認(rèn)識(shí)單片機(jī)和單片機(jī)最小系統(tǒng)

項(xiàng)目一 認(rèn)識(shí)單片機(jī)及單片機(jī)最小系統(tǒng) 知道單片機(jī)的概念 了解單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 了解AT89S51單片機(jī)命名規(guī)則、封裝形式和外形實(shí)物 熟悉AT89S51單片機(jī)各引腳的功能 了解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 學(xué)會(huì)制作單片機(jī)最小系統(tǒng) 了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的建立過(guò)程 自從1946年美國(guó)賓夕尼亞大學(xué)研制了世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer）以來(lái)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代。在短短的幾十年中，已發(fā)展出大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度每秒鐘可達(dá)上萬(wàn)億次以上。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)正朝著巨型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化的方向發(fā)展。 微型化的發(fā)展也就是微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展。在微型計(jì)算機(jī)中，單片微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)）是其重要的成員。單片機(jī)的發(fā)展也非常迅速，它依靠一定的硬件基礎(chǔ)，根據(jù)特定環(huán)境，能完成一定的需求。因其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、工作任務(wù)針對(duì)性較強(qiáng)，使得在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中都能看見(jiàn)它的蹤跡。 自從1974年美國(guó)仙童（Fairchild）公司運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)了世界上第一塊單片機(jī)（F8）以來(lái)，在短短的幾十年中，作為微型計(jì)算機(jī)中的一個(gè)重要分支，單片機(jī)的應(yīng)用面極廣，發(fā)展速度也很驚人。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越多的電器也具有了“自動(dòng)”、“智能”、“微電腦控制”等功能。例如微電腦控制電磁爐、全自動(dòng)洗衣機(jī)，智能電風(fēng)扇等。那么這些“自動(dòng)”、“智能”、“微電腦控制”到底是什么呢？又怎么去實(shí)現(xiàn)的呢？ 能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能的主角就是——單片機(jī)。 1．單片機(jī)名稱(chēng)由來(lái) 所謂單片機(jī)，就是一塊集成電路芯片。它采用超大規(guī)模集成技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、中斷處理）的微型中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ROM）、輸入/輸出電路（I/O接口），甚至還包括振蕩電路、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行通信接口（SCI）、顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD或LED驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路（PWM），模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。 這樣一塊集成電路具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的基本功能，因而被稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)，簡(jiǎn)稱(chēng)“單片機(jī)（SCM）”，也被稱(chēng)為微控制單元或者微控制器（MCU），MCU(Micro Controller Unit)。所以，單片機(jī)就是一臺(tái)芯片級(jí)的微型計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線(xiàn)路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以通過(guò)軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化?，F(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，其應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想。它是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。 圖1-1-1 各種各樣的單片機(jī) 2．單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于家用電器、數(shù)碼電子產(chǎn)品、醫(yī)用電子設(shè)備、智能儀器儀表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信、實(shí)時(shí)工業(yè)生產(chǎn)管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分為以下幾個(gè)范疇。 1、在家用電器/數(shù)碼電子產(chǎn)品中的應(yīng)用 現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，大到電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、彩電、電飯煲，小到筆記本電腦、數(shù)碼攝像/照相機(jī)、智能手機(jī)等，無(wú)所不在。