～0FH 16个数据分别送到单片机内部RAM 30H～3FH单元中。 2、编写程序将片内RAM 30H～3FH的内容传送至片内RAM 40～4FH单元中。 3、编写程序将片内RAM 40H～4FH单元中的内容传送到外部RAM 4800H～480FH单元中。 4、编写程序将片外4800H～480FH单元内容送到外部RAM 5800H～580FH单元中。 5、编写程序将片外RAM 5800H～580FH单元内容传送回片内RAM 50H～5FH 单元中。 三、实验程序流程框图和程序清单。 流程图 程序一程序二 程序三程序四程序五 程序清单 ORG 0000H MAIN: MOV R0, #30H MOV A, #00H T1: MOV @R0, A INC R0 INC A CJNE A, #10H, T1 MOV R0, #3FH MOV R2, #10H MOV R1, #4FH T2: MOV A, @R0 MOV @R1, A DEC R0 DEC R1 DJNZ R2, T2 MOV R2, #10H MOV R1, #4FH MOV DPTR, #480FH T3: MOV A, @R1 MOVX @DPTR, A DEC R1 DEC A MOV DPL, A DJNZ R2, T3 MOV DPL, #00H MOV R2, #10H T4: MOV DPH, #48H MOVX A, @DPTR MOV DPH, #58H MOVX @DPTR, A INC DPTR DJNZ R2, T4 MOV R0, #50H MOV DPTR, #5800H MOV R2, #10H T5: MOVX A, @DPTR MOV @R0, A INC R0 INC A MOV DPL, A 2014版51单片机实验开发板焊接调试指南 一、焊接指南： 1、先矮后高（先焊接低矮的器件如飞线、卧式电阻等，再焊比较高的器件）。 2、先小后大（先焊接体积比较小巧的器件，再焊体积比较大的器件）。 3、注意有极性元器件的安装和焊接（普通二极管、发光二极管、三极管、电解电容的极性，以及接插件的缺口方向、芯片插座方向等）。 4、建议不要一次性的把很多元件都放好才焊，应该是先放几个，焊好后剪掉元件引脚线，再接着放和焊。元件插入电路板后，为了防止电路板翻转焊接时掉落，可以适当把元件脚掰过两边，但是千万不要把元件脚全部掰平到电路板上！ 5、建议一个类型一个类型地焊接，比如先统一把所有电阻焊完，再统一焊接二极管，然后再统一焊电容，等等。这样就不会搞漏。 6、所有元器件，包括电容、发光二极管等，都应该尽可能压低到电路板表面后再在反面焊接，不要让元件歪歪扭扭的“站”在电路板上。 7、注意发光二极管、排针、排座芯片插座不要长久焊接，防止这些塑料件被烫坏而报废！ 8、芯片插座，尤其是单片机插座，要认真检查所有针脚从电路板洞中全部露出来后再焊接，否则贸然焊接后才发现有脚没过来时，整个芯片插座可能得拆出来才能解决问题，不仅费工而且极可能使芯片插座报废！ 二、调试指南： 把元件清单后半部分的元器件焊接完毕后，绝对不可以马上把清单的前部分器件如芯片等插入电路板通电测试，这样做会因为焊接等原因导致元器件大面积损坏！应按以下步骤一步步按顺序进行调试： 1、不要插入任何芯片、液晶显示模块、电池，先用万用表测量单片机芯片插座的第20脚（地线脚）和第40脚之间（电源脚）是否短路。如有一定要先排除，否则可能会导致电脑USB口和下载线的损坏！重点检查电路板的电源线有否与地线之间有毛刺粘连，尤其是左下角可调电阻的一个脚所在电源线与地线之间是否粘连。 2、板子正确接好下载线，然后插到电脑USB口，反复按动板子上的电源开关，这时左上角的电源指示灯应该可以亮灭。如果灯不亮，断电检查开关是否可以通断，电源指示灯是否焊反或烫坏。 3、接着用一根杜邦线一头接在地线上，一头顺序接通P2.0、P2.1……P2.7的引出脚，以及右边的十个LED灯的引出脚，此时对应的灯应该点亮，不亮的不是烫坏了就是焊反了。揭开蜂鸣器上的盖纸，地线接P2.0时，除灯亮外，应可听到蜂鸣器发出响声，不响的，检查所接三极管和蜂鸣器是不是接反。地线接P2.1时，应可听到继电器“滴答”的吸合声。 4、上述步骤检查通过的，则说明板子基本没问题了，可以进行下一步调试。没通过的绝对不可以继续下去！ 5、断电，插上51单片机，注意芯片方向。