浙江工业大学本科毕业设计论文

图3-2 串口程序下载模块

4.2.2 原理说明

上图的原理图为STC51系列单片机的程序下载模块，使用串口进行程序的下载。由J4串口接口连接到电脑的串口通信端口，使计算机能和单片机通信。通过STC ISP计算机端软件，把编写好的并编译好的程序文件下载到单片机的内部ROM中。RS232的供电由设计的主板统一供电。Atmel的89S51 P1口预留有接插件，方便程序下载，AT89S系列单片机下载板需另外制作，使用并口下载，较为麻烦。J4为DB9的九针串口接口，RS232为DIP16封装的MAXIM公司的MAX232EPE周边电容为50V 1Uf的电解质电容。

MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。 4.2.3 器件引脚介绍

第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。如图3-3所示引脚图。

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C1+V+C1-C2+C2-V-T2OUTR2IN123456781615VCCGND14T1OUTMAXIMMAX23214R1IN12R1OUT11T1IN109T2INR2OUT

图3-3 MAX232引脚图

4.3 单片机最小系统的设计

4.3.1 4.3.1引脚分布图

本设计采用的为DIP40封装的STC89C51RC，如图3-4所示

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RESET12345678940VCC39P0.038P0.137P0.236P0.335P0.4343332P0.5P0.6P0.7P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717AXIAL18AXIAL19GND20STC89C51RC31EA30ALE/P2928PSENP2.727P2.626P2.525P2.424P2.323P2.22221P2.1P2.0

图3-4 STC89C51引脚图

4.3.2 各引脚功能说明

Ｖcc:+5V电源电压。 Ｖss:电路接地端。

P0.0～P0.7:通道0，它是8位漏极开路的双向I/O通道，当扩展外部存贮器时，这也是低八位地址和数据总线，在编程和校验期间，它输入和输出字节代码，通道0吸收/发出二个TTL负载P1.0～P1.7:通道1是8位拟双向I/O通道，在编程和校验时，它发出低8位地址。

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通道１吸收/发出一个TTL负载。

P2.0～P2.7:通道2是8位拟双向I/O通道，当访问外部存贮器时，用作高8位地址总线。通道2能吸收/发出一个TTL负载。

P3.0～P3.7:通道3准双向I/O通道。通道3能吸收/发出一个TTL负载，P3通道的每一根线还有另一种功能：

P3.0:RXD，串行输入口。 P3.1:TXD，串行输出口。 P3.2:INT0，外部中断0输入口。 P3.3:INT1，外部中断1输入口。

P3.4:T0，定时器/计数器0外部事件脉冲输入端。 P3.5:T1，定时器/计数器1外部事件脉冲输入端 P3.6:WR，外部数据存贮器写脉冲。 P3.7:RD，外部数据存贮器读脉冲。

RST/VpD:引脚9，复位输入信号，振荡器工作时，该引脚上2个机器周期的高电平可以实现复位操作，在掉电情况下（Vcc降到操作允许限度以下）， 后备电源加到此引脚，将只给片内RAM供电。

ALE/PROG:引脚30，地址锁存有效信号，其主要作用是提供一个适当的定时信号，在它的下降沿用于外部程序存储器或外部数据存贮器的低8位地址锁存，使总线 P0输出/输入口分时用作地址总线（低8位）和数据总线， 此信号每个机器出现2次，只是在访问外部数据存储器期间才不输出ALE。所以，在任何不使用外部数据存贮器的系统中，ALE以1/6振荡频率的固定速率输出，因而它能用作外部时钟或定时，8751内的EPROM编程时，此端输编程脉冲信号。

PSEN:引脚29，程序选通有效信号，当从外部程序存贮器读取指令时产生， 低电平时，指令寄存器的内容读到数据总线上。

EA/VPP:引脚31，当保持TTL高电平时，如果指令计数器小于4096，8051执行内部ROM的指令，8751执行内部EPROM的指令，当使TTL为低电平时，从外部程序存贮器取出所有指令，在8751内的EPROM编程时，此端为21V编程电源输入端。

XTAL1:引脚18，内部振荡器外接晶振的一个输入端，HMOS芯片使用外部振荡源时，此端必须接地。

XTAL2:引脚19，内部振荡器外接晶振的另一个输入端，HMOS芯片使用外部振荡器时，此端用于输入外部振荡信号。 4.3.3 单片机最小系统

如图3-5为设计好的单片机最小系统设计原理图。

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图3-5 单片机最小系统原理图

4.3.4 设计说明

在进行I/O口工作分配的时候，考虑到布线及产品的美观性，以及操作的简易性，P1口为显示驱动，及AT89S系列单片机的ISP作用，P1.5 MOSI（在系统编程用）P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用）。P0口接上拉电阻（103，10KΩ），用于4*4键盘扫描，蜂鸣器由P34口驱动。单片机复位方式使用上电自动复位，时钟部分使用12MHz外部晶振。P3.0，P3.1专用STC51单片机程序下载，其他I/O口未使用，P2口闲置，备以后扩展使用。J20其中三个引脚接到P1.0，P1.1，P1.2，分别为LOAD（数据装载输入端）,CLK（单片机提供给显示驱动芯片MAX7219的时钟信号）,DIN(串行数据输入）,加上两个电源端口，驱动显示板。

4.4 时钟电路模块的设计。

4.4.1 原理图

如图3-6为时钟电路模块的设计原理图。

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