一款适合课堂教学的简易单片机实验开发器

单片机应用系统课程是目前电类专业的主干课之一，其操作性很强，对于院校学生，光靠课堂上的教学是远不够的，除了在课堂上要求学生掌握基本概念。 　　了解单片机扩展接口电路的设计方法和设计编制程序的流程之外，只有通过课外大量的实际操作，才能掌握单片机应用系统的设计步骤，学会开发单片机应用系统基本方法。 　　本文根据at89s52单片机具有的在系统编程功能，整合了一套成本低廉、取材容易、制作快捷、操作方便的单片机实验开发系统。该系统非常适合于课堂上或课堂外使用。　　硬件电路　　硬件电路分为单片机的最小系统和下载器两大部分。　　最小系统原理：最小系统是没有外围器件及外设接口扩展的单片机系统。它是单片机应用系统的设计基础，包括最小系统结构选择、时钟系统设计和复位系统设计。通常情况下，单片机最小系统分三种结构：　　①总线型总线应用的最小系统结构，该结构由总线型单片机、复位电路、时钟电路、i／o口及并行扩展总线组成。　　②总线型非总线应用的最小系统结构，只有单片机、复位电路构成的最简单的电路，并行总线不用于外围扩展，可作为应用系统的i／o口使用。　　③非总线型单片机的最小系统结构。　　这里介绍的最小系统属于第②种，由单片机at89s52和isp编程接口组成，其原理如图1所示。图中p0～p3口和cn104留给实验或实训时作为i／o口或连接扩展电路用。con101是在下载或读取芯片内部程序时用的isp编程接口，操作时，需要去掉跳线j101。(isp即英文in-system programmable，意为在系统编程。)　　下载器：下载器由接口板和连接电缆组成。接口板的原理图见图2(a)。图中u201是8缓冲器74hc244电路，用作计算机并口和单片机的缓冲隔离。连接器cn202是通用的db25针形插头，与上位机连接，进行通信；其中4、5脚控制u201芯片，在其低电平时允许数据正常传输，高电平时74hc244的输出呈高阻状态；6脚输出数据到单片机；7脚是时钟信号；9脚是输出复位信号；10脚是接收从单片机读出的数据。连接器cn201是标准的10针idc插座，其各项功能。　　下载电缆采用10芯扁平电缆，两头压有idc插头。一端接下载器，另一端接最小系统板上的isp口。　　软件操作　　在这个实验开发系统中，软件使用了keil c和程序下载软件slisp。有兴趣仿真的读者可使用proteus软件。由于应用电路和程序在仿真环境与真实环境中运行，在某些情况下存在一定的差异，所以在这里不予推荐(所用两个软件可到相应网站上下载安装)。　　keil c的基本操作：安装keil c软件后，电脑的桌面上会有图标显示。用鼠标左键双击该图标便可进入keil c的工作界面，如图3所示。该界面与word界面类似，上边是菜单栏，接着是快捷按钮栏等。这里用到的部分菜单及快捷按钮的中文含义已标注在图3上；用到的功能只是创建一个项目或打开一个已有的项目，创建或打开一个源程序文本等，最后把它编译成需要的十六进制文件。　　其操作步骤如下：　　*新建项目或打开已有的项目　　*新建文件或打开已有的文件　　*目标文件选项设置　　*建立目标文件，获得.hex文件　　程序读取与下载：已经安装有双龙电子下载软件的电脑，在其桌面上也有图标显示。同样用鼠标左键双击该图标便可进入mcu下载程序的工作界面。该界面是中文的，且比较清晰。　　首次使用时将“通信参数设置及器件选择”设置成图中所示，即通信口设为并行通信口“lpt1”，速率设为“turbo”加速，器件选择“at89s52”。　　拔去最小系统板上的跳线j101、j102、j103，插上at89s52芯片；将下载线的接口板插入电脑的并口上，用连接电缆把最小系统与接口板连好，再在最小系统上接上+9v电源。注意“+”与“-”不能搞错。打开电源对最小系统供电，就可以读写芯片中的程序了。　　如果在下载过程中出现错误，会在下面的．文本框中出现提示。找到原因后再进行重写时，需要先把芯片内原来的信息擦除掉，然后再写。　　如果对原程序进行了修改，那么要重新进行编译，即点重建目标文件“rebuild ali target files”按钮，生成新的.hex文件；下载时还要重新加载刚生成的同一文件名的新.hex文件。这样才能保证本次下载的是已修改的程序。　　完成上面的操作后，关闭+9v电源，拔下连接电缆，插上跳线j101，接上扩展接口电路，就可以检查程序的运行情况，进行实验或开发了。　　实训一例　　用两个按钮分别控制继电器的吸合和释放。　　基本要求：按一下开关s1，继电器j吸合；按一下按钮s2，继电器j释放。如果s2没有闭合，那么即使按s1，继电器j也不会吸合。　　实现电路：利用单片机89s52的p3.6和p3.7口来控制p1.7的状态，使继电器的吸合或释放；当p3.6低电平时使p1.7也低电平，继电器吸合；