单片机最小系统的设计(陶建美、洪媛、应聪聪).doc

《单片机最小系统的设计(陶建美、洪媛、应聪聪).doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、单片机最小系统设计（陶建美、洪媛、应聪聪）摘要：本智能小车采用单片机AT89C51作为控制器，来控制小车的电机正转、反转等功能，用灰度传感器检测，实现小车沿着黑线行走。所以，小车主要分为三部分：最小系统的设计，电机的驱动，灰度传感器的检测。而我们小组主要负责单片机最小系统，接下来，我们将对这一部分进行设计与调试。关键词：51单片机AD转换7805稳压电源一、系统设计1、系统设计思路（1）总体框架图：灰度传感器电机驱动单片机AT89C51（2）单片机最小系统的框架图：电源部分A/D转化AT89C511、单片机最小系统原理图见附录一2、各功能块的划分与组成（1）AT89C512条主电源引脚VCCG

2、ND；2条外接晶体引脚XTAL1/2；4条控制或与其他电源复用的引脚；32条I/O引脚。（2）电源电路采用7805，将电源降至5V，提供芯片正常工作。（3）晶振与复位(a)时钟电路89C51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。89C51单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式，即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2MHZ到12MHZ之间选择,我们采用的是11.0592MHZ的晶振。电容值无严格要

3、求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响，CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值，但在60pF到70pF时振荡器有较高的频率稳定性。所以本设计中，振荡晶体选择6MHZ,电容选择65pF。在设计印刷电路板时，晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。为了提高温度稳定性，应采用NPO电容。(b)复位电路89C51的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。复位电路通常采用上

4、电自动复位和按钮复位两种方式。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。时钟频率用6MHZ时C取22uF,R取1KΩ。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的。按键手动复位电路见图。时钟频率选用6MHZ时，C取22uF,Rs取200Ω，RK取1KΩ。（4）A/D转化采用A/D0832实现由模拟信号向数字信号的转化功能。ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，

5、可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任

6、意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能。当此2位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作

7、为正输入端IN+进行输入。到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据