运行下载软件，看看是否可以进行正常下载！注意最好使用STC的V481下载软件，并确保下载线驱动装好、串口号设对。如果电脑端无问题但还是不能下载的，重点检查下载线的收发两根线是否正确接到单片机收发口上（收发接反、收发线相互粘连或与别的线粘连）。能正常下载，说明板子基本可以正常使用了。 6、强烈建议，板子使用中，用到什么芯片再插入相应的芯片，不要一股脑儿全插上，避免不知不觉中未用到的芯片误连接或操作而损坏。尤其是纽扣电池，没用到时钟的坚决不能放到板上，它造成的DS1302芯片损坏率和板子不正常的几率奇高（芯片出厂或编程时没有进入电池不充电保护状态）！ (开)卷考试时间:__90__分钟 一、填空题(20空,每空1、5分,共30分) 1、气压传动系统的主要组成部分有: 气源装置、执行元件、控制元件与辅助元件组成。 2、16进制的F转换为10进制就是15 。 3、光纤式光电开关由光纤检测头与光纤放大器两部分组成,这两者用 光纤相连。 4、同步齿轮距为55mm,共11个齿,步进电动机每转1转,机械手移动55 mm。 5、PLC的基本组成包括硬件与软件两部分。 6、气动控制元件就是控制与调节空压缩空气压力、流量与流动方向及发送信号的重要元件。 7、连接S7-200系列PLC与个人计算机需要使用STEP7 编程软件。 8、控制阀的气路端口分为输入口、输出口与排气口。 9、光电传感器把光信号转换为电信号。 二、判断题正确判√错误判×(10题,每题2分,共20分) 1、气动回路一般不设排气管路(X) 2、压缩空气具有润滑性能(X) 3、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”(V) 4、YL-335B生产线供料单元料仓中工件不足时,传感器的信号为“1”(X) 5、步进电机的转速由脉冲数决定(V) 6、PLC在工作时采用巡回扫描原理(V) 7、按钮应该接在Q0、0端点上(X) 8、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”(√) 9、气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力与流量的压缩空气(V) 10、光电传感器不能安装在水、油、灰尘多的地方(V) 三、选择(5题,每题2分,共10分) 1、变频器的主电路输出与( D )连接 A、步进电机 B、PLC C、驱动器 D、三相异步电动机2、 2、2、PLC在工作时候采用(A)原理 A、循环扫描原理 B、输入输出原理 C、集中采样、分段输出原理 3、在PPI网络配置中,NETR就是(B)指令 A、网络读 B、网络写 C、写网络 D、读网络 4、变排气节流阀一般安装在( C )的排气口处 A、空气压缩机 B、控制元件 C、执行元件 D、辅助元件 5、驱动器的控制元件输入端使用的就是(C)电压 A、DC12C B、DC36V C、DC24V D、DC48V 四、论述题(共25分) 1、TPC706K人机界面有哪些接口？这些接口各自有何用途？(6分) 答:LAN(RJ45):以太网接口 串口(DB9):1个RS232与1个RS485 USB1:主口 USB2:从口,用于下载工程 电源接口:24V DC ±20% 单片机实验板 单片机是电子工程师的基本技能之一，单片机实验板是学习单片机的必备工具之一。通过层次原理图的设计方法，以单片机实验板设计实例介绍Protel DXP的原理图到PCB设计的整个过程。 一、一款单片机实验板简介 经典单片机实验板 单片系统包括MCU组成的最小系统、各种功能的外围电路及接口。 1、89C52单片机。 2、6位数码管（做动态扫描及静态显示实验）。 3、8位LED发光二极管（做流水灯实验）。 4、MAX232芯片RS232通讯接口（可以做为与计算机通迅的接口同时也可做为单片机下载程序的接口）。 5、USB供电系统，直接插接到电脑USB口即可提供电源，不需另接直流电源。 6、蜂鸣器（做单片机发声实验）。 7、ADC0804芯片（做模数转换实验）。 8、DAC0832芯片(做数模转换实验) 9、PDIUSBD12芯片(USB设备开发,如单片机读写U盘,自制U盘,自制MP3等,还可通过此芯片让计算机与单片机传输数据）。 10、USB转串口模块，直接由计算机USB口下载程序至单片机。 