多功能MCS-51单片机开发板设计

摘要：本文设计的单片机开发板主要有以下的功能：流水灯、键盘识别、定时、中断、蜂鸣器唱歌、X5045看门狗、实时时钟DS1302、数字温度传感器DS18B20、并行A/A转换器DAC0832、串行A/D转换器TLC0832、RS23接口、数码管动态显示、在线ISP下载、SRAM6264等，为单片机学习与开发提供了借鉴。

关键词：单片机；开发板；ISP

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-02

MCU Development Borad Design of Multi-function mcs-51

Zhang Daode

(Hubei University of Technology Mechanical Engineering,Wuhan430068,China)

Abstract:The develop boarddesigned here is of common functions,

such as water lamp,timer,interrupt,singing by buzzer,X5045 watch dog,Real time clock DS1302,digital temperature sensor DS18B20,parallel D/A converter DAC0832,serial A/D converter TLC0832,RS-232 interface,

dynamic display of digital tub,ISP download online,SRAM6264 etc.It is meaningful for single chip machine study and development.

Keywords:MCU;Development board;ISP

一、前言

MCS-51系列单片机是目前主流的8位单片机之一[1]，但由于它的硬件能力有限，本文设计了一种单片机开发板，综合了当下流行的单片机接口电路，很好地扩充了MCS－51单片机的功能。

二、系统主要组成及开发平台

该系统的组成部分的核心是AT89S52单片机芯片，同时扩展了一块RAM6264，并口8155，同时扩充了DAC0832和TLC0832作为AD/DA转换电路，在此基础上还扩充有FM12864中文液晶图形模块接口电路、DS18B20温度传感检测电路，DS1302时钟显示芯片接口，X5045看门狗接口电路，另外将键盘和数码管显示作为独立的模块，方便了使用也使I/O资源空闲，RS-232串口通信电路可实现开发楹和电脑的双机通信。电源方面设置了USB供电和外接电源供电两种方式。

AT89S52单片机口具有8KB的FLASH[2]，通过提供的ISP在线下载线可以现场仿真而无须专门的烧写器即可以将目标程序下载到CPU中，在51 MCU_SYSTEM中就可以观察到程序的运行情况。本文所使用的开发工具为µVision2集成开发平台[3]，包含一个高效的编辑器、一个项目管理器和一个MAKE工具。并且支持所有Keil C51工具，包括C编译器、宏汇编器连接/定位器、目标代码到HEX转换器。

三、系统主要硬件设计

（一）单片机部分

CPU采用的是AT89S5X系列的单片机，同时兼容飞利浦P89系列的单片机，在本系统是单片机上的EA接的是高电平，表示对ROM的读写从内部程序存储器开始，并且可以延至外部存储器。在P0口接有470欧的排组上拉数据口，系统主频率12MHz。

图1.单片机部分电路设计

（二）8155部分

在本系统中采用8155实现I/O扩展。8155不仅具有两个8位的I/O端口A、B口和一个6位的I/O端口C口，而且还可以提供256个字节的静态RAM存储器和一个14位的定时/计数器。8155和单片机的接口非常简单，目前被广泛应用。系统用一片73LS138实现8155、6264等芯片的片选。

图2.8155接口电路设计

（三）DAC0832部分

DAC0832是8位D/A转换器，，转换结果为一对差动电流输出，转换时间大约为1us。使用单电源+5VD+15V供电[1]。参考电压为-10V－+10V。在此我们直接选择+5V作为参考电压。DAC0832有三种工作方式：直通方式，单缓冲方式，双缓冲方式；在此我们选择直通的工作方式，将XFER、WR2、CS管脚全部接数字地。管脚8接参考电压，在此我们接的参考电压是+5V，如图3所示，可以产生三角波，锯齿波，梯型波等波形。CE2接在74LS138上，通过分配地址完成片选。

图3.DAC0832接口电路

（四）TLC0832

TLC0832是八位串行逐次逼近模数转换器[4]，它有两个可选择的输入通道。其接口电路如图所示。TLC0832的通道0外接了电位器，可以模拟不同的电压输入。对TLC0832的控制需要3根I/O口线，可以从单片机及8155接入。

图4.TLC0832接口电路

（五）X5045接口电路

复位电路采用了带I2C的监控芯片X5045，上电即可复位[5]，电路如图5所示。另外8155设置了独立的复位方式以弥补和51单片机的复位不同步缺点。

图5.看门狗接口电路

（六）键盘接口电路

在单片机应用系统中通常应具有人机对话功能能随时发出各种控制指令和数据输入以及报告应用系统的运行状态与运行结果。本文所采用的是独立式键盘，其中key代表阻值为1kΩ的排阻。

（七）数码管显示接口电路

系统数码管显示及键盘显示均比较灵活，提供了专门的I/O接口，可以用8155来控制，也可以用单片机来控制。开发板支持4位七段示LED数码显示器。

四、结束语

限于篇幅，本文关于DS1302、LCD显示接口以及系统软件设计等方面未能介绍。本文设计的单片机开发板在实际中发挥了重要作用，适合于单片机学习者及简单的工程应用。

参考文献：

[1]杨光友.单片微型计算机原理及接口技术[M].水利水电出版社,2002

[2]AT89S51 Datasheet.Atmel Inc.2006

[3]赵亮.单片机C语言编程与实例[M].人民邮电出版社,2003

[4]张道德.单片机接口技术(C51版).中国水利水电出版社,2007

[5]X5045 Datasheet.Intersil inc.2006

[作者简介]张道德（1973-），男，博士，研究方向：从事嵌入式系统、智能控制等领域的研究。

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