显示页面 讨论 修订记录 反向链接 本页面只读。您可以查看源文件,但不能更改它。如果您觉得这是系统错误,请联系管理员。 ### 6. 51单片机最小系统 #### 模块描述 51单片机(如STC89C52)是经典的8位微控制器,具有简单易学、资源丰富、价格低廉的特点。虽然性能不及ARM系列,但对于简单控制、时序逻辑、基础数据采集等应用足够。该模块包含最小系统电路、时钟电路、复位电路和串口下载接口,适合电赛中的简单控制类题目和辅助控制器使用。 #### 工作原理 ``` [5V电源] → [78L05稳压] → [5V系统供电] ↓ [11.0592MHz晶振] → [内部振荡器] → [机器周期时钟] → [STC89C52RC] ↓ [复位电路] → [RST引脚] ↓ (上电复位+按键复位) [8051内核] ↓ ┌───────────────────────────┴──────────┐ ↓ ↓ ↓ ↓ [P0口] [P1口] [P2口] [P3口] (准双向) (准双向) (准双向) (复用功能) RXD/TXD ``` #### 技术指标 - **处理器内核**: 8051兼容核心 - **主频**: 最高80MHz (STC89C52RC) - **程序存储器**: 8KB Flash - **数据存储器**: 512B RAM - **I/O口**: 4组8位I/O(P0-P3) - **定时器**: 3个16位定时器 - **串口**: 1个全双工UART - **中断**: 8个中断源 - **ADC**: 无(需外扩) - **工作电压**: 5V (传统) 或 3.3V-5.5V (STC系列) - **工作温度**: -40°C至+85°C #### 接口管脚定义 | 管脚 | 名称 | 功能 | 说明 | |------|------|------|------| | 1-8 | P1.0-P1.7 | I/O口1 | 准双向I/O | | 9 | RST | 复位 | 高电平复位 | | 10-17 | P3.0-P3.7 | I/O口3 | 复用功能 | | 10 | RXD | 串口接收 | P3.0复用 | | 11 | TXD | 串口发送 | P3.1复用 | | 12-13 | INT0/INT1 | 外部中断 | P3.2/P3.3 | | 14-15 | T0/T1 | 定时器输入 | P3.4/P3.5 | | 18-19 | XTAL2/XTAL1 | 晶振 | 11.0592MHz | | 20 | GND | 地 | 电源地 | | 21-28 | P2.0-P2.7 | I/O口2 | 准双向I/O | | 29-36 | P0.0-P0.7 | I/O口0 | 开漏输出 | | 40 | VCC | 电源 | +5V | | 31 | EA | 程序存储器选择 | 接高电平 | | 30 | ALE | 地址锁存 | 外扩时使用 | #### 板上设置和信号指示 - **电源指示**: 红色LED指示5V供电 - **复位电路**: 10μF电容+10kΩ电阻上电复位,按键手动复位 - **晶振电路**: 11.0592MHz晶振+22pF电容×2 - **下载接口**: USB转TTL串口(TX、RX、GND) - **P0口上拉**: 10kΩ排阻上拉(P0为开漏需外接上拉) - **测试LED**: P1口连接LED+限流电阻 - **独立按键**: P3口连接独立按键 #### 电气指标 - **供电电压**: 5V±5% (传统) 或 3.0V-5.5V (STC) - **功耗**: 运行约50mA@12MHz, 空闲15mA, 掉电<10μA - **I/O输出电流**: 高电平<300μA, 低电平20mA - **I/O驱动能力**: P0口需外接上拉,P1/P2/P3内部弱上拉 - **定时器精度**: 机器周期精度(12MHz晶振为1μs) - **串口波特率**: 与晶振相关,11.0592MHz可精确产生标准波特率 #### 使用说明 1. **晶振选择**: 11.0592MHz方便串口波特率计算(无误差) 2. **复位电路**: 上电自动复位,按键手动复位 3. **P0口处理**: P0作I/O时需外接10kΩ上拉电阻 4. **串口通信**: 配置定时器1为波特率发生器 5. **中断优先级**: 合理设置中断优先级,外部中断高于定时器 6. **定时器使用**: 定时器0/1用于定时,定时器2可用于波特率 7. **程序下载**: 使用STC-ISP软件通过串口下载程序 8. **Keil开发**: 使用Keil C51编译器开发 #### 全国大学生电子设计竞赛相关赛题 - **2011年C题**: LC谐振放大器(简单控制) - **2009年D题**: 宽带放大器(辅助控制) - **2007年B题**: 程控滤波器(频率切换控制) - **2005年C题**: 正弦波频率计(频率测量) - **早期题目**: 大量使用51单片机作为主控 #### 应用技术要点总结 1. **定时器编程**: 计算初值,配置工作模式(方式1常用) 2. **中断嵌套**: 设置中断优先级实现中断嵌套 3. **串口通信**: 定时器1方式2自动重载产生波特率 4. **键盘扫描**: 定时器中断扫描矩阵键盘消抖 5. **数码管显示**: 动态扫描或静态显示,注意限流 6. **外部扩展**: P0+P2扩展RAM/ROM,ALE/WR/RD控制 7. **精确延时**: 使用定时器中断实现ms级精确延时 8. **软件优化**: C语言+汇编混合编程提高效率 ---