《单片机原理与接口技术》
课程设计报告
题目: 基于80C51单片机系统实验板的制作与程序设计专业：电子与信息工程技术
班级：
姓名：
指导教师：
2011 年 4 月
目录
第1节引言 (3)
第2节系统主要硬件电路设计 (5)
第3节系统软件设计 (10)
第4节结束语 (11)
参考文献
附录
基于80C51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STC89C51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，控制LED灯从LED1向LED8依次亮，到全部亮然后LED 灯从LED1向LED8依次前进单个亮，类似跑马情形。
1.1.2．简易电子琴：向蜂鸣器发送一定频率的方波可以使蜂鸣器发出相应的音调，该实验使蜂鸣器发出类似"多来咪发梭拉西"的音调。
1.1．3数码管动态扫描数显：单片机P1端口用于数码管显示数值，P2端口部分用于选择4位数码管中的一位，从而实现一下现象：4位数码管从第一位到第四位由0到F依次循环显示
1.2基于80C51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。利
用STC51系列特有的ISP在线编程，方便我们初学者的二次开发，省去大量芯片烧写时间。USB电源线供电和外接供电并存，方便学生在寝室使用.板上提供ISP 接口并将单片机的全部I/O 引脚引出。51开发板使用ISP 在线下载技术, 直接把程序写到单片机中，使用当前最流行的KEILC51 软件，用户无需再购买任何仿真器或编程器等开发工具，只要有一台计算机，就可以实践学习单片机方面的知识；同时引出的单片机的32个I/O口可全部用于扩展，用户可把自己设计的电路通过这32 个I/O口与单片机连接，方便用户开发自己的产品，最大限度的为用户节约学习成本和加快学习速度。
1.2.1 Stc89C51单片机开发板硬件配置情况
1）stc89c51
2）MAX232
3）8个LED灯
4）8个按键
5）4位8段数码管
6）蜂鸣器
7）11.0592M晶振
1.2.2、stc89C51单片机实验板配套实验
1）51开发板预烧程序
2）按键查询
3）按键中断
4）蜂鸣器
5）蜂鸣器音乐
6）花样灯
7）流水灯
8）跑马灯
9）数码管
10）数码管扫描
第2节系统主要硬件电路设计
2.1 STC89C51单片机简介
MCS-51是美国Intel公司生产的一系列单片机的总称，包括多个品种，如8031、8051、8751、8032、80C52、8752等。其中8051是最典型的产品，其他单片机都是在其基础上进行功能增减而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机。Intel公司将MCS-51的核心技术授权给了多家公司，这些厂家生产的单片机在功能上或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中美国的ATMEL公司生产的
AT89C51是曾经在我国非常流行的51单片机。当前AT89C51/52已经停产，其替代产品为AT89S51/52。深圳宏晶公司出品的STC89C51可以直接代替传统的AT89S51和AT89C51芯片，也可以代替菲利普、华帮等其他公司的89C51，由于时代的发展，工艺的进步，STC89C51功能更强，寿命更长（4K字节Flash存储器、128字节片内RAM、支持ISP下载编程）
图2.1 STC89c51单片机
单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引脚XTALl和XTAL2分别是此放大电器的输入端和输出端，由于采用内部方式时，电路简单，所得的时钟信号比较稳定，实际使用中常采用这种方式，如图2-2所示在其外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器就构成了内部振荡方式，片内高增益反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
图2-2中外接晶体以及电容C2和C1构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用，其值均为30P左右，晶振频率选11.0592MHz。
为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器，必须采用复位的方式，复位后
可使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机的复位是靠外电路来实现的，在正常运行情况下，只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平，即可引起系统复位，但如果RST引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入/输出(1/0)端口寄存器置为FFH，堆栈指针SP置为07H, SBUF内置为不定值，其余的寄存器全部清0，内部RAM的状态不受复位的影响，在系统上电时RAM的内容是不定的。复位操作有两种情况，即上电复位和手动(开关)复位。本系统采用上电复位方式。图2-2中R9和Cl组成上电复位电路，其值R取为10K, C取为10μF.
图2.2 最小系统结构图
2．2电源转换芯片MAX232
Max232产品是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。
