【正文】 一款 —— STC12C5A60S2。與傳統(tǒng) 51 不同的是， STC12C5A60S2 是 1T 內(nèi)核，速度是傳統(tǒng) 51 單片 機的 12 倍，遇到對延時有要求的地方，延時時間會變成傳統(tǒng) 51 的 1/12。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路 ,2路 PWM,8路高速 10位 A/D轉(zhuǎn)換 (250K/S，即 25萬次 /秒 ),針對電機控制，強干擾場合。單 片機管腳圖，如下圖（圖 ） ： ： 其 圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 6 單片機簡介： 1. 增強型 8051 CPU， 1T，單時鐘 /機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 2. 工作電壓： STC12C5A60S2 系列工作電壓： （ 5V單片機） STC12LE5A60S2 系列工作電壓： （ 3V單片機） 3. 工作頻率范圍： 0～ 35MHz，相當(dāng)于普通 8051的 0～ 420MHz 4. 用戶應(yīng)用程序空間 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 64K 字節(jié) 5. 片上集成 1280字節(jié) RAM 6. 通用 I/O口（ 36/40/44個），復(fù)位后為：準雙向口 /弱上拉（普通 8051傳統(tǒng) I/O口） 可設(shè)置成四種模式：準雙向口 /弱上拉， ?強推挽 /強上拉，僅為輸入 /高阻，開漏每個 I/O口驅(qū)動能力均可達到 20mA，但整個芯片最大不要超過 120mA 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） / IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器可通過串口（ ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 8. 有 EEPROM功能 (STC12C5A62S2/AD/PWM無內(nèi)部 EEPROM) 9. 看門狗 MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體 12M以下時，復(fù)位腳可直接 1K電阻到地） 11. 外部掉電檢測電路 : 在 5V單片機為 ，誤差為177。 3% 12. 時鐘源：外部高精度晶體 /時鐘，內(nèi)部 R/C振蕩器 (溫漂為177。 10% 以內(nèi) )用戶在下載用戶程序時，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 / 時鐘 常溫下內(nèi)部 R/C振蕩器頻率為： 單片機為： 11MHz ～ 17MHz 單片機為： 8MHz ～ 12MHz精度要求不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有制造誤差和溫漂，以實際測試為準 13. 共 4個 16位定時器，兩個與傳統(tǒng) 8051兼容的定時器 /計數(shù)器 ,16位定時器 T0和 T1，沒有定時器 2，但有獨立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器 ,再加上 2路 PCA模塊可再實現(xiàn) 2個 16位定時器 14. 3個時鐘輸出口，可由 T0的溢出在 ，可由 T1的溢出在 輸出時鐘 ,獨立波特率發(fā)生器可以在 外部中斷 I/O口 7路 ,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,并新增支持上升沿中斷的 PCA模塊 ?， Power Down模式可由外部中斷喚醒 ?， INT0/,INT1/,T0/, 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 7 T1/, RxD/,CCP0/(也可通過寄存器設(shè)置到 ), CCP1/(也可通過寄存器設(shè)置到 ) 其中選用 STC12C5A16S2最主要的原因是，它自帶 A/D轉(zhuǎn)換功能，無需外設(shè) A/D轉(zhuǎn)換模塊，可以精簡電路，降低成本。 單片機控制電路 圖 驅(qū)動電路設(shè)計 為節(jié)約成本，該設(shè)計沒有選擇硬件 電路集成設(shè)計，把驅(qū)動電路與控制電路合為一體。