家用電器是單片機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。圖1－1－2列出了一些現(xiàn)在市面上較流行的家電、碼數(shù)產(chǎn)品。 圖1-1-2 單片機(jī)在洗衣機(jī)等家用電器中的應(yīng)用 2、在醫(yī)用電子設(shè)備中的應(yīng)用 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途也相當(dāng)廣泛，如醫(yī)用呼吸機(jī)、各種分析儀、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等。 圖1-1-3 單片機(jī)在過(guò)敏皮試儀、超聲波診斷儀、X光機(jī)等醫(yī)療器設(shè)備中的應(yīng)用 3、在智能儀器儀表上的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中。結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素和壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制可使儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比采用電子或數(shù)字電路要更加強(qiáng)大。例如，精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)、示波器和各種分析儀等）。圖1-1-4是一個(gè)PH/ORP儀表，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工礦企業(yè)、科學(xué)研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)等場(chǎng)合的pH值的測(cè)定并經(jīng)內(nèi)部處理后顯示在LCD顯示屏上。 圖1-1-4 單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用 4、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信中的應(yīng)用 單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件?，F(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)、電話(huà)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話(huà)、集群移動(dòng)通信、無(wú)線(xiàn)電對(duì)講機(jī)等。 圖1-1-5 數(shù)字程控電話(huà) 圖1-1-6阿爾卡特朗訊會(huì)議電話(huà) 5、在實(shí)時(shí)工業(yè)生產(chǎn)管理及過(guò)程控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如，工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)的智能化管理、生產(chǎn)設(shè)備的智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 此外，單片機(jī)在工商、金融、科研、教育和國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 1．單片機(jī)的封裝形式 MCS-51系列單片機(jī)的封裝形式主要有三種:PDIP、PLCC、TQFP。以AT89S51型號(hào)為例，封裝形式如圖1-1-7(a)、1-1-7(b)、1-1-7(c)。 圖1-2-1(a) PDIP封閉形式 圖1-2-1(b) PLCC封閉形式 圖1-2-1(c) TQFP封閉形式 2．單片機(jī)的外部引腳及其功能 MCS-51系列單片機(jī)中各類(lèi)型的端子是相互兼容的，用HOMS工藝制造的單片機(jī)大多采用40端子雙列直插（DIP）封裝。當(dāng)然，不同芯片之間的端子功能會(huì)略有差異，在設(shè)計(jì)、應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。 MCS-51是高檔8位單片機(jī)，但由于受到集成電路芯片引腳數(shù)目的限制，會(huì)有很多引腳具有第二功能。以AT89S51型號(hào)為例，MCS-51的引腳如圖1-1-8所示，40個(gè)引腳大致可分為4類(lèi)：電源、時(shí)鐘、控制總線(xiàn)和I/O引腳。 圖1-2-2 MCS-51單片機(jī)外部引腳圖 各引腳的功能如下： 1、電源引腳：VCC和VSS VCC：電源輸入端。作為工作電源和編程校驗(yàn)，接+5V。 VSS：接地端。 2、時(shí)鐘振蕩電路引腳：XTAL1和XTAL2 在使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)，XTAL1和XTAL2用來(lái)接石英晶體和微調(diào)電容，振蕩頻率為晶振頻率，振蕩信號(hào)送至內(nèi)部時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)：在使用外部時(shí)鐘時(shí)，XTAL1和XTAL2用于接外部時(shí)鐘源。 3、控制信號(hào)引腳：RST/VPD，，和 RST/VPD：RST為復(fù)位信號(hào)輸入端。當(dāng)RST端保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)完成復(fù)位操作。VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端。當(dāng)電源VCC一旦斷電或者電壓降到一定值時(shí)，可以通過(guò)VPD為單片機(jī)內(nèi)部RAM提供電源，以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失，且上電后能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。 ：ALE為地址鎖存信號(hào)。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE作為低8位地址鎖存信號(hào)。為片內(nèi)EPROM編程時(shí)的編程脈沖輸入端。 ：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部ROM時(shí)，產(chǎn)生負(fù)脈沖作為外部ROM的選通信號(hào)。 ：為訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)。