【大学课件】单片机最小系统设计.ppt
单片机最小系统设计,http:/,一、单片机的硬件结构特点及其最小应用系统,http:/,一、单片机的硬件结构特点及其最小应用系统,目前较流行的单片机类型,PIC公司的单片机,Freescale公司的单片机,Intel公司的单片机,MCS51系列：8031、8051,Atmel公司的单片机,AT89S51、AT89S52（8051核Flash技术ISP技术）,AVR单片机（1997、一种RISC精简指令集高速8位单片机）,M68HC08系列（采用频率提升技术）,PIC单片机是一款很成功的非8051内核单片机,http:/,一、单片机的硬件结构特点及其最小应用系统,1 MCS-51 系列单片机的结构特点,表4.16 INTEL MCS48、51、96系列单片机主要参数,共40个引脚，其功能可分为三大部分：,I/O 口线 控制口线 电源及时钟,P0、P1、P2、P3 共四个 8 位口,电源Vcc、Vss；时钟XTAL1/XTAL2,http:/,一、单片机的硬件结构特点及其最小应用系统,1 MCS-51 系列单片机的结构特点,P0口和P2口可用于访问外部存储器,P0口分时输出外部低地址、读/写数据,P2口输出外部存储器高位地址,P1、P2、P3口的驱动能力为4个TTL。,http:/,一、单片机的硬件结构特点及其最小应用系统,1 MCS-51 系列单片机的结构特点,P3口的第二功能：,P3.0 RXD（串行输入）,P3.1 TXD（串行输出）,P3.2 INT0（外部中断）,P3.3 INT1（外部中断）,P3.4 T0（定时器0外部输入）,P3.5 T1（定时器1外部输入）,P3.6 WR（外部数据存储器写脉冲）,P3.7 RD（外部数据存储器读脉冲）,http:/,一、单片机的硬件结构特点及其最小应用系统,2 MCS-51 系列单片机的最小应用系统及其扩展,图4.26 单片机应用系统构成,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,设计一个具有4位LED数字显示，16个按键的单片机最小系统。,题目：,单片机AT89S52,？,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,器件选择：,1、LED数码显示管,LED数码显示管分共阴和共阳两种：,每段驱动所需电流为 28 mA,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,器件选择：,2、按键的选择,普通微型按键常开，按下闭合组成44的矩阵,?,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,部分设计方案：,1、显示,显示采用动态显示方案。每段由P0口的各位驱动，每位由P2口的高4位分别驱动。,P0口为8位准双向I/O口。作输出口用时，属开漏电路。每一个引脚可驱动8个TTL。（低电平时约 3.2 mA）,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,部分设计方案：,2、44键盘,如何求得键值？,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,部分设计方案：,2、44键盘,?,读入键值到ASCII码键值的转换,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,最小系统设计：,最小系统的外围电路,外围电路设计,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,最小系统设计：,显示电路设计,R0300R11k数码管为共阳,最小系统的显示电路,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,最小系统设计：,软件流程图设计,（1）主程序,（2）中断服务子程序,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,D0 EQU 20HD1 EQU 21HD2EQU 22HD3EQU 23HPTEREQU 28HWEI EQU 29H,最小系统设计：,软件设计：（1）设置显示缓冲区及工作寄存器,；设置显示缓冲区；显示缓冲区指针寄存器；显示位指针寄存器,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,ORG0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP XIANSHI,最小系统设计：,软件设计：（2）设置中断向量表,；复位向量；T0中断向量，显示定时；显示中断服务程序,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,ORG 0020HMAIN:MOV SP,#4FH MOV TMOD,#02H MOV TCON,#00H MOV TL0,#00H MOV TH0,#00H MOV IE,#02H MOV IP,#02H,最小系统设计：,软件设计：（3）初始化程序段a,；初始化堆栈指针；T0为定时、模式2；TR00，T0暂不工作；定时值为0；装载值为0；允许T0中断；T0为高优先级,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,MOV WEI,#10000000B MOV D0,#02H MOV D1,#00H