驅(qū)動部分分為兩部分，如下圖： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 8 圖 LED 正極驅(qū)動電路 圖 LED負極驅(qū)動電路 負極驅(qū)動芯片 ULN2803 達林頓管 IC，一般都是用來驅(qū)動功率稍微大一點的被動器件的，而驅(qū)動的被動器件里，有很大一部分是感性的，如繼電器、馬達、電磁閥等，這些感性器件在關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生很高的自感電動勢（自感電壓），低的 10 多伏，高的幾十伏，甚至幾百河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 9 伏，這么高的電壓很容易把 ULN2803 達林頓管打壞，甚至打 壞電路中的其它元器件，所以需要在感性器件上并聯(lián)一個二極管，用來續(xù)流（就是把那個自感高壓放掉），保護 IC 和其它器件不受破壞，此續(xù)流二極管正極接 2803 輸出端 (即電感器件的一端），負極接驅(qū)動電源（在 2803 上是 10 腳，也就是電感器件的另一端）。 ULN28038 個 NPN 達林頓晶體管，連接在陣列非常適合邏輯接口電平數(shù)字電路（例如 TTL， CMOS 或 PMOS 上 / NMOS）和較高的電流 /電壓，如電燈，電磁閥，繼電器，打印錘或其他類似的負載。該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導(dǎo)通工作。 COM 端主要有兩種用途： (可懸空 ) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 1 試驗用 接地：假如它的輸出端都接發(fā)光二極管，那么，只要將 COM 端接地，則所有的發(fā)光二極管都將亮起，否則，可能是二極管壞或其它什么地方壞了。 2 保護用 接電源正：假如這個器件是接繼電器或針式打印頭，因為電感的作用，會在開關(guān)過程中產(chǎn)生低于地電位和高于電源電位的反電動勢，這樣，很容易擊穿器件。至于達林頓關(guān)斷時產(chǎn)生的負電壓我們不必管，因為器件內(nèi)部就有二極管并接到地的 .專門用來削減沖擊電壓至電源地減去一個二極管正向壓降 可以使得內(nèi)部的三極管受到最小的反偏電壓沖擊。器件的 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。上面的這個是74HC573 的封裝圖，讓芯片的那個半圓形缺口朝上，從左上角開始逆時針數(shù)，分別為 1到 20 號引腳。12 號引腳到 19 號引腳接到一排 8個 LED 的束。其中 LED上的標(biāo)識代表的是所要連接的鎖存器，和對應(yīng)的引腳連接。 LED 地址對照表 該設(shè)計的 LED地址表示方法示 例：“ ”表示“第 1列第 1行”，“ ”表示“第 2列第 2行”，依此類推。 實物效果圖 硬件焊接的最終實物效果圖如下，控制部分（圖 ），顯示部分（圖 ）： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 圖 圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 軟件設(shè)計 自定義頭文件 Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。 但是 Keil里沒有 STC12C5A60S2的芯片頭文件，需要在編寫程序時自己添加頭文件，實例如下： //頭文件名字可自行命名 sfr ACC = 0xE0。 //B Register 0000,0000 sfr PSW = 0xD0。 sbit AC = PSW^6。 sbit RS1 = PSW^4。 sbit OV = PSW^2。 // 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 16 sfr SP = 0x81。 //Data Pointer Low Byte 0000,0000 sfr DPH = 0x83。 sfr P2M1 = 0x95。 //8 bitPort3 1111,1111 sfr P3M0 = 0xB2。 sfr P4 = 0xC0。 sfr P4M1 = 0xB3。 //Port4 switch //新一代 1T 8051 系列 單片機定時器特殊功能寄存器 sfr TCON = 0x88。 sbit TR1 = TCON^6。 sbit TR0 = TCON^4。 sbit IT1 = TCON^2。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 17 sbit IT0 = TCON^0。 //T0/T1 Modes GATE1 C/T1 M1_1 M1_0 GATE0 C/T0 M0_1 M0_0 0000,0000 sfr TL0 = 0x8A。 