一款適合課堂教學(xué)的簡易單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(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)計方法和設(shè)計編制程序的流程之外，只有通過課外大量的實(shí)際操作，才能掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計步驟，學(xué)會開發(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)開發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)非常適合于課堂上或課堂外使用。　　硬件電路　　硬件電路分為單片機(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)計基礎(chǔ)，包括最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇、時鐘系統(tǒng)設(shè)計和復(fù)位系統(tǒng)設(shè)計。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)部程序時用的isp編程接口，操作時，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。接口板的原理圖見圖2(a)。圖中u201是8緩沖器74hc244電路，用作計算機(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，在其低電平時允許數(shù)據(jù)正常傳輸，高電平時74hc244的輸出呈高阻狀態(tài)；6腳輸出數(shù)據(jù)到單片機(jī)；7腳是時鐘信號；9腳是輸出復(fù)位信號；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@個實(shí)驗(yàn)開發(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)建一個項(xiàng)目或打開一個已有的項(xiàng)目，創(chuàng)建或打開一個源程序文本等，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)目或打開已有的項(xiàng)目　　*新建文件或打開已有的文件　　*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。打開電源對最小系統(tǒng)供電，就可以讀寫芯片中的程序了?！　∪绻谙螺d過程中出現(xiàn)錯誤，會在下面的．文本框中出現(xiàn)提示。找到原因后再進(jìn)行重寫時，需要先把芯片內(nèi)原來的信息擦除掉，然后再寫?！　∪绻麑υ绦蜻M(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?！　⊥瓿缮厦娴牟僮骱螅P(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)或開發(fā)了。　　實(shí)訓(xùn)一例　　用兩個按鈕分別控制繼電器的吸合和釋放?！　』疽螅喊匆幌麻_關(guān)s1，繼電器j吸合；按一下按鈕s2，繼電器j釋放。如果s2沒有閉合，那么即使按s1，繼電器j也不會吸合?！　?shí)現(xiàn)電路：利用單片機(jī)89s52的p3.6和p3.7口來控制p1.7的狀態(tài)，使繼電器的吸合或釋放；當(dāng)p3.6低電平時使p1.7也低電平，繼電器吸合；