MOV D2,#01H MOV D3,#03HSETB EA SETB TR0,最小系统设计：,软件设计：（4）初始化程序段b,；位码初值；显示缓冲区初始化；开机显示2008；开系统中断；启动T0工作,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,LOOP:NOP.LJMP LOOP,最小系统设计：,软件设计：（5）系统主程序,；系统主程序区；预留,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,XIANSHI:CLR ET0 PUSH PSW PUSH ACC SETB RS0 CLR RS1,最小系统设计：,软件设计：（5）动态扫描中断服务程序a,；禁止T0中断；保护现场；设置为2号工作寄存器区,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,MOV DPTR,#TAB MOV R0,PTER MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV P2,WEI INC PTER MOV A,WEI RR A MOV WEI,A JNB ACC.3,FINISHMOV WEI,#10000000B MOV PTER,#20HFINISH:,最小系统设计：,软件设计：（5）动态扫描中断服务程序b,；段码表指针DPTR；PTERR0；取被显示数；取被显示数段码；被显示数段码送P0口；位码送P2，显示该数；指向下一位数；修改位码,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,FINISH:POP ACC POP PSW SETB ET0 RETITAB:DB 50H,0DDH,31H,15H,9CH DB 16H,12H,5DH,10H,14H,0EFH,最小系统设计：,软件设计：（5）动态扫描中断服务程序c,；恢复现场；允许T0中断；中断返回；段码表,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,1、显示程序每次都要读取段码，延长了中断服务时间，不符合中断程序应尽量短小的原则；,最小系统设计：,关于系统显示程序改进的一些思考：,2、显示缓冲区的代码不是ASCII码，不符合硬件设备应实现标准化接口的设计原则。,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,1、设置显示双缓冲区,最小系统设计：,关于系统显示程序改进的一些思考：,应用程序接口缓冲区：ASCII码,显示程序专用缓冲区：段码,设置Display子程序：,将接口缓冲区的内容翻译成指定长度的格式，并将ASCII码转换为段码。,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,2、显示时调用Display,最小系统设计：,关于系统显示程序改进的一些思考：,段码,显示,只当应用程序接口缓冲区的内容改变后，调用Display子程序；,尔后，中断服务程序将周而复始地自动完成显示任务。,该部分可封装起来，对用户不可见。,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,3、作业一：,最小系统设计：,关于系统显示程序改进的一些思考：,按上述思路修改系统程序，并编写Display子程序和显示“2013”的应用程序。要求画出流程图并用汇编语言编写。下次上课前上交。,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,部分设计方案：,键盘接入,R24k7,?,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,部分设计方案：,键盘接入,按键信号的特点：,必须考虑信号前后的抖动,若用软件解决，如何编写程序？,http:/,基于AT89S52的最小系统设计,作业二：,部分设计方案：,键盘接入：,如何修改中断服务程序，对键盘进行扫描，并消除按键抖动，读出当前按键值？画出修改部分的程序流程图。下次上课前上交。,http:/,二、微机应用系统输入/输出的可靠性设计,输入/输出对硬件电路的要求：,能够可靠的传递控制信号，并能输入有关运动机构的状态信息；能够进行相应的信息转换，以满足微机对输入/输出信息的转换要求。如D/A、并行/串行、电平转换/功率匹配、电量/非电量、弱电/强电等；具有较强的阻断干扰信号进入微机控制系统的能力，以提高系统的可靠性。,http:/,二、微机应用系统输入/输出的可靠性设计,1、光电隔离电路,使微机与强电部件没有“电”上的联系，阻断干扰信号的传导。,光电隔离电路,信号由光传递,http:/,二、微机应用系统输入/输出的可靠性设计,1、光电隔离电路,图4.40 几种常用光电耦合器结构原理图,普通型,快速型,达林顿输出,晶闸管输出,http:/,二、微机应用系统输入/输出的可靠性设计,1、光电隔离电路,可将输入部分与输出部分从“电”上隔离开来，各用一套电源，信号仅通过“光”传递；可以进行电平转换；提高驱动能力。,光电隔离电路的作用：,http:/,二、微机应用系统输入/输出的可靠性设计,2、光电隔离电路应用,http:/,二、微机应用系统输入/输出的可靠性设计,2、光电隔离电路应用,http:/,二、微机应用系统的输入/输出的可靠性设计,2、光电隔离电路应用,http:/,本次讲座结束,谢 谢！,http:/,
