“51”单片机实习报告

　“ “51 ”单片机实习报告

　学院：电气与控制工程学院

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　目录 一． 前言 二． 实训的目的及要求 三．实训原理

　四．硬件的安装与调试

　五．软件部分 六．系统测试 七．元器件清单 八．心得体会 九．参考文献

　 前言

　51 精简开发板是一款以 8051 系列单片机为核心的精简开发板。8051 系列单片机是一款应用非常广泛的 8 位微处理芯片，由于其功能齐全，产品技术成熟，资料广泛，又是学习其他很多单片机的基础。

　单片机具有成本低、体积小、可靠性高、具有高附加值、通过更改软件就可以改变控制对象等优点，单片机越来越成为电子工程师设计产品时的首选器件之一。因此拥有一块单片机开发板对单片机学习具有着极其重要的意义。

　本课题设计的单片机开发板，具有一般开发板通用结构，并基于硬件进行相关软件设计。利用程序开发语言开发程序并实现 ISP 在线下载到单片机，无需配置单独的下载器。单片机使用 ISP 在线下载程序，加快了程序设计者调试的进度，使设计者所设计的程序尽快得到验证。通过对开发板上的模块进行实验，可以提高针对不同硬件进行编程的能力，同时通过实验现象对所用的硬件也有了更深一步的认识，因此该开发板具有一定的实用价值和现实意义。

　实训的目的及要求 1.了解“51”精简开发板的工作原理及其结构； 2.了解复杂电子产品生产制造的全过程； 3.熟练掌握电子元器件的焊接方法与技巧，训练动手能力，培养工程实践观念。

　实训原理 1．主要性能指标

　输入电压：DC 4.5V～5V；典型值：5V

　2．功能分区与模块简介

　 [1] 单片机 单片机也称单片微控制器(Single Chip Microcontroller)，它集成度高、运算快、体积小、运行可靠、价格低廉，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能仪器仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用。

　[2] 电源部分 电源部分由开关、稳压集成、电源指示灯几部分组成，本款 51 板输入电压4.5V～5V，典型输入电压为 5V，也可通过板上的稳压集成芯片 78M05 给单片机提供 5V 电压，可使单片机正常工作。

　[3] 串行下载部分 这一部分由串口、下载缓冲器 MAX232 组成，通过 MAX232 芯片把 TTL 电平转换成 RS-232 电平格式，可以用于单片机与微机通信。再通过 DB9 接口由一条串口线与电脑串口相连，可以利用程序下载软件（下载方法书后将做介绍）向单片机下载程序，也可通过一些串口调试软件与电脑进行串口通信。但是，只有STC89S 系列单片机支持串口下载，而 AT89S 系列单片机不支持串口下载。

　[4] ISP 下载 ISP 下载是 AT89S 系列单片机的下载方式，不能用于 STC89S 系列单片机，它由一条并口线与电脑并口相连，通过 Easy 下载软件向单片机下载程序，但下载器需另行购买。

　[5] 输入/输出接口 51 板将 32 个 I/O 口全部引出：其中 P0 口、P1 口、P2 口、P3 口各有 8 个I/O 口用排针引出，排针两端为与单片机共地的 5V 电源，方便进行外接扩展，而单片机的 EA、ALE、PSEN 端口也在靠近排阻下方引出，以方便日后进行一些高级扩展。P1 口接有 8 个发光 LED，以供测试之用，P0 口外接 10K 的上拉电阻。这些 I/O 口即可做输出，又可做输入口，51 单片机内部可自行识别，不必要设置。

　[6] 外部复位 复位是对单片机硬件的初始化，51 单片机具有外部复位功能，高电平有效，即在单片机 9 脚加上高电平单片机就被复位。此产品的复位电路由按键 S2，电 容 C3 和电阻 R9 组成。

　 系统原理图

　硬件的安装与调试 1．拿到 51 单片机套件后，首先应按照附录的元器件清单表逐一检查元件数目和规格，确保产品完整。

　2．详细阅读硬件说明部分，并将元件对号入座，确保一次性焊接成功。

　3．先对较矮小的元件进行焊接，比如电阻、稳压集成，再对高一些的元件进行焊接，比如芯片座、排阻等，依此类推，最后焊接高大的元件，比如串口、ISP下载口等。焊接时应注意一些元件的正负极和方向 。

