基于STC單片機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)

時(shí)間：2011-04-10 22:28:41

關(guān)鍵字：硬件電路設(shè)計(jì) STC單片機(jī) STC12C5410 BSP

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[導(dǎo)讀]本文提出了一種基于STC單片機(jī)學(xué)習(xí)平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)，采用了一款新型的單片機(jī)型號(hào)一STC12C5410AD，在學(xué)習(xí)平臺(tái)中加入了一些串行接口的芯片，接口標(biāo)準(zhǔn)包括RS-232、SPI、IIC、1-wire等。學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)：ISP可編程

本文提出了一種基于STC單片機(jī)學(xué)習(xí)平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)，采用了一款新型的單片機(jī)型號(hào)一STC12C5410AD，在學(xué)習(xí)平臺(tái)中加入了一些串行接口的芯片，接口標(biāo)準(zhǔn)包括RS-232、SPI、IIC、1-wire等。學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)：ISP可編程、液晶屏顯示、日歷時(shí)鐘(IIC接口芯片)、溫度測(cè)量(1-wire接口芯片)、FLAH存儲(chǔ)器(SPI接口芯片)、按鍵(臘換掃描按鍵)、電壓測(cè)量(AD轉(zhuǎn)換)。

　　1硬件系統(tǒng)概述

　　學(xué)習(xí)平臺(tái)以STC12C5410AD為核心，結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　1.1 STC12C5410AD單片機(jī)簡(jiǎn)介

　　STC12C5410AD單片機(jī)是宏晶科技在標(biāo)準(zhǔn)8051單片機(jī)內(nèi)核基礎(chǔ)上進(jìn)行較大改進(jìn)后推出的增強(qiáng)型單片機(jī)。它是增強(qiáng)型8051單片機(jī)，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，工作電壓5.5V一3.5V，工作頻率范圍0～35MHz，512字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，10K字節(jié)片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器，ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程)，可通過(guò)串口直接下載程序，EEPROM功能，6個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，PWM(4路)/PCA(可編程計(jì)數(shù)器陣列，4路)，8路10位A/D轉(zhuǎn)換，SPI同步通信口。

　　2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1晶振，電源及復(fù)位電路

　　圖2、圖3和圖4分別為復(fù)位電路、電源電路和晶振電路。復(fù)位電路中的RST網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接至STC12C5410AD單片機(jī)的引腳3，該電路上電復(fù)位。由于STC12C5410AD單片機(jī)工作電壓在5.5～3.5V之間，因此電源用的是5V的開(kāi)關(guān)電源，為了AD轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確，加入了一個(gè)LM7805穩(wěn)壓芯片。

2.2燒寫程序電路

　　ISP(In—System Programming)在系統(tǒng)可編程，指的是電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不方需式要擦從除電或路再板編卜程取。下傳器件統(tǒng)，的已80經(jīng)51編單程片的機(jī)器調(diào)件試也可程以序用的I刪SP要使用編程器或者仿真器，比較繁瑣，而STC12C5410AD支持在ISP，只要加入圖5中的電路，就可以通過(guò)串口利用STC單片機(jī)PC端ISP下載摔制軟件將要調(diào)試的程序?qū)懙诫娐钒迳系膯纹瑱C(jī)中。下圖中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)RxD和TxD分別連接到STC12C5410AD單片機(jī)中的P3.0口和P3.1口。

　　2.3按鍵電路

　　由于Io口資源有限，而STCl2C5410AD自帶AD轉(zhuǎn)換，因此采用AD轉(zhuǎn)換做按鍵掃描，按鍵電路如圖6。其中BUTTON網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連至單片機(jī)的P1.0AD轉(zhuǎn)換口。

　　2.4液晶顯示電路

　　液晶顯示電路示于圖7，因?yàn)镾TC12C5410AD單片機(jī)的Io口有限，而1602液晶屏需要8個(gè)數(shù)據(jù)口，因此使用了一個(gè)74HC164芯片將串口的輸入轉(zhuǎn)為并口的輸出，并且加入了一個(gè)74LS273鎖存器芯片防止在串行移入的過(guò)程中將不需要的數(shù)據(jù)送入1602液晶屏，導(dǎo)致顯示錯(cuò)誤。

　　2.5日歷時(shí)鐘電路

　　日歷時(shí)鐘電路示于圖8，采用的是Dallas公司推出的DS1302芯片，是IIC接口的芯片。STC12C5410AD單片機(jī)沒(méi)有IIC通信口，是用兩個(gè)IO口通過(guò)軟件來(lái)模擬IIC接口。DS1302_SCLK和DS1302_DATA兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接到STC12C5410AD單片機(jī)的P2.2和P2.3口，在這兩個(gè)u上各加了一個(gè)10K的上拉電阻。RST_DS1302網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接到P0.0，用來(lái)復(fù)位DS1302芯片。

　　2.6測(cè)溫電路

　　測(cè)溫電路示于圖9，采用的是Dallas公司的單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，因此小需要加入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，直接將它的DQ腳接到單片機(jī)的一個(gè)IO口就可以了。

　　2.7 FLASH電路

　　電路如圖10所示，AT25F512是SPI接口的Flash芯片。STC12C5410AD自帶SPI通訊端口，SCK、MISO、MOSI和Ss網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)分別連接到單片機(jī)的P1.7、P1.6、P1.5和P0.3口，都加入了一個(gè)10K的上拉電阻。

　　2.8 DA轉(zhuǎn)換電路

　　DA轉(zhuǎn)換電路示于圖11，利用單片機(jī)自帶的PWM功能來(lái)實(shí)現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　本文提出了一種基于STC12C5410AD單片機(jī)的學(xué)習(xí)平臺(tái)的硬件電路的設(shè)計(jì)，相對(duì)于傳統(tǒng)的8051單片機(jī)，用STC12C5410AD單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)電路的方法有一些不同，它沒(méi)有8051的ALE(地址鎖存)引腳等，因此不能將它的PoEl當(dāng)成地址數(shù)據(jù)復(fù)用口。學(xué)習(xí)平臺(tái)的硬件電路中大部分采用的是串行口芯片，包括了大部分主流的串行口標(biāo)準(zhǔn)。采用液晶屏代替數(shù)碼管用來(lái)顯示，加入了FLASH存儲(chǔ)芯片，利用STC12C5410AD的PWM功能實(shí)現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換，充分利用了STC12C5410AD單片機(jī)的資源，同時(shí)芯片內(nèi)自帶看門狗硬件電路和Ⅱ科的M功能，適合用來(lái)當(dāng)作教學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)平臺(tái)。