11、DS18B20温度传感器，（初步掌握单片机操作后即可亲自编写程序获知当时的温度）。 12、AT24C02外部EEPROM芯片(IIC总线元件实验) 13、字符液晶1602接口。（可显示两行字符） 14、图形液晶12864接口（可显示任意汉字及图形） 15、4*4矩阵键盘另加四个独立键盘（键盘检测试验）。 二、设计任务 采用自底向上（Bottom up）的层次原理图方法绘制单片机实验板原理图及PCB。本实验板主要有CPU部分、电源部分（Power）、串口通信（RS232）部分、数码显示（LED）部分、继电器（Relay）部分、其它（misc）各部分。 同时，通过层次原理图的绘制掌握原理图绘制的众多技巧。 单片机原理图总图 三、子图绘制 下面开始各原理子图的绘制。如【单片机实验板工程】所示，建立单片机实验板工程，建立各个原理图，并把库文件加载到工程里。 四川现代职业学院《单片机原理及应用》课程设计红绿灯实训报告 题目：红绿灯项目设计报告 系别：电子信息技术系 专业：电子信息工程技术 组员：贺淼、纪鹏、邵文稳 指导老师：陶薇薇 2014年7月12日 摘要 交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。本系统采用STC89C52点单片机以及数码管为中心器件来设计交通灯控制器，实现了南北方向为主要干道，要求南北方向每次通行时间为30秒，东西方向每次通行时间为25秒。启动开关后，南北方向红灯亮25秒钟，而东西方向绿灯先亮20秒钟，然后闪烁3秒钟，转为黄灯亮2秒钟。接着，东西方向红灯亮30秒钟，而南北方向绿灯先亮25秒，然后闪烁3秒钟，转为黄灯亮2秒钟，如此周而复始。 软件上采用C语言编程，主要编写了主程序，中断程序延时程序等。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。 目录 （一）硬件部分--------------------------- 3 1.1 STC89C52芯片简介-----------------------3 1.2 主要功能特性---------------------------4 1.3 STC89C52芯片封装与引脚功能-------------5 1.4 基于STC89C52交通灯控制系统的硬件电路分析及设计-------------------------------------------10 （二）软件部分----------------------------14 2.1 交通灯的软件设计流程图-----------------14 2.2 控制器的软件设计-----------------------15 （三）电路原理图与PCB图的绘制-------------16 3.1 电路原理图的绘制（见附录二）----------16 3.2 PCB图的绘制（见附录三）---------------16 3.3 印刷电路板的注意事项------------------16 （四）调试及仿真---------------------------------------19 4.1 调试----------------------------------19 4.2 仿真结果------------------------------20 （五）实验总结及心得体会---------------------------21 5.1 实验总结-----------------------------------------------21 5.2 实验总结-----------------------------------------------22 附录程序清单---------------------------22 首先应该确认电源电压是否正常。用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间的电压，看是否是电源电压，例如常用的5V。接下来就是检查复位引脚电压是否正常。分别测量按下复位按钮和放开复位按钮的电压值，看是否正确。然后再检查晶振是否起振了，一般用示波器来看晶振引脚的波形，注意应该使用示波器探头的“X10”档。另一个办法是测量复位状态下的IO口电平，按住复位键不放，然后测量IO口（没接外部上拉的P0口除外）的电压，看是否是高电平，如果不是高电平，则多半是因为晶振没有起振。