一款適合課堂教學(xué)的簡易單片機實驗開發(fā)器

　　單片機應(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，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。

　　了解單片機擴展接口電路的設(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際操作，才能掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計步驟，學(xué)會開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)基本方法。

　　本文根據(jù)AT89S52單片機具有的在系統(tǒng)編程功能，整合了一套成本低廉、取材容易、制作快捷、操作方便的單片機實驗開發(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的最小系統(tǒng)和下載器兩大部分。

　　最小系統(tǒng)原理：最小系統(tǒng)是沒有外圍器件及外設(shè)接口擴展的單片機系統(tǒng)。它是單片機應(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、復(fù)位電路、時鐘電路、I／O口及并行擴展總線組成。

　?、诳偩€型非總線應(yīng)用的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，只有單片機、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展，可作為應(yīng)用系統(tǒng)的I／O口使用。

　?、鄯强偩€型單片機的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　這里介紹的最小系統(tǒng)屬于第②種，由單片機AT89S52和ISP編程接口組成，其原理如圖1所示。圖中P0～P3口和CN104留給實驗或?qū)嵱?xùn)時作為I／O口或連接擴展電路用。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，用作計算機并口和單片機的緩沖隔離。連接器CN202是通用的DB25針形插頭，與上位機連接，進行通信；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；7腳是時鐘信號；9腳是輸出復(fù)位信號；10腳是接收從單片機讀出的數(shù)據(jù)。連接器CN201是標(biāo)準(zhǔn)的10針I(yè)DC插座，其各項功能見圖2(b)。

　　下載電纜采用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。

　　軟件操作

　　在這個實驗開發(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)境與真實環(huán)境中運行，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)。

　　keil 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)建一個項目或打開一個已有的項目，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制文件。