发布时间 : 星期二 文章51单片机自学必读更新完毕开始阅读d75d79e476c66137ef06199c
1. 系统概述
89C51-III单片机学习板是一款基于8位单片机处理芯片STC89C52RC的系统。其功能强大，可以实现单片机开发的多种要求，学习、开发者可以根据需要选配多种常用模块，达到实验及教学的目的。
89C51-III单片机学习板功能强大，具有报警，跑马灯、串行通信（max232）、段码液晶（msm0801LCD）和字符液晶显示(LCD1602)、电机控制(L298)、A/D转换(TLC2543)、D/A转换(TLC5615)、温度采集(DS1602)、数字信号合成(AD9851)、实时时钟电路(DS1302)、4—20mA输出、PWM输出（UC3842）、红外检测（KSM-603LM）控制等十七种功能，供学习者学习开发使用。89C51-III单片机学习板采用的芯片都是常用芯片，使学习者对常用电子产品进一步学习理解。
2. 系统原理
2.1系统组成
P2.1/P2.5/P2.6 液晶显示（1602）P1.3/1.5/P1/6D0-D7 液晶显示（SMS0801）P1.3/P1/6 基本扩展（74HC373）P3.0-P3.7D0-D7跑马灯(7407)P2.0-P2.7双路电机（L298）P2.3-P2.7 一线式温度 DDS（AD9851）传感器（DS18B20）P2.7时钟（DS1302）A0-A7P2.1-P2.3P2.0-P2.3 D/A转换（TL5616）Vout 电压跟随（LM2904）P1.0-P1.2P1.6/P1/7P1.4/1.6/P1/7STC89C52单片机TXDRXD3.6V 红外接收按键（KSM-603LM） RS-232（max232） RS-485（MAX485）5V EEPROM（24C04） 参考电源(LM336-5V) A/D转换（TLC543）4-20mA OP放大器（LM2904）PWM PWM（uc3842） 12V开关电源稳压电源(7805)稳压电源(78L09)滤波9V 参考电源(LM336-2.5V)滤波
图1-1 系统原理图
2.2 主CPU电路
主CPU电路选用STC89C52RC系列单片机，STC89C52RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
STC89C52RC系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/ 精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。
STC89C51系列单片机的特点：
(1) 增强型 1T 流水线/ 精简指令集结构 8051 CPU
(2) 工作电压：3.4V - 5.5V （5V 单片机） / 2.0V - 3.8V （3V 单片机）
(3) 工作频率范围：0 - 35 MHz，相当于普通8051 的 0～420MHz.实际工作频率可达48MHz. (4)用户应用程序空间12K / 10K / 8K / 6K / 4K / 2K 字节 (5) 片上集成 512 字节 RAM (6) 通用I/O 口（27/23个），复位后为： 准双向口/ 弱上拉（普通8051 传统I/O 口） 可设置成四种模式：准双向口/ 弱上拉，推挽/ 强上拉，仅为输入/ 高阻，开漏 每个I/O 口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA (7) ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器 可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片 (8) EEPROM 功能 (9) 看门狗
(10)内部集成MAX810 专用复位电路（外部晶体20M 以下时，可省外部复位电路）
(11)时钟源：外部高精度晶体/ 时钟，内部R/C 振荡器。用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还
是外部晶体/ 时钟。常温下内部R/C 振荡器频率为：5.2MHz ～ 6.8MHz。精度要求不高时，可选择使用内部时钟，因为有温漂，请选4MHz ～ 8MHz
(12)有2个16 位定时器/ 计数器
