CAN控制单片机扩展板电路原理图

单片机的电路原理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。

目录（版本 1.03）第1章PROTEUS教学实验系统(单片机E型)简介及使用说明 (1)1.1 系统简介 (1)1.2 实验系统的硬件布局 (4)1.3 实验系统原理图 (5)1.4 实验板硬件图 (16)1.5 USB下载方式说明 (23)第2章硬件实验目录 (27)实验一I /O口输出实验—LED流水灯实验 (27)实验二I/O口输入/输出实验—模拟开关灯 (29)实验三8255并行I/O扩展实验 (31)实验四无译码的七段数码管显示实验 (33)实验五BCD译码的多位数码管扫描显示实验 (36)实验六独立式键盘实验 (38)实验七计数器实验 (40)实验八定时器实验 (42)实验九单个外部中断实验 (44)实验十中断嵌套实验 (46)实验十一矩阵键盘扫描实验 (49)实验十二串行端口并行输出扩充实验 (51)实验十三串行端口并行输入扩充实验 (53)实验十四单片机与PC之间串行通信实验 (55)实验十五双单片机通信实验 (58)实验十六I2C总线——AT24CXX存储器读写 (60)实验十七温度传感器DS18B20实验 (64)实验十八实时时钟DS1302实验 (66)实验十九A/D转换实验 (68)实验二十D/A转换实验 (70)实验二十一1602液晶显示的控制（44780） (72)实验二十二12864液晶显示的控制（KS0108） (74)实验二十三直流电机控制实验 (76)实验二十四步进电机控制实验 (78)实验二十五16X16阵列LED显示 (81)实验二十六直流电机测速实验 (83)实验二十七串行AD—TLC549实验 (85)实验二十八串行DA—TLC5615实验 (87)实验二十九继电器控制实验 (89)实验三十LCD 1602 IO方式驱动 (92)第3章软件仿真实验目录 (96)实验一可控硅驱动 (96)实验二光耦应用实验 (98)实验三单片机播放音乐实验 (100)实验四SD卡读写实验 (104)第1章PROTEUS教学实验系统(单片机E型)简介及使用说明1.1 系统简介【硬件特点】PROTEUS教学实验系统（单片机E型）是我公司陆续推出的PROTEUS教学实验系统第三版。

电源模块电路图解析电源模块电路图解析单片机最小系统原理图及单片机电源模块/复位/振荡电路解析 - 单片机单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。

最小系统原理图如图所示。

电源模块对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。

51单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。

电源模块电路图此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。

电源电路中接入了电源指示LED，图中R11为LED的限流电阻。

S1 为电源开关。

复位电路单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。

单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。

当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。

复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。

具体数值可以由RC电路计算出时间常数。

复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。

(1)上电复位：STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。

(2)按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。

第三篇计算机系统扩展与接口应用第4章MCS-51微机系统扩展基础与存储器扩展4.1 MCS-51微机系统总线概念、结构与扩展基础MCS-51单片机主要应用于嵌入式应用中，即单片机并不作为独立的设备，而是作为其他设备的智能核心，在设备中起到检测、处理和控制等作用。

MCS-51单片机嵌入式应用系统由硬件系统与软件系统构成。

为了提高产品的性价比，MCS-51单片机的硬件与软件系统都要根据具体应用功能的需要，“量体裁衣”地进行设计。

由于IC工业的发展，目前构造单片机应用系统时需要的绝大多数功能都可以由某种相应的IC来实现。

这意味着设计单片机硬件系统主要的工作简化为：划分硬件系统的功能模块，按照功能选择IC，将CPU与IC“拼装”到一起，绘成电路原理图和印刷电路板。

CPU与IC的“拼装”必须确保：IC能在CPU的控制下，高速与可靠地相互交换信息。

计算机学家设计了计算机的“总线(BUS)”来实现这种拼装功能。

MCS-51单片机内部具有总线管理功能，可以扩展外部单元。

掌握单片机的三总线知识和扩展IC的三总线基本结构，对于掌握MCS-51微机系统扩展至关重要。

在单片机系统扩展中，为了易于学习，将复杂的硬件系统扩展拆开成各类IC的单独扩展，分别学习。

学会了各个典型芯片的扩展，就可以举一反三，像搭积木一样用各种IC 构成完整的硬件系统。

MCS-51通过总线扩展的IC可以分为两大类：存储器扩展和I/O扩展。

存储器扩展的特点是它们仅与CPU联系，不与外部信息直接联系，因此接口方式可以简化，不必带有应答方式；I/O扩展涉及的IC不仅要与CPU联系，还要与外部信息联系，因此往往需要具有选通和应答机制。

在本章介绍的存储器扩展，不仅给学习者提供了存储器扩展的方法，更重要的是，通过它说明了计算机三总线的工作原理、编址技术与地址空间分析方法。

4.1.1 三态在总线中的作用在总线扩展中，常要了解IC的端口引脚是否具有三态(three-state 或Tri-State)功能。

收稿日期:2006-12-13作者简介:曹少华(1982—),男,安徽人,在读硕士研究生,主要研究方向为嵌入式系统与控制网络;张培仁(1944—),男,教授,博士生导师,长期从事嵌入式系统、CAN /485等控制网络研究。