sfr TL1 = 0x8B。 //T1 High Byte 還要注意的一點是：在程序編譯的時候一定要記得輸出 .hex文件，因為 STC— 只有 .hex 文件才能下進單片機里去。選中“ Create HEX File”選項，點擊“ OK”，之后再編譯一下程序，在工程里就會自動生成 .hex文件了。有些 USBRS232轉(zhuǎn)接器，不能兼容，可讓宏晶幫你購買經(jīng)過測試的轉(zhuǎn)換器。一定要先選擇“ Download/下載”按鈕，然后再給單片機上電復(fù)位 (先徹底斷電 )，而不要先上電，先上電，檢測不到合法的下載命令流，單片機就直接跑用戶程序了。 3個按鍵分別控制三種不同的圖像顯示模式。 當(dāng)工作的單片機檢測到 ，可以同步音頻顯示；當(dāng)檢測到 下時，可以顯示內(nèi)置的動畫；當(dāng)檢測到 ，顯示夜燈模式。定時器一旦啟動，它便會在原來的數(shù)值上加 1計數(shù)，若在程序開始時，我們沒有設(shè)置 TH0和 TL0，他們默認值都是 0，假設(shè)時鐘頻率是 12MHz， 12個時鐘周期為一個機器周期，那么此時機器周期就是 1us，計滿 TH0和 TL0就需要1621個數(shù) ,再來一個脈沖計數(shù)器溢出，隨即向 CPU申請中斷。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 21 一般延時程序分為兩種寫法：粗略延時和精確延時。 for(a=z。a) for (i=1000。i) for(b=110。b) 。 精確的延時程序一般需要用到中斷，模塊話書寫如下： include unsigned char num。 //重裝初值 TL0=(6553545872)%256。 //num 每加 1 次判斷一次是否到 20 次 If( num = =20) //如果到了 20 次，說明 1 秒時間到 { num=0。} //讓發(fā)光二極管狀態(tài)取反 } 其中，在定時器初始化時需要先選擇工作方式，之后才能賦初值。 使用哪一種延時可根據(jù)需要而定，本設(shè)計中兩種延時程序均有應(yīng)用到。所以本設(shè)計在測試時，是用已有的單片機上的 8位數(shù)碼管進行測試的。 結(jié)果如下 圖（圖 ）： 圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 23 硬件焊接與調(diào)試 本設(shè)計所需材料 燈 LED 燈珠，最好選擇長腳 5mm，霧狀（乳狀）藍色的燈珠（如下頁圖 ），效果更好。制作光立方至少需要 512個，建議買 550 個，價格在 7090 元一包（含郵費），店家一般不會散賣的。 圖 74HC573 芯片 74HC573鎖存器，至少 8 個，記得要 12 元左右的，太便宜的可能是用過返新的，IC 芯片都 是一分錢一分貨，便宜的全是舊的，別老想著貪便宜。） 自制雙聲道音頻插頭 一般的耳機都分左聲道和右聲道，從外面看來是兩根接線，分別接右耳機和左耳機。 下面是找到地線的方法： 把撥開的耳機線先用火燒掉線上面的絕緣漆，然后選任一聲道，把兩條線分別接一個 LED的正負 極，如果 LED亮了，接 LED的負極的那根線就是地線。如下頁圖（圖 ）： 圖 其他材料 由于以上兩中材料選材好壞對最終成品影響較大，所以特別提醒注意，以下是其他材料清單： 材料名稱 數(shù)量 備注 ULN2803 2 至少 1 個 IC 座（ 20P） 12 至少 9 個 焊接線 1 卷 推薦 WIRE WRAPPING WIRE 排阻（ 8J） 1 也可以不用 單排針（ 20P） 10 40P 的也可 雙排彎排針（ 40P） 2 接排線和固定面板需要 杜邦線（ 40 根） 2 組 最好要質(zhì)量好的 單片機（ STC12C5A60S2） 1 單片機最小系統(tǒng) 1 最好支持 USB下載程序的 萬能板（ 12*18） 2 最好用質(zhì)量好的綠油板 萬能板（ 18*30） 2 制作 LED 焊接模板 焊錫 1 卷 最好選優(yōu)質(zhì)錫 萬用表（數(shù)字式） 1 不是必 購 品，可借用 電烙鐵 1 非必 購 品，可借用 尖嘴鉗 1 非必 購 品，可借用 鑷子 1 非必 購 品，可借用 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 插針（軍品鍍金） 200 固定 LED 使用 下載線（ USB 轉(zhuǎn)串口） 1 依最小 系統(tǒng)版而定 電源線（ USB 轉(zhuǎn) ISP 口） 1 依最小系統(tǒng)版而定 普通按鍵 4 耳機轉(zhuǎn)接口 1 單口轉(zhuǎn)雙口的 光立方 LED 燈焊接方法及步驟 ① LED 應(yīng)是折成下面圖的樣子然后檢測 L