【正文】 S51 開發(fā)板的設(shè)計基于 S51 單片機的開發(fā)板設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘 要 .....................................................IABSTRACT .................................................II1 引言 ....................................................12 系統(tǒng)方案 ................................................2 總體設(shè)計方案 ............................................................2 設(shè)計原則 ................................................................23 硬件部分 ................................................3 硬件結(jié)構(gòu)框圖 ............................................................3 硬件電路設(shè)計 ............................................................4 S51 單片機主控制模塊 .....................................................................................................4 鍵盤模塊 .............................................................................................................................4 AD 模塊 ..............................................................................................................................5 DA 模塊 ..............................................................................................................................6 DS1302 時鐘模塊 ...............................................................................................................7 測溫模塊 .............................................................................................................................9 串行通信模塊 ...................................................................................................................10 顯示模塊 ...........................................................................................................................12 下載器模塊 .......................................................................................................................16 其他模塊 ...........................................................................................................................174 軟件部分 ...............................................19 整體程序設(shè)計 ...........................................................19 分模塊程序設(shè)計 .........................................................19 鍵盤模塊程序設(shè)計 ...........................................................................................................19 AD 模塊程序設(shè)計 ............................................................................................................20 DA 模塊程序設(shè)計 ............................................................................................................22S51 開發(fā)板的設(shè)計 DS1302 時鐘模塊程序設(shè)計 .............................................................................................23 測溫模塊程序設(shè)計 ...........................................................................................................25 串行通信模塊程序設(shè)計 ...................................................................................................28 顯示模塊程序設(shè)計 ...........................................................................................................30 其他模塊 ...........................................................................................................................385 開發(fā)板設(shè)計及測試 .......................................41 開發(fā)板 PCB 設(shè)計 .........................................................41 開發(fā)板測試 .............................................................416 結(jié)論 ...................................................43致謝 .....................................................44參考文獻 .................................................45附錄 .....................................................46附錄 1 鍵盤模塊部分程序 ....................................................46附錄 2 AD 模塊部分程序 .....................................................46附錄 3 DA 模塊部分程序 .....................................................48附錄 4 DS1302 時鐘模塊部分程序 .............................................48附錄 5 測溫模塊部分程序 ....................................................51附錄 6 單片機通過 MAX485 與 PC 機通訊程序 ....................................52附錄 7 LCD1602 顯示模塊部分程序 ............................................53附錄 8 開發(fā)板整觀圖 ........................................................55附錄 9 下載器整觀圖 ........................................................55S51 開發(fā)板的設(shè)計11 引言單片機具有成本低、體積小、可靠性高、具有高附加值、通過更改軟件就可以改變控制對象等優(yōu)點，單片機越來越成為電子工程師設(shè)計產(chǎn)品時的首選器件之一。因此擁有一塊單片機開發(fā)板對單片機學(xué)習(xí)具有著極其重要的意義。但是單片機學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣直接取決于單片機的選擇，C51 系列單片機內(nèi)部具有 128 字節(jié) RAM、5個中斷源、32 條 I/O 口線、2 個 16 位定時器、4KB 的程序存儲器、一個全雙工異步串行口。本開發(fā)板選擇具有 ISP 在線編程功能的 S51 單片機，該單片機不需要燒寫器，可在開發(fā)板上 ISP 在線編程，具有廣泛的應(yīng)用前景。S51 單片機除兼容 C51 單片機外，還具有工作頻率 0 至 33MHz 的高工作頻率；可以滿足絕大多數(shù)的實際應(yīng)用開發(fā)需求，在開發(fā)板上使用十分方便。本課題設(shè)計的 S51 單片機開發(fā)板，具有一般開發(fā)板通用結(jié)構(gòu)，并基于硬件進行相關(guān)軟件設(shè)計。利用程序開發(fā)語言開發(fā)程序并實現(xiàn) ISP 在線下載到單片機，無需配置單獨的下載器。單片機使用 ISP 在線下載程序，加快了程序設(shè)計者調(diào)試的進度，使設(shè)計者所設(shè)計的程序盡快得到驗證。通過對開發(fā)板上的模塊進行實驗，可以提高針對不同硬件進行編程的能力，同時通過實驗現(xiàn)象對所用的硬件也有了更深一步的認識，因此該開發(fā)板具有一定的實用價值和現(xiàn)實意義。S51 開發(fā)板的設(shè)計22 系統(tǒng)方案 總體設(shè)計方案本開發(fā)板共分為十四個模塊，分別是：S51 單片機主控制器模塊、鍵盤模塊、AD 模塊、DA 模塊、DS1302 時鐘模塊、測溫模塊、MAX232 模塊、MAX485 模塊、數(shù)碼管模塊、LCD1602 模塊、LCD12864 模塊、下載器模塊、流水燈模塊、蜂鳴器模塊。其中以 S51 單片機作為核心控制器；鍵盤模塊用來向單片機輸入特定編碼的信息；AD 模塊用來實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換；DA 模塊用來實現(xiàn) DA 轉(zhuǎn)換；DS1302 時鐘模塊用來實現(xiàn)實時時鐘；測溫模塊用來測量環(huán)境溫度；RS232 模塊和 RS485 模塊通過電平轉(zhuǎn)換實現(xiàn)通信；數(shù)碼管模塊用來顯示簡單的數(shù)字、字母；LCD1602 模塊用來顯示字母、數(shù)字、符號；LCD12864 模塊用來顯示圖像、符號、漢字；下載器模塊用來實現(xiàn) S51 單片機的 ISP 在線編程；流水燈模塊用來顯示單片機 I/O 口電平的變化；蜂鳴器模塊用來發(fā)出聲音。 設(shè)計原則開發(fā)板系統(tǒng)的擴展和配置應(yīng)遵循以下設(shè)計原則： (1)盡可能選擇典型電路，并符合單片機常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標準化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)；(2)系統(tǒng)擴展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當余地，以便進行二次開發(fā)； (3)硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。但必須注意，由軟件實現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時間比硬件實現(xiàn)長，且占用 CPU 時間；(4)系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。如選用 CMOS 芯片單片機構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時，系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡可能選擇低功耗產(chǎn)品； (5)可靠性及抗干擾設(shè)計是硬件設(shè)計必不可少的一部分，它包括芯片、器件選擇、去耦濾波、印刷電路板布線、通道隔離等；(6)單片機外圍電路較多時，必須考慮其驅(qū)動能力。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設(shè)線驅(qū)動器增強驅(qū)動能力或減少芯片功耗來降低總線負載； (7)盡量朝“單片 ”方向設(shè)計硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間相互干擾也越強，功耗也增大，也不可避免地降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。S51 開發(fā)板的設(shè)計33 硬件部分 硬件結(jié)構(gòu)框圖總體硬件結(jié)構(gòu)主要包括：S51 單片機主控制器模塊、鍵盤模塊、AD 模塊、DA模塊、DS1302 時鐘模塊、測溫模塊、MAX232 模塊、 MAX485 模塊、數(shù)碼管模塊、LCD1602 模塊、LCD12864 模塊、下載器模塊、流水燈模塊、蜂鳴器模塊。硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 31 所示： S51 單片機主控制模塊DA 模塊流水燈模塊蜂鳴