基于AT89S52的單片機開發板設計

周麗榮

（吉林航空工程學校，吉林 吉林 132102）

1 引言

單片機技術自發展以來已走過20多年的發展歷程，單片機技術的發展得力于微處理器技術以及超大規模集成電路技術的發展，且在廣泛的應用領域拉動下，以性能價格比高、使用廣泛等表現，較微處理器更具有代表性。小到電子玩具，大到工業控制、軍事設施、航空航天技術等行業都有單片機應用的影子。針對51單片機技術在電子行業自動化方面的重要應用，為了滿足廣大學生、愛好者、產品開發者迅速學會掌握單片機這門技術，提出了設計單片機開發板的思想。本文在概述開發板設計系統的基礎上，首先介紹開發軟件的使用方法，然后引入各個模塊的作用、給出各個模塊的電路原理圖，并且提出該模塊在系統中完成什么功能，最后將對單片機開發流程進行分析。

2 設計要求

設計一個單片機開發板，能夠實現典型的功能，如蜂鳴器、跑馬燈、數碼管顯示等功能，也要實現一些常用的功能，如液晶顯示、外圍電路擴展等功能。這些功能能夠滿足基本的學習、開發和設計的需求。

3 單片機開發板系統介紹

3.1 單片機開發板的系統框圖

根據設計的基本要求，綜合各方面的因素，采用AT89S52單片機作為主控器，外圍電路由典型的蜂鳴器、跑馬燈、4位數碼管顯示、液晶顯示、矩陣鍵盤輸入等模塊組成，為了提高驗證程序效率，設計了ISP接口，直接燒錄芯片即可。最后將所有I/O口開放，便于擴展，系統框圖，見圖1。

3.2 開發環境及軟件應用

51單片機系列最受歡迎的開發軟件為Keil C51。它支持匯編、C語言開發，軟件支持仿真等功能，具有相當大的用戶群，功能強大，資料豐富，在本設計中利用該軟件進行編程、編譯后，生成HEX文件，利用ISP下載電路直接燒錄到單片機運行。

3.3 開發板典型模塊電路設計

3.3.1 主機電路

MCS－51單片機應用廣泛，教材豐富，為單片機學習的首選，而AT89S52單片機在軟、硬件都兼容其他公司的51單片機，功能更加強大、可擦寫次數在1 000次左右。故本設計中采用AT89S52單片機作為主機電路控制核心。主機電路一般由振蕩、復位電路等構成最小系統。

3.3.2 四位數碼管顯示電路

數碼管是單片機應用系統中廣泛使用的一種顯示器件，從內部電路連接上共分為共陰極、共陽極兩種，其內部是由發光二極管組成的。從字面意思就可以理解：共陰極數碼管就是每個數碼管的8個發光二極管的陰極都連接在一起，而共陽極數碼管是發光二極管的陽極都連接在一起。

數碼管與單片機的接口比較方便，只要將單片機的8位并行I/O口與數碼管的段碼引腳相連接即可，從8位并行I/O口輸出不同的段碼，數碼管就會顯示不同的數字。但是如果連接數碼管較多，就采用動態掃描的方式連接數碼管。本設計中使用了4個數碼管，為了節省I/O口的使用，使用HC573芯片來擴展I/O口，通過程序來控制不同數碼管顯示不同的數字。為了使數碼管顯示更加明亮醒目，使用了共陽極數碼管和成本較低的三極管作為驅動電路。

3.3.3 液晶顯示電路

從目前工業設計的趨勢看，基本朝著低功耗、高性價比的方向發展，目前倡導低碳生活，在設計中采用的顯示電路也要使用一種低功耗的顯示設備，液晶顯示就滿足這種需求，目前單片機常用的液晶顯示電路有LCM1602、LCM12864、LCM12232等。本設計中采用的液晶顯示模塊是LCM1602電路，與單片機接口非常簡單，只需將LCM1602的供電電路連接，其余數據及控制口與單片機的并行I/O口相連接，利用單片機編程控制液晶顯示字符。

圖2 單片機開發流程

4 單片機開發板軟件設計

對于初學者而言，熟悉開發流程和開發環境是進入單片機精彩世界的必要條件，根據本設計中提供的硬件從模塊到系統對單片機認知和開發。

在硬件的基礎上，使單片機開發板的器件能夠工作，需要軟件編程的支持，現代單片機開發實驗的主要流程見圖2。

本設計中采用的編譯軟件是Keil C51，使用的語言是C語言，對初學者而言，需要掌握這些才能夠對單片機開發板進行開發實驗。

5 結束語

本設計中單片機開發板還有很多電路，限于篇幅，本文未將所有電路一一介紹，但所有的電路模塊基本都具有節省單片機 I/O口資源，抗干擾電路和穩壓電路的特點，這樣的開發板在做開發實驗中可以很準確、穩定的工作，在實際應用中也具有一定的參考價值。