《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于STC單片機學(xué)習(xí)平臺的硬件電路設(shè)計
摘要: 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,,國內(nèi)大部分理工科院校都開設(shè)了單片機課程,。為了學(xué)好這門課程,與單片機原理與技術(shù)有關(guān)的實驗必不可少,,而實驗的工具就是學(xué)習(xí)板,。目前大多數(shù)的學(xué)習(xí)板采用的都是51系列的單片機,并行接口以及一些老的器件,。
關(guān)鍵詞: 接口IC STC 單片機 硬件電路
Abstract:
Key words :

  0引言

  隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,,國內(nèi)大部分理工科院校都開設(shè)了單片機課程。為了學(xué)好這門課程,,與單片機原理與技術(shù)有關(guān)的實驗必不可少,,而實驗的工具就是學(xué)習(xí)板。目前大多數(shù)的學(xué)習(xí)板采用的都是51系列的單片機,,并行接口以及一些老的器件,。如今,產(chǎn)生了一些增強型的單片機,,速度更快,,有更多的功能,如串口可編程等等,,也出現(xiàn)了許多串行接口的芯片和一些串行口標(biāo)準(zhǔn),。本文提出了一種基于STC單片機學(xué)習(xí)平臺的硬件電路設(shè)計,采用了一款新型的單片機型號一STC12C5410AD,,在學(xué)習(xí)平臺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)平臺的設(shè)計目標(biāo):ISP可編程、液晶屏顯示,、日歷時鐘(IIC接口芯片),、溫度測量(1-wire接口芯片)、FLAH存儲器(SPI接口芯片),、按鍵(臘換掃描按鍵),、電壓測量(AD轉(zhuǎn)換)。

  1硬件系統(tǒng)概述

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

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  1.1 STC12C5410AD單片機簡介

  STC12C5410AD單片機是宏晶科技在標(biāo)準(zhǔn)8051單片機內(nèi)核基礎(chǔ)上進行較大改進后推出的增強型單片機。它是增強型8051單片機,,單時鐘/機器周期,,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)存儲器,,10K字節(jié)片內(nèi)Flash程序存儲器,ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程),,可通過串口直接下載程序,,EEPROM功能,6個16位定時/計數(shù)器,,PWM(4路)/PCA(可編程計數(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

  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)號連接至STC12C5410AD單片機的引腳3,,該電路上電復(fù)位。由于STC12C5410AD單片機工作電壓在5.5~3.5V之間,,因此電源用的是5V的開關(guān)電源,,為了AD轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確,加入了一個LM7805穩(wěn)壓芯片,。

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  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,,就可以通過串口利用STC單片機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中。下圖中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號RxD和TxD分別連接到STC12C5410AD單片機中的P3.0口和P3.1口,。

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  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)號連至單片機的P1.0AD轉(zhuǎn)換口。

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  2.4液晶顯示電路

  液晶顯示電路示于圖7,,因為STC12C5410AD單片機的Io口有限,,而1602液晶屏需要8個數(shù)據(jù)口,因此使用了一個74HC164芯片將串口的輸入轉(zhuǎn)為并口的輸出,,并且加入了一個74LS273鎖存器芯片防止在串行移入的過程中將不需要的數(shù)據(jù)送入1602液晶屏,,導(dǎo)致顯示錯誤。

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  2.5日歷時鐘電路

  日歷時鐘電路示于圖8,,采用的是Dallas公司推出的DS1302芯片,,是IIC接口的芯片。STC12C5410AD單片機沒有IIC通信口,,是用兩個IO口通過軟件來模擬IIC接口,。DS1302_SCLK和DS1302_DATA兩個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號連接到STC12C5410AD單片機的P2.2和P2.3口,在這兩個u上各加了一個10K的上拉電阻,。RST_DS1302網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號連接到P0.0,,用來復(fù)位DS1302芯片。

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  2.6測溫電路

  測溫電路示于圖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腳接到單片機的一個IO口就可以了,。

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  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)號分別連接到單片機的P1.7,、P1.6,、P1.5和P0.3口,,都加入了一個10K的上拉電阻。

  2.8 DA轉(zhuǎn)換電路

  DA轉(zhuǎn)換電路示于圖11,,利用單片機自帶的PWM功能來實現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換,。

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  4 結(jié)束語

  本文提出了一種基于STC12C5410AD單片機的學(xué)習(xí)平臺的硬件電路的設(shè)計,相對于傳統(tǒng)的8051單片機,,用STC12C5410AD單片機來設(shè)計電路的方法有一些不同,,它沒有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)碼管用來顯示,,加入了FLASH存儲芯片,,利用STC12C5410AD的PWM功能實現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換,充分利用了STC12C5410AD單片機的資源,,同時芯片內(nèi)自帶看門狗硬件電路和Ⅱ科的M功能,,適合用來當(dāng)作教學(xué)實驗的學(xué)習(xí)平臺。

  參考文獻

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  作者:中國地質(zhì)大學(xué)數(shù)學(xué)與物理學(xué)院 高菁 左謹平 劉軍勝

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