基于C8051F 单片机的C AN 总线硬件系统设计曹少华,张培仁,王津津,李　勇,胡晓柘(中国科学技术大学自动化系,安徽合肥　230027)摘要:从分析CAN 总线控制系统的设计思路入手,着重讨论设计中的主要问题,采用RS 2485/422辅助CAN 总线的混合总线结构,选用C8051F 系列单片机和US B 转UART 桥接器CP2102作为控制核心,设计了一种多主、多功能的混合式总线监控系统。

试验表明:该系统成功解决了数据传输瓶颈、数据冲突、同步等一系列问题,具有良好的实时性和稳定性,广泛适用于各类远程大型实时监控网络。

关键词:CAN;C8051F;US B 接口;远程监控系统中图分类号:TP336 文献标识码:A 文章编号:1000-8829(2007)11-0038-04D esi gn of CAN Hardware system Ba sed on C 8051F M CUCAO Shao 2hua,ZHAG NG Pei 2ren,WANG J in 2jin,L I Yong,HU Xiao 2zhe(Depart m ent of Aut omati on,University of Science and Technol ogy of China,Hefei 230027,China )Abstract:A kind of multi 2master and multi 2functi onal surveillance syste m based on C AN is designed .Foll owing the discussi on about the main issues of C AN system design,a m ixed bus architecture,CAN ass ociated with RS 2485/422,is intr oduced .The core design is C8051F S OC MC U s and CP2102,a ne w US B t o UART bridge .The result of i m p le mentati on shows that this syste m successfully s olves the main issues,for exa mp le,the bottleneck in data trans m issi on,data collisi on and synchr onizati on .The high real 2ti m e ability and stability make this design suitable f or vari ous l ong 2distance real 2ti m e surveillance net w orks .Key words:CAN;C8051F;US B interface;re mote surveillance syste m 控制器局域网(CAN,contr oller area net w ork )是Bosch 公司提出的一种串行数据通信协议,它的模型结构包括物理层、数据链路层和应用层,信号传输介质是双绞线,通信速率最高1M b /s (40m ),直接传输距离最远10k m (5kb /s ),每条总线可挂接设备多达110个,特别适用于实时性要求很高的网络。

单片机系统扩展在由单片机构成的实际测控系统中，最小应用系统往往不能满足要求，因此在系统设计时首先要解决系统扩展问题。

单片机的系统扩展主要有程序存储器（ROM）扩展，数据存储器（RAM）扩展以及I/O口的扩展。

MCS-51单片机有很强的扩展功能，外围扩展电路、扩展芯片和扩展方法都非常典型、规范。

本章首先通过实训初步了解扩展的方法及应用，然后详细讨论各种扩展的常见电路、芯片以及使用方法。

实训6 片外RAM对信号灯的控制及可编程I/O口的应用1.实训目的(1) 掌握扩展片外RAM的方法及使用。

(2) 熟悉8155可编程接口芯片的内部组成。

(3) 掌握8155初始化的方法及I/O口的使用。

(4) 了解8155内部定时器和RAM的编程使用。

(5) 认识片外RAM及8155相关地址的确定。

2.实训设备和器件实训设备：单片机开发系统、微机。

实训器件：实训电路板1套。

3.实训电路图下图为实训电路图，与附录1中的电路图连接完全相同。

图6.1 实训6电路图4.实训步骤与要求1)查阅附录实训电路板原理图及芯片手册，初步认识51单片机扩展片外RAM 所使用的芯片6264的管脚排列，以及与单片机的连接关系；初步分析8155与单片机的连接及三个I/O口与外部LED的关系。

2)将电路板与仿真器连接好。

3)输入参考程序1，汇编并调试运行，观察P1口发光二极管的亮灭状态。

4)输入参考程序2，汇编并调试运行，观察电路板中LED(共阴极)的显示情况。

参考程序1：对片外RAM写入数据并输出，控制P1口的亮灭状态。

ORG 0000HMOV DPTR,#1000H ；指向片外RAM的首地址MOV A,#0FEH ；设置第一个要送入的数据MOV R1,#08H ；设循环次数WRITE: MOVX @DPTR,A ；向RAM中写入数据INC DPTR ；片外RAM地址加1CLR CYRL A ；更新数据DJNZ R1,WRITE ；8次未送完，继续写入，否则顺序执行下一条指令MOV R1,#08H ；再次设置循环次数START: MOV DPTR,#1000H ；指向第一个数据单元1000HREAD: MOVX A,@DPTR ；读出数据到A累加器MOV P1,A ；送P1口点亮发光二极管LCALL DELAY ；延时一段时间INC DPTR ；更新地址DJNZ R1,READ ；连续读出8个数据，送P1口显示SJMP START ；8个数据读完，继续从第一个数据单元开始。