另外还要注意的地方是，如果使用片内ROM的话（大部分情况下如此，现在已经很少有用外部扩ROM的了），一定要将EA引脚拉高，否则会出现程序乱跑的情况。有时用仿真器可以，而烧入片子不行，往往是因为EA引脚没拉高的缘故（当然，晶振没起振也是原因之一）。经过上面几点的检查，一般即可排除故障了。如果系统不稳定的话，有时是因为电源滤波不好导致的。在单片机的电源引脚跟地引脚之间接上一个0.1uF的电容会有所改善。如果电源没有滤波电容的话，则需要再接一个更大滤波电容，例如220uF的。遇到系统不稳定时，就可以并上电容试试（越靠近芯片越好）。 另外，调试系统时一定要有耐性，静下心来一点点的调，千万不要着急。 复位电路： 当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。 根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。常用的上电复位电路如下图A 中左图所示。图中电容C1和电阻R1对电源十5V来说构成微分电路。上电后，保持RST一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻R1，也能达到上电复位的操作功能 单片机复位后的状态： 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC＝ 0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后，片内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM区中的内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见下表。 值得指出的是，记住一些特殊功能寄存器复位后的主要状态，对于了解单片机的初态，减少应用程序中的韧始化部分是十分必要的。 江西工业学院 课程设计报告书 题目：基于STC89C52RD单片机实验板的制作 与程序设计 系别： 专业： 姓名：学号： 指导老师： 2016 年12 月 目录 第1节引言 (3) 1.2 基于89C51单片机系统实验板概述 (3) 1.2.1stc89C51单片机开发板硬件配置情况 (4) 1.2.2、stc89C51单片机实验板配套实验 (4) 第2节系统主要硬件电路设计 (5) 2.1 STC89C51单片机简介 (5) 2．2电源转换芯片MAX232 (6) 2．3 四位一体共阳LED数显 (7) 2.4 LED 灯电路 (8) 2.5 按键电路 (9) 2.6蜂鸣器 (9) 2.7 8*8点阵 (9) 第3节实验系统软件设计 (10) 3．1 花样流水灯程序设计： (10) 3．2．简易时钟程序设计： (11) 3．3 8*8点阵屏显示程序设计 (13) 第4节结束语 (14) 参考文献 (14) 附录 (14) 课程设计指导教师评语 (17) 基于STC89C52RD单片机系统实验板的制作与程序设计 第1节引言 单片微型计算机简称单片机，又称微控制器(MCU)，它的出现是计算机发展史上的一个重要的里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。本次课设采用的STC89C51单片机是51系列单片机的一种代表，目前51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种单片机之一。单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计的基础课。 1.1本设计任务和主要内容 本设计以单片机STC89C52RD为控制核心，由八路LED模块、八路按钮模块、四位一体共阳数显模块、语音模块等部分组成。可实现花样流水灯、简易电子琴、外部中断控制、时间显示等功能。要求在将硬件电路准确无误地安装后进行软件调试，至少完成以下三个程序设计及调试任务 1 .1.1花样流水灯：程序循环输出到单片机P1口，从左到右依次点亮，每次增加一个，直至全亮；从左到右依次暗灭，每次减少一个，直至全灭；从右向左依次点亮，每次亮一个；从左到右依次点亮，每次亮一个；8个发光二极管闪烁三次；两个二极管前后追逐循环三次；两个按键控制，K1按下停止循环，K2按下继续循环。 