(13)外部中断2 路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒 (14)PWM ( 4 路）/ P C A（可编程计数器阵列），也可用来再实现4个定时器或4个外部中断(上升沿中断/ 下降沿中断均可支持)
(15) STC89Cc516AD具有ADC功能。 10 位精度ADC，共8 路 (16) 通用异步串行口(UART)
(17) SPI 同步通信口， 主模式/ 从模式
(18)工作温度范围： 0 - 75℃ / -40 - +85℃
(19)封装： PDIP-28，SOP-28，PDIP-20，SOP-20，PLCC-32,TSSOP-20(超小封状，定货) STC89C52RC系列单片机为真正的看门狗，缺省为关闭（冷启动），启动后无法关闭，可省去外部看门狗。此系列单片机P4口地址为E8H，并有2个附加外部中断，P4.2/INT3,P4.3/INT2。
晶振电路部分，使用11.0592M晶体，和20PF的电容。
在复位电路中，采用阻容复位时，电容为10uF，电阻为10k；晶振及复位电路如图2.1。因为STC89C52RC系列单片机RESET脚内部没有下拉电阻，必须接10k电阻。
图2.1晶振及复位电路
2.3 电源电路：
电源电路采用外部供电的方式，通过变压器将220V交流电转变为12V，再通过接口J0向实验板供电，为保护系统的安全性，增加了开关k0,防止因电源不当引起硬件的烧坏，电源经过k0后，经过整流桥，再通过电源芯片7805和7809得到+5V和+9V，为系统及周围芯片提供电源。电源供电原理图如图2.2
图2.2电源供电原理图
2.4 报警器电路
报警器电路如图2.3所示，使用三极管9012进行驱动控制。用单片机控制引脚P3.2控制报警器工作，实现报警功能。
图2.3 报警器电路与STC89C52RC的连接
2.5 按键
系统设计有三路独立的输入按键，按键直接接入到单片机的P1口，键盘电路如图2.4所示。当按键未按下时，由于上拉电阻的作用，单片机检测到引脚为高电平；当按键被按下时，单片机检测到引脚为低电平。所以只要通过检测相应端口的状态的变化，就可以检测到是否有按键按下。
图2.4键盘电路与STC89C52RC的连接
2.6串行通信模块
2.6.1. RS232接口电路
系统设计了RS232接口电路，来实现系统与PC机串口通讯。在此系统中RS232接口电路主要用来将用户程序下载进控制器。用户通过USB线将程序代码送入RS232串口J9，经MAX232将程序下载进单片机。接线方法如图2.6.1。
用户也可在自己的目标系统上，可将P3.0/P3.1 经过RS-232 电平转换器转换后连接到电脑的普通RS-232 串口，就可以在系统编程/ 升级用户软件。建议如果用户板上无RS-232 电平转换器，应引出一个插座，含 Gnd / P3.1 / P3.0 / Vcc 四个信号线，当然如能引出Gnd / P3.1 / P3.0 / Vcc / P1.1 /P1.0 六个信号线为最好，这样就可以在用户系统上直接编程了。关于ISP 编程的原理及应用指南详见附录部分“STC12C5410AD 系列单片机 ISP 编程 原理 工具使用说明” 部分。
图2.6.1 RS232、与TTL电平转换电路与STC89C52RC的连接
2.6.2. RS485接口电路
RS485是一个半双工通信的接口电路，其电路采用MAX485。利用RS485接口可方便实现多一机对多机的组网通信。P3.5为收发控制脚。电路如图2.6.2
图2.6.2 RS485接口电路与STC89C52RC的连接
2.7液晶显示模块
系统设计中，液晶显示采用SMS0801 LCM液晶屏。SMS0801 LCM可以显示8位带小数点数字，采用串行接口，使用方便，只需将1，2脚接电源地，3脚接单片机P1.6，4，5脚接电源，6脚接单片机P1.3即可实现显示。如图2.7所示。
表1 SMS0801 LCM 使用说明
一． 主要技术参数 显示容量 芯片工作电压 工作电流 字 高 视 角 显示方式 接口方式 8位带小数点数字 2.7v~5.5v 20uA(3.0V) 10.7mm 6:00 反射式正显式 串行接口 环境相对湿度 工作温度 存储温度 <85％ -10～+50℃ -20～+60℃ 二．接口信号说明 1 VSS: 3 CLK： 5 VDD： 电源地 串行移位脉冲输入 电源正极输入 2 VSS： 4 VDD： 6 DI： 电源地 电源正极 串行数据输入 三、SMS0401地址映射表