當(dāng)為低電平時(shí)，CPU對(duì)ROM的訪(fǎng)問(wèn)限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)為高電平時(shí)，CPU對(duì)ROM的訪(fǎng)問(wèn)從內(nèi)部0～4KB地址開(kāi)始，并可以自動(dòng)延至外部超過(guò)4KB的程序存儲(chǔ)器。VPP為片內(nèi)EPROM編程的21V電源輸入端。 4、I/O口引腳：P0、P1、P2和P3 P0口（P0.0～P0.7）：第一功能是作為8位的雙向I/O口使用，第二功能是在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，分時(shí)提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)。在對(duì)片內(nèi)EPROM進(jìn)行編程和校驗(yàn)時(shí)，P0口用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。 P1口（P1.0～P1.7）：8位準(zhǔn)雙向I/O口。 P2口（P2.0～P2.7）：第一功能是作為8位的雙向I/O口使用，第二功能是在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，輸出高8位地址A8~A15。 P3口（P3.0～P3.7）：第一功能是作為8位的雙向I/O口使用，在系統(tǒng)中，這8個(gè)引腳又具有各自的第二功能，如表1.1所示。 表1.1.1 P3口的第二功能 P3引腳 引腳名稱(chēng)及第二功能 P3引腳 引腳名稱(chēng)及第二功能 P3.0 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入端 P3.4 T0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0外部輸入端 P3.1 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出端 P3.5 T1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1外部輸入端 P3.2 外部中斷0輸入端 P3.6 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào) P3.3 外部中斷1輸入端 P3.7 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào) 與其他計(jì)算機(jī)一樣，單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也主要是由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器及輸入/輸出（并行/串行接口）等控制電路組成。不同的是，單片機(jī)將這些主要部件都集中在一個(gè)芯片內(nèi)，使該芯片具備一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需的較為完整的硬件系統(tǒng)。如圖1.3所示為MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。 CPU 時(shí)鐘電路 ROM RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器 并行接口 串行接口 中斷系統(tǒng) P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1 圖1-3-1 MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 從圖1-1-9可以看出，MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含：振蕩/分頻器、中央處理器（CPU）、程序存儲(chǔ)器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、中斷控制系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、擴(kuò)展功能控制電路、并行接口電路（I/O口）和串行接口電路，它們通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)有機(jī)地連接起來(lái)。 1．振蕩/分頻器 振蕩器是產(chǎn)生時(shí)基脈沖信號(hào)的發(fā)源地，它為單片機(jī)內(nèi)所有功能部件提供統(tǒng)一而精確的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，是單片機(jī)執(zhí)行各種動(dòng)作和指令的時(shí)間基準(zhǔn)，如果沒(méi)有基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，單片機(jī)將失去執(zhí)行指令的動(dòng)力與時(shí)序。MCS-51系列單片機(jī)的時(shí)鐘電路有兩種方式：內(nèi)部時(shí)鐘振蕩方式和外部時(shí)鐘振蕩方式，如圖1-1-10(a)、(b)所示。 圖1-3-2(a) 內(nèi)部振蕩方式 如圖1-3-2(b) 外部振蕩方式 圖1.4 內(nèi)部時(shí)鐘振蕩方式 對(duì)于內(nèi)部時(shí)鐘振蕩方式，單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，所以只需在片外接一個(gè)晶振便可以構(gòu)成自激振蕩器，為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。接在晶振上的電容一般取30pF左右，晶振的振蕩頻率范圍是1～24MHz，在通常情況下MCS-51單片機(jī)使用的振蕩頻率為6MHz和12MHz，在現(xiàn)在的通信系統(tǒng)中常采用的頻率為11.0592MHz。電路連接實(shí)物如圖1-1-11所示。 晶體振蕩器 30pF電容器 圖1-3-3 內(nèi)部振蕩電路實(shí)物圖 而對(duì)于外部時(shí)鐘振蕩方式，則是直接通過(guò)引腳XTAL2將外部的時(shí)鐘脈沖接入單片機(jī)內(nèi)部，從而使單片機(jī)有一個(gè)穩(wěn)定的工作時(shí)序，外部的時(shí)鐘脈沖通常是由特定的振蕩電路產(chǎn)生。 2．