1.1.2．简易时钟电路：采用动态扫描技术，四位数显实现数字时钟，要求显示时、分，K0调时、K1调分；整点报时。 1.1．3 8*8点阵屏显示程序设计：动态轮流显示数字0-9，字母A-Z 1.2基于89C51单片机系统实验板概述 本次课设所使用的单片机最小系统板包括以下器件：电源端子(DC +5V)，可以USB供电，也可独立电源供电。通用异步串口,采用MAX232做电平转换。STC89C51单片机。各种颜色的LED发光二极管共9个，其中8个接于P1口做LED显示，还有一个做电源灯显示。四位一体共阳数码管可以实现时钟电路及动态扫描显示。还有其他电阻电容若干，系统板一个，大按键开关两个，用于中断控制和通信开关。 （开）卷考试时间：__90__分钟 一、填空题（20空，每空1.5分，共30分） 1、气压传动系统的主要组成部分有：气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成。 2、16进制的F转换为10进制是15 。 3、光纤式光电开关由光纤检测头和光纤放大器两部分组成，这两者用 光纤相连。 4、同步齿轮距为55mm，共11个齿，步进电动机每转1转，机械手移动55 mm。 5、PLC的基本组成包括硬件和软件两部分。 6、气动控制元件是控制和调节空压缩空气压力、流量和流动方向及发送信号的重要元件。 7、连接S7-200系列PLC与个人计算机需要使用STEP7 编程软件。 8、控制阀的气路端口分为输入口、输出口和排气口。 9、光电传感器把光信号转换为电信号。 二、判断题正确判√错误判×（10题，每题2分，共20分） 1、气动回路一般不设排气管路（X） 2、压缩空气具有润滑性能（X） 3、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”（V） 4、YL-335B生产线供料单元料仓中工件不足时，传感器的信号为“1”（X） 5、步进电机的转速由脉冲数决定（V） 6、PLC在工作时采用巡回扫描原理（V） 7、按钮应该接在Q0.0端点上（X） 8、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”（√） 9、气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力和流量的压缩空气（V） 10、光电传感器不能安装在水、油、灰尘多的地方（V）三、选择（5题，每题2分，共10分） 1、变频器的主电路输出与（D ）连接 A、步进电机 B、PLC C、驱动器 D、三相异步电动机2、 2、2、PLC在工作时候采用（A）原理 A、循环扫描原理 B、输入输出原理 C、集中采样、分段输出原理 3、在PPI网络配置中,NETR是（B）指令 A、网络读 B、网络写 C、写网络 D、读网络 4、变排气节流阀一般安装在（C ）的排气口处 A、空气压缩机 B、控制元件 C、执行元件 D、辅助元件 5、驱动器的控制元件输入端使用的是（C）电压 A、DC12C B、DC36V C、DC24V D、DC48V 四、论述题（共25分） 1、TPC706K人机界面有哪些接口？这些接口各自有何用途？（6分） 答：LAN（RJ45）：以太网接口 串口（DB9）：1个RS232和1个RS485 USB1：主口 USB2：从口，用于下载工程 电源接口：24V DC ±20% 第1页，共3页 STC89C52单片机开发板 一、方案设计 1.1 方案论证 在科技广泛发展的今天，计算机的发展已经越来越快，他的应用已经越来越广泛。二单片机的发展和应用是其中的重要一方面。单片机在工业生产（机电、化工、轻纺、自控等)和民用家电方面有广泛的应用。其中，单片机在工业生产中的应用尤其广泛。 单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是C51系列的单片机稳定性好，运算精度高，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。而本次设计就是要通过对C52系列单片机最小系统进行开发板的设计。有助于当代大学生及涉及单片机领域的工作者们更深入的了解和学习单片机的开发机应用。 