单片机实验教材.docVIP

PAGE PAGE 47 序言 单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统（简称嵌入式系统）两大分支。单片机单芯片的微小体积和极低的成本，可广泛嵌入到如电子玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。以空前的速度迅速而广泛的取代了经典电子系统。 单片机作为最典型的嵌入式系统，成功推动了嵌入式系统的发展。经历了从单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）到微控制器（MicroController Unit）到片上系统（System on Chip）的发展，推动了嵌入式处理器的发展，演化出庞大的嵌入式系统家族。 目前，以及未来相当长一段时间内，单片机应用技术的发展趋势为： 1、全盘CMOS化。CMOS电路具有众多的优点，如极宽的的工作电压氛围、极佳的本质低功耗及功耗管理特性，形成了嵌入式系统独特的低功耗及功耗管理应用技术。 2、最大化的SoC设计。目前单片机以逐渐向片上系统发展，原有的单片机逐渐发展成通用SoC单片机（如C8051F系列）或SoC的标准IP核（如DW8051_core），以及各种专用的SoC单片机。 3、以串行方式为主的外围扩展。目前单片机外围器件普遍提供了串行扩展方式。串行扩展具有简单、灵活、电路系统简单、占用I/O口资源少等优点，是一种流行的扩展方式。 4、8位机仍有巨大的发展空间。由于大多数嵌入式应用对象要求有限响应时间。从诞生至今，乃至今后相当长的时间内，8位机仍有巨大发展空间。 目前国内高校计算机、电子、自动化等很多理工科专业都相继开设了单片机课程，单片机技术的实践性很强，新型单片机及外围器件日新月异。掌握单片机技术必须通过一定的实践环节才行。MCS-51 系列单片机奠定了8位单片机的基础，以其为基核，发展到目前的80C51系列，具有极好的兼容性，并有极强的生命力。以80C51系列单片机做为实践的入门之选，既符合教学特点的典型性，又不失内容的先进性。 我们采用的是清华TMC－2实验平台。 清华TMC－2实验台结构图 一、实验仪器简介 实验仪的结构如图1.1所示。下面将各部分的功能介绍如下。 1、通用单片机插座 实验仪上设有一个40 脚的万能锁紧插座，可以插入40 脚以下双列直插式封装单片机，包括Intel 公司的MCS-51 系列、ATMEL 公司的AT89C51、AT89C52 及20 脚的AT89C2051、AT89C1051，PHILIPS 公司的P89C51 系列、51LPC 系列，Microchip 公司的PIC 系列单片机。该插座的每一个引脚（除EA 以外）在周围都有相应一个可插入自锁紧连线的插孔，实验时由实验者通过这些插孔将单片机与实验台上的外围电路连接。（注意：实验结束后，应将万能锁紧插座的拉杆拉起，使之处于松弛状态。“自锁紧插孔”插入导线时，应稍加力，才能保证接触良好，但拔出时，应先左右旋转，再加力向上拔出。） 2、仿真器 在实验箱上设置了仿真器SST89E564RD，可以利用Keil uVision2 来做在线仿真，也可以将程序下载到单片机中观察实验效果。单片机89c51 和仿真器之间用转换开关SW1 切换，当开关向上拨到“89C51”位置时。选择锁紧插座上的89C51 或89C51RD 芯片，当向下拨到“仿真器”位置时，选择仿真芯片，可进行程序的仿真调试。 3、跳线开关 实验箱上加了跳线JP0，JP1，JP2 三组跳线，这些跳线在扩展6264、0809、0832 三个实验中需要连接，主要提供了所需的数据、地址总线，译码，读写等信号。一般情况下建议这些跳线不要连接，只在做外扩充实验时再连。具体作用请参考相应实验内容。 图1.1 单片机及仿真器结构图 4、地址译码电路 考虑到单片机系统扩展的需要，实验台上设有地址译码电路，电路如图1.2所示。这里采用一片74LS138进行译码： 8条译码输出线Y0～Y7在实验台“地址译码”处分别由“自锁紧”插孔引出，供实验选用。其地址分别是0000H～1FFFH；2000H～3FFFH；4000H～5FFFH；6000H～7FFFH；8000H～9FFFH；A000H～BFFFH；C000H～DFFFH；E000H～FFFFH。 图1.2 地址译码电路 5、地址总线插孔 实验台上有“低位地址”引出插孔，引出经74LS373锁存后的低位地址线A2～A0信号，供搭试各种单片机扩展电路使用。 6、单片机扩展电路 实验台上设有单片机系统扩展电路,当跳线开关JP0、JP1、JP2接通时，这些电路与单片机之间除片选信号外主要连线已接好，电路将在后面实验中介绍,可供实验时使用。扩展电路