单片机原理图教程

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。

AT89S51单片机实验及实践系统板（以后简介系统板）集成多个硬件资源模块，每个模块各自可以成为独立的单元，也可以相互组合，因此，可以为不同阶层的单片机爱好者及单片机开发者提供不同的开发环境。

每个硬件模块介绍如下：1．继电器控制模块系统板上提供了2路继电器控制模块，分布在系统板的最左上端区域中，输入信号由Realy in 1和Realy in 2端口输入分别控制两路继电器，继电器控制的信号分别由最上端的两个插针输入和输出。

分别称为“com1 open1 short1”，“com2 open2 short2”，由于这个两个继电器是单刀单掷控制，当继电器不吸合时，“com1”和“short1”相通，“com2”和“short2”相通；当继电器吸合时，“com1”和“open1”相通，“com2”和“open2”相通。

其电路原理图1.1所示：2．参考电压源模块在系统板上写有“参考电压源”区域中，是由TL431来完成参考电压的调节，调节范围在0－2.50V之间；主要为是系统板上需要参考电压芯片或是为外部设备提供参考电压，由Var Vref Out端口输出。

其电路原理图如图1.2所示：图1.23．三路可调电压模块此模块主要是用于提供0－5V之间的可变的模拟电压值，即可以作为参考电压源也可以作为模拟电压信号。

这三路是相互独立的。

分别对应着由VR1，VR2，VR3端口输出。

具体的电路原理图如图1.3所示：图1.34．电源模块电源模块为系统板上其它模块提供＋5V电源，电源输入有两种方式，一种为交直流电源从电源插座输入，输入的电压要求，直流输入应大于7.5V，交流输入应大于5V，通过7805三端稳压器得到5V的直流电源供给系统其它模块工作，另一种为从USB接口获取＋5V电源，只要用相应配套的USB线从电脑主机获取＋5V直流电源，在电源模块中加有保护电路，即电路中有短路，不会对7805三端稳压器及电脑主机电源有损害！其电路原理图如图1.4所示：5．程序下载模块该模块完成源程序代码下载到AT89S51或者是AT89S52芯片中，它需要和微机上的ISP下载器软件配合使用来完成这样的功能。

AltiumDesigner绘制STC89C51单片机原理图的操作说明在学习AltiumDesigner或者51单片机的过程中，当我们要绘制一个带有STC单片机的电路图或者要制作带有STC单片机的PCB（印制电路板）时，我们会发现在AltiumDesigner 自带的所有库中都没有找到STC的单片机原理图。

所以，在这里呢，小编将结合自己的经历向大家介绍如何用AltiumDesigner软件来绘制自己的原理图库，并绘制STC89C51单片机的原理图，希望能对大家有所帮助。

大家相互学习，共同进步。

一、创建原理图库1.1新建原理图库选择菜单栏上的【文件】即可看到，具体操作如下图所示：1.2新建元器件做完上面的操作后，即可看到新建的原理图库，在新建的原理图库中有一个空的元器件，如下图所示：1.3 按【Ctrl+S】保存原理图库自定义命名并保存到我们的自定义文件夹，以便今后查找。

如下图所示：二、绘制元器件原理图在工具栏上的三角板图标下，选择【放置矩形】图标，从坐标原点开始绘制矩形（STC89C51单片机外形）。

具体操作如下图所示：打开STC89C51资料手册，观察手册中的管脚图，以便接下来的绘制工作，具体情况如图：单击右键，选择【放置】栏下的【引脚】，然后开始严格按照资料手册中的管脚图绘制各个引脚。

具体情况如图：按照资料手册对各个引脚进行相应设置。

如管脚的输入输出属性以及管脚名称，具体操作情况如下图：保存绘制好的原理图，并对其进行重命名为“STC89C51”，具体操作情况如下图：三、在原理图文件中调用自己绘制的元器件打开或者新建一个原理图。

如图所示：在库路径中搜索“STC89C51”，找到并放置芯片。

如图所示：如何用AltiumDesigner绘制STC89C51单片机的原理图，这里已经介绍完了，你学会了吗？是不是很简单啊，学习记得要记笔记哦！。

2.3 51单片机增强型学习系统各组成部份原理图及功能简介2.3.1 共阴极数码管动态扫描控制图2.2 51单片机增强型学习系统的四位共阴极数码管动态扫描硬件连接原理图AT89S51单片机P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。