1.2 设计思路 （1）本设计采用STC89C52单片机为主控制核心。 （2）选择PCF8951实现A/D、D/A转换装置，与单片机接口为P2.1口和P2.0口。 （3）此外，还选择了NRF905无线通信模块及4*4矩阵键盘等模块进行开发与学习设计。 二、硬件设计 本设计由8部分组成：STC89C52单片机最小系统、PCF8951A/D转换电路、报警器模块、NRF905无线模块、矩阵键盘模块、温度传感器电路、红外接收模块、LED流水灯模块。电路原理图见附录。 2.1 STC89C52单片机最小系统模块 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。 第一章 LAB2000单片机仿真系统的使用 1.1 单片机仿真系统的介绍 1.1.1 概述 本仿真实验系统可实现MCS51/MCS196单片机原理与接口的一系列实验，并在硬件上预留了自主开发实验的空间。该实验系统对基本实验仅需少量连线就可进行，以减轻学生的工作量，同时也提供了一些需较多连线的扩展性实验以进一步锻炼学员的动手能力（详见第2部分）。此外，它还为学生们提供了强大的软硬件调试手段。本仿真实验系统由板上仿真器、实验仪、伟福仿真软件、开关电源构成。 1．仿真器系统构成 本仿真实验系统具有三种使用方法： （1）无系统机，仅用实验仪的板上仿真器进行仿真和实验。 （2）有系统机，用系统机上的WINDOWS/DOS软件驱动板上仿真器进行仿真和实验。 （3）有系统机、用外接仿真器进行仿真和实验。 （4）无实验仪、无仿真器，仅在系统机上采用软件模拟方式进行仿真。 2．实验系统自带键盘和显示器，自带系统监控程序。如果没有系统机也照样进行各种学习和实验。 3．配备有DOS，Windows两套PC机系统软件，在有系统机的情况下，通过外接仿真器实现64K全空间的硬件断点和仿真。 4.PC机和系统机软件具有全集成化仿真环境，中、英文两种界面，软件仿真与硬件仿真两种模式，软件仿真可以在无仿真仪的情况下进行。 5．其中实验实例及实验程序，可采用机器码、汇编、C等三种语言编写，以适应不同层次的学生的需求。 本实验仪可以方便灵活地构成各种实验方案，在有无系统机和实验仪的情况下，都能进行相应的编程实验，从而具有极为广泛的应用围，板上提供了基本的实验电路，减少繁琐的连接线过程，板上也提供了DIP40／28／24／20／16／14插孔和CPU的地址数据总线引出插孔，供学生自己扩展其它实验，培养实际动手能力，加强对实验电路的理解。实验程序采用多种语言适应不同层次的学生的需要。高级语言编写应用程序，是一种时代的需要，通过应用高级语言的编程和实验，可使学生掌握高级语言的编程方法，为今后进入社会实践打下坚实的基础。而汇编语言又能让学生了解机器深层的原理。 1.1.2 伟福实验系统的支持软件 1．板上单片机仿真部分（使用WAVE集成调试软件） (1)支持DOS、Windows'95/98双平台 (2)具有编辑、汇编、编译、调试和软件模拟等功能，所有操作均可通过窗口和菜单的 选择来完成。方便用户编写和调试软件、直观反映程序运行情况，提高软件开发效率。 (3)支持汇编语言、C、PLM高级语言源程序调试。 (4)可观察数组，记录等各种复杂变量。 (5)脱开实验系统单独进行软件模拟，这种方式尤其适用于软件实验 注意：(1)无论是集成电路的插拔、通讯电缆的连接、跳线器的设置还是实验线路的连接，都应确保在断电情况下进行，否则可能造成对设备的损坏。 (2)实验线路连接完成后，应仔细检查无误后再接通电源。 1.2 WAVE的开发环境 单片机开发板的制作方法 单片机技术自发展以来已走过了近20年的发展路程。单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。小到遥控电子玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。针对单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生单片机实验板普遍称为单片机开发板、也有单片机学习板的称呼。比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。 单片机开发板是用于学习51、STC、AVR型号的单片机实验设备。根据单片机使用的型号又有51单片机开发板、STC单片机开发板、AVR单片机开发板。