中央處理器（CPU） 眾所周知，任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都離不開(kāi)CPU，它是計(jì)算機(jī)分析和運(yùn)算的核心部件，CPU向外發(fā)送各種控制指令，是計(jì)算機(jī)的指揮控制中心，它大體上由運(yùn)算器和控制器組成。在CPU正常工作時(shí)，運(yùn)算器負(fù)責(zé)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破鞯闹饕δ苁牵焊鶕?jù)接收到的指令操作碼或運(yùn)算器的運(yùn)算結(jié)果，來(lái)決定或發(fā)出相應(yīng)的控制指令從而來(lái)完成指令的讀取、運(yùn)算和控制任務(wù)。 3．程序存儲(chǔ)器（ROM） 程序是控制計(jì)算機(jī)動(dòng)作的一系列命令，單片機(jī)只認(rèn)識(shí)由“0”和”1“代碼構(gòu)成的機(jī)器指令。在單片機(jī)處理問(wèn)題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機(jī)器代碼后存入單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器稱(chēng)為程序存儲(chǔ)器。 程序存儲(chǔ)器可以放在片內(nèi)或片外，亦可片內(nèi)片外同時(shí)設(shè)置。由于PC程序計(jì)數(shù)器為16位，使得程序存儲(chǔ)器可用16位二進(jìn)制地址，因此，內(nèi)外存儲(chǔ)器的地址最大可從0000H～FFFFH。如AT89S51內(nèi)部有4KB的ROM，就占用了由0000H～FFFFH的最低4KB，這時(shí)片外擴(kuò)充的程序存儲(chǔ)器地址編號(hào)應(yīng)由1000H開(kāi)始。 4．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） 單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由隨機(jī)讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM組成，用于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)，可分為片內(nèi)RAM和片外RAM。片內(nèi)有256個(gè)字節(jié)單元的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其字節(jié)地址為：00H～7FH。外部RAM最大容量可擴(kuò)展至64KB。 5．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 AT89S51內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程序的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，命名為T(mén)0和T1。它們有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種工作模式，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)所產(chǎn)生的中斷，并用于控制程序轉(zhuǎn)向。 6．并行I/O接口電路 AT89S51內(nèi)部有4個(gè)并行I/O接口：P0、P1、P2、P3，都有雙向I/O功能。這4個(gè)接口的具體功能見(jiàn)任務(wù)二單片機(jī)的外部引腳及功能中的介紹，此處不再贅述。 7．串行接口電路 AT89S51內(nèi)部有一個(gè)全雙工的可編程串行I/O口，它利用P3.1作為串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端TXD，P3.0作為串行數(shù)據(jù)的接收端RXD。能用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)作同步移位器使用。 8．中斷控制 AT89S51內(nèi)部共有5個(gè)中斷源，他可以接收外部中斷申請(qǐng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器申請(qǐng)和串行口申請(qǐng)，可滿(mǎn)足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 1．什么叫單片機(jī)最小系統(tǒng) 所謂單片機(jī)最小系統(tǒng)，是由單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心，其內(nèi)部包含了一定數(shù)量的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，在外部增加復(fù)位電路和時(shí)鐘電路即可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)雖然不能單獨(dú)完成任何功能，但它是單片機(jī)系統(tǒng)中保證單片機(jī)能夠正常工作的最基本、必不可少的一部分，各種不同功能的單片機(jī)系統(tǒng)都是在最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。 2．單片機(jī)最小系統(tǒng)的制作 (１)　單片機(jī)最小系統(tǒng)各部分電路原理圖及實(shí)物圖 對(duì)于MCS-51系列單片機(jī)（以AT89S51為例）來(lái)說(shuō)，單片機(jī)如要正常工作，需要具有４個(gè)基本電路：電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、程序存儲(chǔ)器選擇電路。 電源電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片的第40腳為正電源引腳VCC，一般外接+5V電壓；第20腳為接地引腳VSS。 時(shí)鐘電路：也稱(chēng)為振蕩電路，它是讓單片機(jī)活起來(lái)的“心臟”。沒(méi)有振蕩電路就不能保證單片機(jī)的正常工作。 圖1-4-1(a) 時(shí)鐘電路原理圖 圖1-4-1(b) 時(shí)鐘電路實(shí)物圖面（左）、背面（右） 復(fù)位電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片的第9腳（RST）是復(fù)位信號(hào)輸入端，所謂復(fù)位就是使單片機(jī)內(nèi)部各電路恢復(fù)到初始值。在單片機(jī)開(kāi)機(jī)或工作中因干擾而使程序失控、運(yùn)行中的程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。