作为输出口用时，每位能驱动8个TTL 逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。

在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上接电阻。

AT89S51单片机P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。

对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR 指令）时，P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @Ri 指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器SFR 区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。

Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。

在上面的硬件连接原理图里，我们用到的是P0和P2口控制四位数码管显示的。

四位数码管显示的方式是动态扫描显示，动态扫描显示是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。

其接口电路如上图是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起由单51单片机增强型学习系统片机的P0.0~P0.7控制，而每一个数码管的公共极（阴极）是各自独立地受单片机P2.7~P2.4控制。

CPU向字段输出口P0口送出字形码时，所有数码管接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管亮则取决于P2.7~P2.4的输入结果，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。

接触过单片机的朋友们都时常会听到别人提"最小系统"这个词.那到底什么是最小系统,有怎样设计称上"最小"呢?下面让依依电子来告诉大家:单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。

应用89C51〔52〕单片机设计并制作一个单片机最小系统，到达如下根本要求：1、具有上电复位和手动复位功能。

2、使用单片机片内程序存储器。

3、具有根本的人机交互接口。

按键输入、LED显示功能。

4、具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。

51单片机学习想学单片机，有一段时间了，自己根底不好，在网上提了许多弱智的问题，有一些问题网友答复了，还有一些为题许多人不屑一顾。

学来学去，一年多过去了，可是还是没有入门，现在我就把我学习中遇到的一些问题和大家分享一下，希望在大虾的帮助下能快速的入门：〕在学习之前我在网上打听了一下atmel公司的单片机用的人比拟多，avr 系列这几年在国内比拟流行，但是考虑到avr还是没有51系列用的人多，51系列的许多技术在实践中都已经的到了前人的解决，遇到问题后，有许多高人可以帮助解决，所以这次学习，选用了atmel公司的at89s52，来进行学习。

学习单片机是需要花费时间实践的；学之前我们先准备好所需的东西一、所需硬件at89s52一片；8m晶振一个，30pf的瓷片电容两个；10uf电解电容一个，10k的电阻一个；万用板〔多孔板〕一块；其他的器件如电烙铁一把30w的，松香，焊锡假设干，如果是第一次学习，不知道这些东西，没关系，以下是它们的照片：Atmel公司生产的at89s528m晶振22pf瓷片电容电解电容图1/4 w 10k 的电阻普通的电木万用板好了，有了这些东西，我们就可以把它们组合到一起做成我们的最小系统了：〕有了这些东西我们怎么焊接丫？不用着急，过一会我们把原理图给大家画出来大家就会了。

实验日期9.22 班级_______ 指导老师________ 姓名_______ 学号_______ 得分________实验四绘制单片机原理图一．实验目的1. 熟练掌握Altium Designer 21的基本操作；2. 掌握较复杂电路图的绘制；3. 掌握总线和网络标号的使用。

4. 掌握放置ERC标志的方法。

二．实验内容1. 绘制单片机原理图。

三、实验步骤：（1）新建文件夹“实验四”.（2）选择file—new—PCB Project菜单命令，然后单击右键选择Save Project As菜单命令将新建的工程文件保存为“实验4单片机原理图.PrjPCB”；（3）选择file—new—Schematic菜单命令，然后单击右键选择Save As菜单命令，将新建的原理图文件保存为“实验4单片机原理图.SchDoc”；设置图纸大小选择为A4，绘制如图4-1所示电路图。

（4）在Miscellaneous Device.Intlib库中找到XTAL、Cap、CapPol1、SW-PB、Res2元件，并按图4-1所示在图纸上置器件。

（5）在“库”面板中单击“库”按钮，单击“添加库”按钮，打开相应的选择库文件对话框，选择“单片机及相关.SCHLIB”库,单击“打开”按钮，关闭该对话框。

（6）放置单片机芯片。

打开“库”面板，在当前元件库名称栏中选择“单片机及相关.SCHLIB”，选择“AT89C51”.单击Place AT89C51按钮，将选择的单片机芯片放置在原理图纸上。

（7）放置地址锁存器。

在元件列表中选择74373,单击Place 74373按钮，将地址锁存器芯片放置在原理图纸上。

（8）放置数据存储器。

在元件列表中选择8K数据存储器6264。

将选择的数据存储器芯片放置在原理图纸上。

图4-1 单片机电路（9）设置元件属性。

在图纸上放置元件后，再对各个元件的属性进行设置，包括元件的标识、序号、型号和封装形式等。