简易51单片机开发板设计
摘要：设计一种基于S51单片机的开发板，该开发板具有成本低、体积小、可靠性高、功能齐全、低功耗设计、操作方便等特点。本论文详细介绍了该开发板的开发过程及相关硬件结构和软件设计。
关键词：S51；DS1302通信；液晶显示；键盘
1 引言
单片机属于第四代微型计算机的一个重要分支。单片机是把中央处理器CPU；随机存取存储器RAM；只读存储器ROM,定时器/计数器以及I/O接口电路等主要计算部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机的应用导致了控制领域的一场革命是微控制技术逐步取代传统的硬件控制。近十几年来单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科技计算、商业管理和办公室自动化等方面获得了广泛的应用。单片机具有体积小、重量轻、耗能省、价格低、可靠性高和通用灵活等优点，因此也广泛应用于卫星定向、汽车火花控制、交通自动管理和微波炉等专用控制上。
单片机具有成本低、体积小、可靠性高、具有高附加值、通过更改软件就可以改变控制对象等优点，单片机越来越成为电子工程师设计产品时的首选器件之一。因此拥有一块单片机开发板对单片机学习具有着极其重要的意义。但是单片机学习效果的优劣直接取决于单片机的选择，C51系列单片机内部具有128字节RAM、5个中断源、32条I/O口线、2个16位定时器、4KB的程序存储器、一个全双工异步串行口。本开发板选择具有ISP在线编程功能的S51单片机，该单片机不需要烧写器，可在开发板上ISP在线编程，具有广泛的应用前景。
S51单片机除兼容C51单片机外，还具有工作频率0至33MHz的高工作频率；可以满足绝大多数的实际应用开发需求，在开发板上使用十分方便。
本课题设计的S51单片机开发板，具有一般开发板通用结构，并基于硬件进行相关软件设计。利用程序开发语言开发程序并实现ISP在线下载到单片机，无需配置单独的下载器。单片机使用ISP在线下载程序，加快了程序设计者调试的进度，使设计者所设计的程序尽快得到验证。通过对开发板上的模块进行实验，可以提高针对不同硬件进行编程的能力，同时通过实验现象对所用的硬件也有了更深一步的认识，因此该开发板具有一定的实用价值和现实意义。
2 方案论证
2.1设计原则
开发板系统的扩展和配置应遵循以下设计原则：
(1)尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础；
(2)系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发；
(3)硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间；
(4)系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品；
(5)可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等；
(6)单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载；
(7)尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之间相互干扰也越强，功耗也增大，也不可避免地降低了系统的稳定性。
目 录
1 引言 ………………………………………………………………………………………1
2设计…………………………………………………………………………………………2
2.1设计原则……………………………………………………………………………2
2.2总体设计方案………………………………………………………………………3
3.1硬件结构框图………………………………………………………………………3
3.2硬件电路设计………………………………………………………………………4
3硬件…………………………………………………………………………………………4
3.2.1 S51单片机主控制模块………………………………………………………4
3.2.2 键盘模块………………………………………………………………………4
3.2.3 AD模块…………………………………………………………………………4
3.2.4 DA模块…………………………………………………………………………5
3.2.5 DS1302时钟模块………………………………………………………………7
3.2.6 串行通信模块……………………………………………………………………8
3.2.7 显示模块…………………………………………………………………………9
3.2.8 下载器模块………………………………………………………………………11
3.2.9 蜂鸣器模块……………………………………………………………………12
4 软件部分…………………………………………………………………………………12
4.1 整体程序设计……………………………………………………………………12
4.2 分模块程序设计…………………………………………………………………12
4.2.1 键盘模块程序设计……………………………………………………………13
4.2.2 AD模块程序设计……………………………………………………………13
4.2.3 DA模块程序设计……………………………………………………………14
4.2.4 DS1302时钟模块程序设计…………………………………………………15
4.2.5 串行通信模块程序设计……………………………………………………16
4.2.6 显示模块程序设计…………………………………………………………18
4.2.7 蜂鸣器模块程序设计…………………………………………………………20
5软硬件系统的调试 ……………………………………………………………………27
6附录 ……………………………………………………………………………………27
7参考文献 ………………………………………………………………………………29
参考文献
[1] 周凯，郭黎利.采用MAX485实现单片机与PC机串行通信的一种方法[J].应用科技， 2003，(03) .
[2] 陶海敏.利用DS1302时钟芯片实现“时间锁”的方法[J].单片机与嵌入式系统应用， 2003，(03) .
[3] 张迎辉.单片微型计算机键盘接口设计[J].信息技术，2004，(07) .
[4] 廖向峰.节约单片机端口资源的键盘电路[J].国外电子元器件，2001，(12) .
www.bysj360.com www.bysj360.com/html/4588.html www.bysj360.com/html/4587.html www.bylw520.net www.bylw520.net/html/4750.html www.bylw520.net/html/4754.html
