单片机最小专业系统设计.docx

一、 内容及要求
内容：设计制作一个51最小系统，用最小系统控制8个发光2极管。
要求:全部点亮，依次点亮，交换点亮；用最小系统控制蜂鸣器；用最小系统控制电机。
二、 设计思绪
使用AT89C51单片机时无须外扩存放器。所以，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必需软件组成单个单片机。
判定有没有按键按下
Y
N
开始
当Key1-Key5有键按下时
调用延时程序
调用彩灯循环程序
当Key6按下时
设定对应延时参数R5值
图2-1　主程序步骤图
八个发光二极管D1－D8分别接在单片机P2.0－P2.7接口上，当给P2.0口输出“0”时，发光二极管点亮，当输出“1”时，发光二极管熄灭。能够利用输出端口指令MOV P0，A或MOV P0，＃DATA，只要给累加器值或常数值，同理，接在P2.1～P2.7口其它7个LED点亮和熄灭方法同LED1。所以，要实现流水灯功效，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗成流水灯了。在此我们还应注意一点，因为人眼视觉暂留效应和单片机实施每条指令时间很短，我们在控制二极管亮灭时候应该延时一段时间，不然我们就看不到闪烁效果。
程序开启时跳转到键盘判定模块程序中，此程序里面包含Key1～Key5按键情况判定，循环检测直到有按键按下时候，程序转去相对应按键彩灯显示花型模块，和此同时，当按键Key6有闭合时，程序中调用延时程序程序时，给延时参数赋值上另一个值，是延时程序延时时间发生改变，以达成不一样快慢节奏闪烁彩灯。具体程序步骤图2-1所表示。
三、 硬件设计
3.1　直流稳压电源电路
对于一个完整电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源电路稳定可靠是系统平稳运行前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采取市电（交流电网）供电。经过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定直流电。直流稳压电源是电子设备关键组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。以下图所表示：
直流稳压电源制作通常有3种制作形式，分别是分立元件组成稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采取是三端集成稳压器7805组成正5V直流电源。
图3-1　三端固定式集成稳压电源电路图
AT89C51单片机工作电压范围：4.0V—5.5V，所以通常给单片机外接5V直流电源。因为时间关系，此处用3节1.5V干电池供电，在此不在赘述此稳压电源电路图原理。
3.2　单片机最小系统
要使单片机工作起来，最基础电路组成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统以下图3-2所表示。
时钟电路：本系统采取单片机内部方法产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，组成稳定自激振荡器，其发出脉冲直接送入内部时钟电路。
复位电路：确定单片机工作起始状态，完成单片机开启过程。单片机系统复位方法有上电自动复位和手动按键复位。本设计采取手动按键复位，该复位方法一样含有上电自动复位功效。电路以下图所表示。

图3-2　单片机最小系统
3.3　LED彩灯显示电路
LED彩灯显示电路(图所表示)实际上是由8个发光二极管和8个电阻组成电路。发光二极管和电阻对应串联,然后接在和之相对应P2口上。经过软件编程对P2口输出高低电平来实现不一样闪烁花型。因为发光二极管导通电压通常为1.7V以上，另外，它工作电流依据型号不一样通常为1mA到30mA，电阻选择范围100欧姆～3千欧姆，这里选择560欧姆电阻。

图3-3　LED彩灯显示电路
3.4　按键控制电路
按键控制电路(图3-4所表示)是由6个按键开关组成。她们分别接在单片机AT89C51P1接口和P3.0口,Key1﹍Key5接在P1.0﹍P1.4,Key6接在P3.7上。为了一对一控制LED灯闪烁方法。当按下开关Key1时, LED彩灯系统闪烁第一个彩灯花型。当按下开关Key2时, LED灯系统闪烁第二种闪烁方法……
当闭合Key6时，彩灯闪烁节拍变慢。