AT89S51單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn)，一般可分為上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種類(lèi)型。原理如下圖所示： 圖1-4-2(a) 上電復(fù)位 圖1-4-2(b) 按鍵復(fù)位 實(shí)物如下圖： GND +Vcc +Vcc GND 圖1-4-2(c) 按鍵復(fù)位正面實(shí)物 圖1-4-2(d) 按鍵復(fù)位背面實(shí)物 復(fù)位條件：使第9腳（RST）保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平。 程序存儲(chǔ)器選擇電路設(shè)置：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片的第31腳（）為內(nèi)部與外部程序存儲(chǔ)器選擇輸入端。當(dāng)引腳接高電平時(shí)，CPU先訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)4KB的程序存儲(chǔ)器，執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，當(dāng)程序計(jì)數(shù)器超4KB時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外程序存儲(chǔ)器，即是從1000H地址單元開(kāi)始執(zhí)行指令；當(dāng)引腳接低電平時(shí)，不管片內(nèi)是否有程序存儲(chǔ)器，CPU只訪(fǎng)問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。 AT89S51內(nèi)部有4KB的程序存儲(chǔ)器，所以根據(jù)該腳的引腳功能，只有將該腳接上高電平，才能先從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器開(kāi)始讀取指令。常見(jiàn)的程序存儲(chǔ)器選擇電路就是將第31腳接+5V電壓，如圖1-1-12所示。 圖1-4-3 引腳設(shè)置 3、單片機(jī)最小系統(tǒng)元器件的選擇 單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路除了萬(wàn)能板之外，元器件清單如表1.2所示。 表1－4 單片機(jī)最小系統(tǒng)元件清單 序號(hào) 數(shù)量 元件名稱(chēng) 元件實(shí)物圖 元件規(guī)格 1 1 電阻器R1 2K普通電阻 2 2 電容器C1、C2 30pF，瓷片電容 3 1 電容器C3 22uF電解電容 4 1 晶振 12MHz 5 1 復(fù)位開(kāi)關(guān)S1 不帶自鎖按鍵 6 1 芯片插座 40腳雙列直插 芯片插座 7 1 單片機(jī) AT89S51 8 1 萬(wàn)能板 915 單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)物如圖所示： GND +Vcc +Vcc GND 圖1-4-4(a) 按鍵復(fù)位正面實(shí)物 圖1-4-4(b) 按鍵復(fù)位背面實(shí)物 4、電路的焊接與簡(jiǎn)單測(cè)試 根據(jù)電路原理圖，先檢測(cè)元器件的質(zhì)量，再將元器件合理的在電路板上布局安裝，然后進(jìn)行正確、可靠的焊接。注意DIP40集成電路的插座上有一個(gè)缺口，缺口左側(cè)為最低腳號(hào)第1腳，右側(cè)為最高腳號(hào)40腳，如圖1.14所示，裝配和焊接時(shí)注意不要反向插接。最后完成的電路板要做到元器件面布局合理、美觀(guān)，焊接面的焊點(diǎn)要穩(wěn)固、干凈，同時(shí)布線(xiàn)要盡量做到科學(xué)、整齊。 缺口 圖1-4-5 DIP40集成電路插座 確認(rèn)所有電子元器件焊接無(wú)誤后，使用萬(wàn)用表檢測(cè)硬件電路是否正常。先將指針萬(wàn)用表?yè)苤罵100擋，將黑表筆接在電路板的正極點(diǎn)，紅表筆接在電路板的負(fù)極點(diǎn)，所測(cè)的電阻值應(yīng)為無(wú)窮大，兩表筆對(duì)調(diào)后也是一樣，說(shuō)明電路板沒(méi)有短路現(xiàn)象，可以插上AT89S51單片機(jī)的芯片進(jìn)行相關(guān)的調(diào)試： a、VCC和VPP的5V電源測(cè)試 接通5V電源之后，應(yīng)立即測(cè)量AT89S51芯片的電源端電壓值是否正確（40腳或31腳接正極，20腳接負(fù)極）。測(cè)量時(shí)，將指針萬(wàn)用表置于直流電壓擋，黑表筆接觸20腳，紅表筆接觸40腳或31腳，測(cè)量值應(yīng)與供電電源電壓一致，如發(fā)現(xiàn)偏離較多，應(yīng)立即中斷供電。 b、振蕩電路測(cè)試 單片機(jī)的18腳和19腳與外接的兩個(gè)電容器和晶振組成了振蕩電路，可以通過(guò)檢測(cè)18腳、19腳是否有振蕩波形來(lái)判斷該電路是否具備“生命”特征，為了盡量減小檢測(cè)對(duì)電路的影響，應(yīng)將示波器的探頭衰減撥至R10擋。 5、知識(shí)應(yīng)用擴(kuò)展 在實(shí)際的單片機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用，本實(shí)例中的單片機(jī)最小系統(tǒng)一般不會(huì)單獨(dú)在設(shè)計(jì)中使用，而是經(jīng)常在其基礎(chǔ)上增設(shè)一些外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)、演示某些具體的功能。如圖1.15所示的一塊已安裝好的實(shí)驗(yàn)電路板，實(shí)驗(yàn)板上除了安裝有AT89S51單片機(jī)的最小系統(tǒng)，還安裝了LED顯示電路、七段數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示電路、矩陣鍵盤(pán)輸入電路、外部中斷控制電路、串口中斷（與計(jì)算機(jī)通信）電路，DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換）電路、電源電路等。用這塊實(shí)驗(yàn)電路板，能完成AT89S51單片機(jī)的各種基本實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)。 圖1-4-6 AT89S51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板 18