常见配套有硬件、实验程序源码、电路原理图、电路PCB图等学习资料。例如电子人单片机开发板，针对部分学者需要特别配套有VB上位机软件开发,游戏开发等教程学习资料。开发此类单片机开发板的公司一般提供完善的售后服务与技术支持。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。 单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux 操作系统。 常见配套资源如下： 1、硬件实验板及其配件如：连接线、CPU芯片、流水灯、点阵显示、ds18b20温度检测、彩色TFT液晶屏，SD卡，游戏开发（推箱子游戏）、收音机、mp3解码等。 2、实验程序源码，包含汇编源程序、C语言源程序。 3、电路原理图、PCB电路图。 4、实验手册、使用手册。 5、针对单片机开发板的详细讲解视频。 6、附加PCB设计制作、VB软件开发等计算机学习资料 附件26： 中职信息技术类单片机控制装置安装与调试赛项技能竞赛规程、评分标准及选手须知 一、竞赛内容 本赛项竞赛内容包括： 1.按竞赛任务书要求设计并选择相应的控制模块和元器件搭建单片机控制装置。 2.合理确定各模块的摆放位置，按相关技术规范连接模块电路。 3.根据竞赛任务书要求编写单片机控制程序。 4.调试单片机控制程序，系统和器件的有关参数，达到任务书规定的工作要求和技术要求。 5.应用相关的理论知识和工作过程知识，完成装配与调试相关工艺及过程记录分析表。 二、竞赛方式 本赛项为个人赛。 三、竞赛时量 240分钟。 四、名次确定方法 按照竞赛成绩从高到低排序确定名次。总分相同时，完成工作任务所用时间少的名次在前；竞赛成绩和完成工作任务用时相同时，控制程序占用存储空间少的名次在前。 五、评分标准与评分细则 1.评分标准及分值 根据选手在规定的时间内完成工作任务的情况，结合信息产业部电子设备装调工职业标准高级工的技能要求进行评分。单片机控制装置安装与调试满分100分，从以下四个方面进行评分： （1）职业与安全工作过程（12分） 符合安全操作规程；工具摆放、包装物品、导线线头等的处理，符合职业岗 位的要求；按要求的存盘路径，随时保存编写的程序；遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁。 （2）制作工艺（12分） 步骤合理，方法正确，工具、仪表的使用符合规范；电路连接布线符合工艺要求、安全要求和技术要求，整齐、美观、可靠；程序编写科学、规范，逻辑清晰、严谨；元件参数设置合理，符合技术要求和工作要求。 （3）相关知识与制图（11分） 应用理论知识对工作任务中的问题进行书面解答，解答符合题意、图形准确、卷面整洁。 （4）单片机控制装置功能（65分） 元件器件安装位置符合要求，电路连接正确，根据工作任务书的要求编程并调试实现相应的功能。 2．评分细则 一级评价项目 二级 评价项目 三级 评价项目 评分细则配分 职业与安全工作过程评分安全规范 安全意识 完成工作任务的过程中，穿工作服、绝 缘鞋，遵守安全操作规程。（有一项不 符合要求扣0.5分，扣完为止） 2分工具使用 工具选用适合相关操作，使用方法正确， 规范。（有一项不符合要求扣0.5分， 扣完为止） 2分操作规范 设备安装、电路气路的连接、设备调试， 符合工艺要求和规范。（有一项不符合 要求扣0.5分，扣完为止） 2分职业素养 物品摆放 机械零件、电路元器件、气路附件，工 具、文字书写工具等，摆放在制定位置， 整齐、有序，便于使用。（有一项不符 合要求扣0.5分，扣完为止） 1分环境意识 导线线头等在装配与调试过程中产生的 废弃物，放在赛场提供的容器中，始终 保持工位的整洁。（有一项不符合要求 扣0.5分，扣完为止） 2分成本意识 爱护赛场设备设施，合理规划工艺步骤， 不浪费器材，节约成本。（有一项不符 合要求扣0.5分，扣完为止） 1分赛场表现 工作态度 积极完成工作任务，不怕困难，始终保 持工作热情。（有一项不符合要求扣0.5 分，扣完为止） 1分劳动纪律 遵守赛场纪律，服从裁判指挥，积极配 合赛场工作人员，保证比赛顺利进行。 1分最新单片机硬件系统设计原则
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