图3-4　键盘控制电路

3.5　串口电路
串口电路为单片提供和PC机连接端口，为单片机提供下载程序到单片机程序存放器中。串口原理图图3-5所表示。
串口也称串行通信接口，RS-232是现在最常见一个串行通讯接口，因为其形状和针脚数量原因，其接头又被称为DB9接头。RS-232针脚定义: 2 RXD ← Receive Data 接收数据 、3 TXD → Transmit Data 发送数据 、5 GND — System Ground 系统接地，通常就用到这多个引脚。

图3-5　串口原理图
MAX232芯片是专门为电脑RS-232标准串口设计单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。
MAX23内部结构基础可分三个部分：
第一部分是电荷泵电路：由1、2、3、4、5、6脚和4只电容组成，功效是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平需要。
第二部分是数据转换通道：由7、8、9、10、11、12、13、14脚组成两个数据通道，其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道，8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出
第三部分是供电：15脚DNG、16脚VCC（+5v）。
四、 仿真电路图
仿真电路图图4-1所表示：

图4-1　仿真电路图
五、 程序代码
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0040H
MAIN: MOV P1,#0FFH
MOV A,P1
CJNE A,#11111110b,S1
LCALL K1
S1: CJNE A,#11111101b,S2
LCALL K2
S2: CJNE A,#11111011b,S3
LCALL K3
S3: CJNE A,#11110111b,S4
LCALL K4
S4: CJNE A,#11101111b,MAIN
LCALL K5
LJMP MAIN
K1: MOV A,#01111111b
C1: RL A
MOV P2,A
LCALL Delay
JNB P1.1,K2
JNB P1.2,K3
JNB P1.3,K4
JNB P1.4,Z
LJMP C1
K2: MOV P2,#0FEH
LCALL Delay
MOV P2,#0FCH
LCALL Delay
MOV P2,#0F8H
LCALL Delay
MOV P2,#0F0H
LCALL Delay
MOV P2,#0E0H
LCALL Delay
MOV P2,#0C0H
LCALL Delay
MOV P2,#80H
LCALL Delay
MOV P2,#00H
LCALL Delay
MOV P2,#80H
LCALL Delay
MOV P2,#0C0H
LCALL Delay
MOV P2,#0E0H
LCALL Delay
MOV P2,#0F0H
LCALL Delay
MOV P2,#0F8H
LCALL Delay
MOV P2,#0FCH
LCALL Delay
MOV P2,#0FEH
LCALL Delay
MOV P2,#0FFH
LCALL Delay
LJMP MAIN
Z: LJMP K5
K3: MOV P2,#55H
LCALL Delay
MOV P2,#0AAH
LCALL Delay
MOV P2,#0FFH
LJMP MAIN
K4: MOV P2,#01111110B
LCALL Delay
MOV P2,#00111100B
LCALL Delay
MOV P2,#00011000B
LCALL Delay
MOV P2,#00000000B
LCALL Delay
MOV P2,#10000001B
LCALL Delay
MOV P2,#11000011B
LCALL Delay
MOV P2,#11100111B
LCALL Delay
MOV P2,#11111111B
LCALL Delay
LJMP MAIN
K5: MOV P2,#01111110B
LCALL Delay
MOV P2,#10111111B
LCALL Delay
MOV P2,#01111110B
LCALL Delay
MOV P2,#10011111B
LCALL Delay
MOV P2,#01111110B
LCALL Delay
MOV P2,#10001111B
LCALL Delay
MOV P2,#01111110B
LCALL Delay
MOV P2,#10000111B
LCALL Delay
MOV P2,#01111110B
LCALL Delay
MOV P2,#10000011B
LCALL Delay
MOV P2,#01111110B
LCALL Delay
MOV P2,#10000001B
LCALL Delay
MOV P2,#00H
LCALL Delay
MOV P2,#0FFH
LCALL Delay
MOV P2,#00H
LCALL Delay
MOV P2,#0FFH
LCALL Delay
LJMP MAIN
Delay: JNB P3.0,D1
MOV R5,#01H
LJMP D5
D1: MOV R5,#04H
D5: MOV R6,#0FFH
D6: MOV R7,#0FFH
D7: NOP
DJNZ R7,D7
DJNZ R6,D6
DJNZ R5,D5
RET
END