　11223344D DC CB BA AP1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RxD10P3.1/TxD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN29ALE30EA/VPP31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039VCC40STC89C52U11234567891110D Connector 9J1DS2DS3DS4DS5DS6DS7DS8DS9DS18.2KR9SW-PBS21 2crystal oscillatorY130pFC230pFC1104C410uFC3123P5Vcc16V+2V-6TO27RI28GND15C1+1C1_3C2+4C2-5TI210RO29MAX232 U2104C6104C5104C7470R1POWER470R2470R3470R4470R5470R6470R7470R8470R10Vin VoutGND78M05VR1Vcc1 23 45 67 89 10JP1RSTP1.6 P1.5P1.7VccRSTVCCP3.0 RXDP3.1 TXDP3.1 TXDP3.0 RXDVCCXTAL1XTAL2XTAL1XTAL21 21 32S12 3Vcc123P6EAPSENALERSTVccEA12345678910P012345678910P112345678910P212345678910P312P7PSENALEVCC VCC VCC VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.0 RXDP3.1 TXDP3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7电源部分复位电路 ISP 下载接口串行接口电路 晶振电路 I/O 扩展接口51 单片机系统及仿真电路

　4．由于此套件标准配置不包含稳压集成 VR1（78M05），所以焊接完成后要用导线将 VR1 的 1、3 焊盘短接，芯片才能正常供电，此时只能使用 4.5－5V 的直流稳压电源供电；如果将自购 VR1（78M05）焊接在板子上，那么就可以使用 7.2V－15V 的宽电源供电。

　5．焊接并检查无误后先不要急于插入芯片，应该先对芯片供电电压进行测量。插上电源，用万用表检查单片机的 20、40 脚及 MAX232 的 15、16 脚间电压，看是否为＋5V（±0.5V），然后用跳线帽接通 P6 的中间一针和上面一针，使单片机 EA 端（31 脚）与电源正极相接，之后再插上芯片，进行系统测试。

　软件部分 系统测试 1．串口测试 接上单片机电源和串口线，打开电源开关，电源指示灯 DS0 亮，使用 STC89C系列单片机，其本身自带了一个测试程序，上电之后 DS1-DS7 便会两个两个的闪烁。或者自己下载一个程序，如果下载成功，说明串口正常，如不成功，请仔细检查焊点及串口线。

　2．I/O 口测试 下载程序一，将跳线 P5 接 ON 一端，如发现上排 LED 逐个亮或有规律的亮，说明 P1 检测正常； 根据程序一的特点，仔细分析程序二各语句功能，并猜测其结果，接着将程序二下载到单片机上，仍将跳线 P5 接 ON 一端，自己观察小灯跳变规律，看与自己分析结果是否一致。

　元器件清单

　 元件

　器件标号

　元件规格

　电容 C1 30pF（瓷片）

　电容 C2 30pF（瓷片）

　电解电容 C3 10uF（电解）

　电容 C4 104（瓷片）

　电容 C5 104（瓷片）

　电容 C6 104（瓷片）

　电容 C7 104（瓷片）

　LED DS1-DS9 发光二极管（红色，¢3）

　10×1 排针 P0－P3 I/O 端口 3×1 排针 2×1 排针 P5、P6 P7 LED/EA 选通开关 ALE/PSEN 功能引脚 电阻 R1-R8、R10 470Ω/330Ω（金属膜 1/4W）

　电阻 R9 8.2kΩ（金属膜 1/4W）

　9 针排阻 RES 103Ω 双路自锁开关 S1 8×8 自锁开关 复位按键 S2 6×6 复位开关 8051 系列单片机 U1 STC89C52（DIP40 封装）

　串口电平转换芯片 U2 MAX232（DIP16 封装）

　接插件 DB9 串口（母头）

　晶振 Y1 11.0592MHz

　其他配件

　器件标号

　元件规格

　DIP40芯片座 标准 DIP40 DIP16芯片座

　标准 DIP16

　串口下载线 标准 1.5m 4.5V 电池盒 说明书一册 标准 \ 标准 \

　选配元件

　器件标号

　元件规格

　5×2 排针 ISP ISP 下载口 稳压芯片

　VR1 78M05（贴片）

　心得体会

　 我们认真学习和熟练掌握了电子器件的理论知识和使用方法，特别留意焊接过程中的焊锡使用的技术要点，以及对电路正确的验证（以防短路，烧毁器件）。

　焊接完毕之后，编写程序测试硬件。我们将平时上课学到的汇编语言，根据电子器件的使用方法和特性，编写相适应的汇编程序调试。由于调试是一个比较漫长需要耐心的工作，我们从中学到许多测试经验和编程技巧，培养了坚持不懈的耐力。

　通过对单片机实验开发板的硬件认识，编写测试程序对单片机开发板系统进行了完整的硬件测试，实验的测试现象达到预期要求。最终证实了此次焊接相当成功，表明这次生产实习非常圆满成功！

　虽然这次的实习算起来在实验室的时间只有几天，不过因为我们都有自己的实验板，硬件的设计跟焊接都要我们自己动手去焊，软件的编程也要我们不断的调试，最终一个能完成课程设计的劳动成果出来了。

　通过这次单片机实习，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。

　参考文献 基础电子实训指导书

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