项目2 单片机硬件系统
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课时授课计划课程:单片机应用技术教师:【复习回顾】1、单片机的硬件组成?2、AT89S51单片机芯片引脚名称及作用?【导入新课】前面我们对单片机硬件系统有了个较详细学习,这节课我们花一部分时间学习一下单片机最小系统,之后我们将要学习单片机编程了,我们经常可以看到许多霓虹灯、广告灯、装饰灯以各种方式闪亮。
本课题就是以发光二极管为例,用单片机控制8只发光二极管,实现逐个点亮、全亮、闪烁等花样显示。
这就是我们的教学目标,从而使学生对I/O口更加的熟悉。
【讲授新课】一、单片机最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分,也可理解为是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,最小系统一般应该包括:单片机、时钟电路、复位电路(见图1)。
图1 单片机最小系统框图1、振荡电路--让单片机活动起来的心脏就为单片机工作提供所需要的时钟信号,使单片机的内部电路、单片机的内部程序开始工作。
振荡电路不工作,整个单片机电路不能正常工作。
XTAL1 和XTAL2 是独立的输入和输出反相放大器,它们可以被配置为使用石英晶振的片内振荡器,或者是器件直接由外部时钟驱动。
在XTAL1、XTAL2 的引脚上外接定时元件(一个石英晶体和两个电容),内部振荡器便能产生自激振荡。
一般来说晶振可以在1.2 ~ 12MHz 之间任选,甚至可以达到24MHz 或者更高,但是频率越高功耗也就越大。
在本实验套件中采用的11.0592M 的石英晶振。
和晶振并联的两个电容的大小对振荡频率有微小影响,可以起到频率微调作用。
2、复位电路----恢复初始状态值在单片机系统中,复位电路是非常关键的,当程序跑飞(运行不正常)或死机(停止运行)时,就需要进行复位。
MCS-5l 系列单片机的复位引脚RST(第9 管脚)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。
复位操作通常有两种基本形式:上电自动复位和开关复位。
单片机硬件电路设计(二)引言概述:单片机硬件电路设计是嵌入式系统开发中非常重要的一环。
本文将介绍单片机硬件电路设计的相关内容,包括输入输出接口设计、时钟电路设计、电源电路设计、存储器电路设计和外围电路设计。
正文:1. 输入输出接口设计- 确定需要的输入输出接口类型,如GPIO、UART、SPI等。
- 根据系统需求,选择合适的IO器件,如电平转换芯片、阻抗匹配电路等。
- 进行引脚分配,保证输入输出信号的正常传输。
- 根据实际使用情况,添加辅助电路,如防抖电路、滤波电路等。
2. 时钟电路设计- 根据单片机型号和需求,选择适当的时钟源。
- 设计时钟电路,包括晶振、时钟源输入电路以及相应的滤波电路。
- 考虑时钟信号的稳定性和可靠性,添加必要的降噪电路。
- 若需要系统时钟分频,设计合适的时钟分频电路。
3. 电源电路设计- 确定单片机的供电方式,如直流电源、稳压电源等。
- 设计电源输入电路,包括滤波电路、过压保护电路等。
- 根据单片机工作电压要求,选择适当的稳压电源或降压电路。
- 添加电池电压监测电路,实时监测供电电压并预警。
4. 存储器电路设计- 根据系统需求,选择合适的存储器类型,如RAM、ROM、Flash等。
- 设计存储器接口电路,包括地址线、数据线和控制信号的连接电路。
- 根据存储器的读写速度要求,设计合适的使能信号和时序电路。
- 添加存储器保护电路,防止意外写入或读取。
5. 外围电路设计- 根据系统需求,设计外围电路,如LCD显示屏驱动电路、按键输入电路等。
- 考虑外围电路与单片机的接口和兼容性。
- 通过添加电平转换器和驱动器等电路,保证外围设备的正常工作。
- 添加外围电路检测电路,实时监测外围设备的状态。
总结:单片机硬件电路设计是嵌入式系统开发中必不可少的环节,涉及到输入输出接口、时钟电路、电源电路、存储器电路和外围电路的设计。
通过合适的硬件电路设计,可以提高系统性能和稳定性,实现项目的顺利运行。