项目单片机最小系统的设计课稿.ppt

2.3 项目概要设计 单片机最小系统项目的设计主要是完成电源、时钟和复位电路的设计，根据功能的不同，可以将整个项目划分为3个模块： （1）电源模块：连接至VCC和GND引脚，为单片机提供电源。 （2）时钟模块：连接至XTAL1和XTAL2引脚，为单片机工作提供时钟信号。 （3）复位模块：连接至RST引脚，为单片机提供满足复位条件的复位信号。 2.3 项目概要设计 其中，电源模块的设计非常简单，主要设计内容如下： （1）AT89C51单片机的VCC引脚（40引脚）：连接+5V电源 （2）AT89C51单片机的GND引脚（20引脚）：连接地 2.3 项目概要设计 2.3.2 单片机的时钟模块的概要设计 单片机最小系统项目的时钟电路采用常用的外接晶振的方法，连接到XTAL1和XTAL2引脚，并且外接晶振采用常用的频率为12MHz的晶振。具体如图2-10所示 2.3 项目概要设计 2.3.3 单片机的复位模块的概要设计 单片机复位电路有上电复位和按键复位2种电路。要实现复位操作，必须在RST引脚上至少保持两个机器周期的高电平。 通过上述分析，为了能在单片机运行过程中也能复位，采用按键复位，连接至RST引脚，并且选择其中电路设计较为简单的电平按键方式。具体如图2-11所示。 图2-11 单片机最小系统的复位模块概要设计图 2.4 项目详细设计 2.4.1 单片机的最小系统的详细设计 根据项目的概要设计，进行系统的详细设计，主要是对每个模块完成的功能进行具体的描述，要把功能描述转变为精确的、结构化的过程描述。 2.4 项目详细设计 2.4.2 单片机的时钟模块的详细设计 有关单片机最小系统的时钟电路的具体如图2-13所示 ? ? ? ? ? ? 图2-13 单片机最小系统的时钟电路详细设计图 其中，单片机上的时钟管脚XTAL1（19脚）是芯片内部振荡电路输入端，XTAL2（18脚）是芯片内部振荡电路输出端。 2.4 项目详细设计 2.4.3 单片机的复位模块的详细设计 有关单片机最小系统的复位电路的具体如图2-14所示 ? ? ? ? ? 图2-14 单片机最小系统的复位电路详细设计图 在单片机系统中，复位条件是：只要在单片机的复位引脚RST上出现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。 2.5 项目实施 根据上述有关项目的详细设计，现在使用Proteus软件实现单片机最小系统的设计。 有关单片机最小系统的设计步骤如下： 1．新建单片机最小系统设计； 2．选择单片机最小系统所需的元器件； 3．放置对象（包括元器件和电源终端）并布局原理图； 4．编辑修改元器件参数； 5．放置连线，连接对象，建立原理图。 2.5 项目实施 序号 库参考名称 库 描述 1 AT89C51 MCS8051 8051 Microcontroller 2 BUTTON ACTIVE SPST Push Button 3 CAP DEVICE Generic non-electrolytic capacitor 4 CAP-ELEC DEVICE Generic electrolytic capacitor 5 CAP-POL DEVICE Polarized capacitor（polarized） 6 CRYSTAL DEVICE Quartz crystal 7 LED-GREEN ACTIVE Animated LED model(Green) 8 RES DEVICE Generic resistor symbol 2.6 项目仿真与调试 单片机最小系统项目中有3个功能模块：电源模块、时钟模块和复位模块。其中，在Proteus软件中，对电源模块和时钟模块有特殊处理，因此，项目可以测量的电路关键测试点就只有复位模块的RST引脚，且测量内容为RST引脚的电压值。有关单片机最小系统的电路关键测试点的说明具体如下： （1）上电瞬间 （2）当复位按键按下的时候 2.6 项目仿真与调试 单片机最小系统项目的仿真与调试步骤具体如下： 1．进入“虚拟仪器模式”，选择虚拟仪器 2．在电路中合适位置放置虚拟仪器，并连接好仪器 3．电路运行，查看测试点信息 2.7 项目小结 本项目是设计一个单片机的最小系统，通过本项目了解和掌握AT89C51单片机的硬件理论知识。通过项目实施的结果可以看出，项目要求达到。 （1）通过使用Proteus软件，完成系统硬件设计：硬件电路主要由AT89C51、电源电路、时钟电路和复位电路组成； （2）通过使用虚拟仪器检测，系统硬件工作正常。 2.7 项目小结 通过本项目的实施，掌握单片机的硬件知识： （1）单