一款適合課堂教學(xué)的簡(jiǎn)易單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)器

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)課程是目前電類專業(yè)的主干課之一，其操作性很強(qiáng)，對(duì)于院校學(xué)生，光靠課堂上的教學(xué)是遠(yuǎn)不夠的，除了在課堂上要求學(xué)生掌握基本概念。 　　了解單片機(jī)擴(kuò)展接口電路的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)編制程序的流程之外，只有通過(guò)課外大量的實(shí)際操作，才能掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，學(xué)會(huì)開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)基本方法。 　　本文根據(jù)at89s52單片機(jī)具有的在系統(tǒng)編程功能，整合了一套成本低廉、取材容易、制作快捷、操作方便的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)非常適合于課堂上或課堂外使用?！　∮布娐贰　∮布娐贩譃閱纹瑱C(jī)的最小系統(tǒng)和下載器兩大部分?！　∽钚∠到y(tǒng)原理：最小系統(tǒng)是沒(méi)有外圍器件及外設(shè)接口擴(kuò)展的單片機(jī)系統(tǒng)。它是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，包括最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇、時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)和復(fù)位系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通常情況下，單片機(jī)最小系統(tǒng)分三種結(jié)構(gòu)：　?、倏偩€型總線應(yīng)用的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由總線型單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、i／o口及并行擴(kuò)展總線組成?！　、诳偩€型非總線應(yīng)用的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，只有單片機(jī)、復(fù)位電路構(gòu)成的最簡(jiǎn)單的電路，并行總線不用于外圍擴(kuò)展，可作為應(yīng)用系統(tǒng)的i／o口使用?！　、鄯强偩€型單片機(jī)的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?！　∵@里介紹的最小系統(tǒng)屬于第②種，由單片機(jī)at89s52和isp編程接口組成，其原理如圖1所示。圖中p0～p3口和cn104留給實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)時(shí)作為i／o口或連接擴(kuò)展電路用。con101是在下載或讀取芯片內(nèi)部程序時(shí)用的isp編程接口，操作時(shí)，需要去掉跳線j101。(isp即英文in-system programmable，意為在系統(tǒng)編程。)　　下載器：下載器由接口板和連接電纜組成。接口板的原理圖見(jiàn)圖2(a)。圖中u201是8緩沖器74hc244電路，用作計(jì)算機(jī)并口和單片機(jī)的緩沖隔離。連接器cn202是通用的db25針形插頭，與上位機(jī)連接，進(jìn)行通信；其中4、5腳控制u201芯片，在其低電平時(shí)允許數(shù)據(jù)正常傳輸，高電平時(shí)74hc244的輸出呈高阻狀態(tài)；6腳輸出數(shù)據(jù)到單片機(jī)；7腳是時(shí)鐘信號(hào)；9腳是輸出復(fù)位信號(hào)；10腳是接收從單片機(jī)讀出的數(shù)據(jù)。連接器cn201是標(biāo)準(zhǔn)的10針idc插座，其各項(xiàng)功能?！　∠螺d電纜采用10芯扁平電纜，兩頭壓有idc插頭。一端接下載器，另一端接最小系統(tǒng)板上的isp口?！　≤浖僮鳌　≡谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中，軟件使用了keil c和程序下載軟件slisp。有興趣仿真的讀者可使用proteus軟件。由于應(yīng)用電路和程序在仿真環(huán)境與真實(shí)環(huán)境中運(yùn)行，在某些情況下存在一定的差異，所以在這里不予推薦(所用兩個(gè)軟件可到相應(yīng)網(wǎng)站上下載安裝)?！　eil c的基本操作：安裝keil c軟件后，電腦的桌面上會(huì)有圖標(biāo)顯示。用鼠標(biāo)左鍵雙擊該圖標(biāo)便可進(jìn)入keil c的工作界面，如圖3所示。該界面與word界面類似，上邊是菜單欄，接著是快捷按鈕欄等。這里用到的部分菜單及快捷按鈕的中文含義已標(biāo)注在圖3上；用到的功能只是創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目或打開(kāi)一個(gè)已有的項(xiàng)目，創(chuàng)建或打開(kāi)一個(gè)源程序文本等，最后把它編譯成需要的十六進(jìn)制文件?！　∑洳僮鞑襟E如下：　　*新建項(xiàng)目或打開(kāi)已有的項(xiàng)目　　*新建文件或打開(kāi)已有的文件　　*目標(biāo)文件選項(xiàng)設(shè)置　　*建立目標(biāo)文件，獲得.hex文件　　程序讀取與下載：已經(jīng)安裝有雙龍電子下載軟件的電腦，在其桌面上也有圖標(biāo)顯示。同樣用鼠標(biāo)左鍵雙擊該圖標(biāo)便可進(jìn)入mcu下載程序的工作界面。該界面是中文的，且比較清晰?！　∈状问褂脮r(shí)將“通信參數(shù)設(shè)置及器件選擇”設(shè)置成圖中所示，即通信口設(shè)為并行通信口“l(fā)pt1”，速率設(shè)為“turbo”加速，器件選擇“at89s52”?！　“稳プ钚∠到y(tǒng)板上的跳線j101、j102、j103，插上at89s52芯片；將下載線的接口板插入電腦的并口上，用連接電纜把最小系統(tǒng)與接口板連好，再在最小系統(tǒng)上接上+9v電源。注意“+”與“-”不能搞錯(cuò)。打開(kāi)電源對(duì)最小系統(tǒng)供電，就可以讀寫(xiě)芯片中的程序了?！　∪绻谙螺d過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)在下面的．文本框中出現(xiàn)提示。找到原因后再進(jìn)行重寫(xiě)時(shí)，需要先把芯片內(nèi)原來(lái)的信息擦除掉，然后再寫(xiě)?！　∪绻麑?duì)原程序進(jìn)行了修改，那么要重新進(jìn)行編譯，即點(diǎn)重建目標(biāo)文件“rebuild ali target files”按鈕，生成新的.hex文件；下載時(shí)還要重新加載剛生成的同一文件名的新.hex文件。這樣才能保證本次下載的是已修改的程序?！　⊥瓿缮厦娴牟僮骱?，關(guān)閉+9v電源，拔下連接電纜，插上跳線j101，接上擴(kuò)展接口電路，就可以檢查程序的運(yùn)行情況，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或開(kāi)發(fā)了?！　?shí)訓(xùn)一例　　用兩個(gè)按鈕分別控制繼電器的吸合和釋放?！　』疽螅喊匆幌麻_(kāi)關(guān)s1，繼電器j吸合；按一下按鈕s2，繼電器j釋放。如果s2沒(méi)有閉合，那么即使按s1，繼電器j也不會(huì)吸合?！　?shí)現(xiàn)電路：利用單片機(jī)89s52的p3.6和p3.7口來(lái)控制p1.7的狀態(tài)，使繼電器的吸合或釋放；當(dāng)p3.6低電平時(shí)使p1.7也低電平，繼電器吸合；