
图28.1 单片机编程实验板
单片机是一门实践性很强的学科,复杂的中断系统和寄存器往往让初学者觉得晦涩难懂。如果只是理论学习和纸上谈兵,没有任何实践,套用普通老师之前的一句话——我劝你早点放弃。
为此,我们设计了这个小型单片机编程实验板(见图28.1)成本低,具有单片机编程和基本测试功能,适合新手学习和生产。为了确保您能够按照本文介绍的方法成功生产,特别建议您在此之前学习基本的电子知识和焊接技能。
迷你单片机学习板的特点
(1)可直接支持STC89C52RC单片机烧写可以将程序写入单片机并进行实验。
(2)它是一个多功能的51单片机试验板,配合我们提供的示例程序。您可以完成51单片机的流水灯、小键盘、数字管动态/静态显示、计数器、扬声器报警/唱歌、串口通信试验和24,无需购买任何其他材料C02扩展、外部中断等试验。
学习使用这个编程板对计算机的要求是:操作系统是Windows 98/me/2000/xp或者Windows 7,硬件配有USB接口即可。
图28.2 学习板工作示意图
图28.2所示是这个学习板的工作示意图,即通过USB接口,使用计算机中的程序STC_ISP将软件下载到单片机中,然后程序在学习板上自动运行,用户会看到程序运行的结果。
单片机学习板包括硬件资源
1个实验芯片STC89C52
8个Led 指示灯(接 P1.0~P1.7 引脚)可以做跑马灯试验,或者 IO 状态指示
四个小键盘(接P3.2~P3.5引脚),一端接IO,一端接地,按下小键盘时相应的端口变为低电平
一个扬声器(连接P3.3引脚用于唱歌或报警试验
1个硬件复位
2位动态扫描数码管分别连接P2.6和P2.7引脚
1个USB转232通信接口
一个扩展存储器24C02
单片机冷启动一个电源开关
在实验过程中,通过按下这个键,使测试部分复位并重启程序
1个MINI USB 接口用于学习板的通信和供电
制作所需工具:
30W左右尖头烙铁
海绵泡沫用于清洁电烙铁头
优质焊锡丝
松香水(可磨碎松香,自制酒精)
放大镜
为了方便用户,我们还专门设计了两个外部8PinI/O板上的接口可以连接I/O学习板的电路原理见图28.3.以下关于引脚的描述是指QFP44封装的STC89C52单片机,常见的双列直插DIP不同的封装引脚。
目前,许多计算机主板设计已经取消了串口,因此我们集成了USB转串口芯片PL2303HX,可直接使用USB口来通信和供电。
图28.3 学习板电路原理图
制作过程
整机电路相对简单。根据一般电路板的生产原理,首先焊接高度最低的部件,如贴片电阻、贴片电容器和贴片IC等待;然后清洁电路板,焊接晶体、扬声器等较高的部件;最后焊接较大的部件,如插件、数字管等。为了美观和减少体积,我们使用了全贴片元件,而不是传统的DIP元器件,会给新手增加一些制作难度。有些读者可能会问,芯片坏了或者想换芯片不是很麻烦吗?实际上STC89C当你学会使用单片机时,52单片机可以支持数万次擦除和写入。现在,随着电子技术的发展,贴片组件已经成为组件市场的主力军,小型化和贴片化也是行业的必由之路。
主芯片为QFP封装的STC89C这里需要看清芯片的引脚和方向,PCB有标记圆的地方和IC芯片上有一个相应的圆圈。首先仔细对准芯片和焊盘,用烙铁焊接固定的几个引脚,然后在芯片周围的引脚上均匀涂抹松香水,然后将焊料堆放在引脚上,用烙铁拖动去除焊料。如果最后有些引脚的焊锡拖不掉,可以拿一根导线去皮,然后沾上松香水,用烙铁加热,吸走多余的焊锡,见图28.4。焊接完成后可用同样的方法焊接PL2303HX 以及24C02芯片。
图28.4 焊接主芯片
共26个电阻,3个规格,10个kΩ103、103、1kΩ电阻标记为102,另有120Ω电阻标记为121,作为整机负载。关闭电源开关时,强行降低整个板的电压,否则系统无法复位。如果电阻值不确定,可以用万用表测量。
共8个电容器,有两种容量规格,一种是104(即0).1μF),另一种是22pF。它们也可以通过颜色来区分,黄色是104,灰色是22pF。
必须注意焊接方向,如果焊接反转,板不能正常工作。
这些都比较容易,除了贴片电解电容,其余都没有极性。
这里要特别注意,这个USB手工焊接接口比较困难。USB加入焊锡和松香水,然后用海绵清洗烙铁头,用烙铁的温度融化USB头上的剩余焊锡。最好不要拖锡,否则很容易造成连锡和短路。为提高焊接成功率,建议新手使用剪钳USB切断接口后半部分的铁片,使烙铁更容易操作。
组装成功后,仔细检查效果图,用万用表测量电源是否短路,调试无异常。
KEIL 安装和使用软件
直接复制KEIL将文件夹到C盘的根目录中, 去掉文件夹的只读属性(注意,必须是C盘根目录,不要安装在其他目录),双击keiluv2uv2.exe可以操作软件。
01 单击 Project(工程)菜单,选择 New Project假设我们使用新工程,在文件名中输入您的第一个程序项目名称test”程序。保存后的文件扩展被称为uv2 这是 KEIL uVision2 以后可以直接单击本文件,打开以前设计的项目。注意不要输入文件的后缀名,默认使用。假设我们将其保存在C盘的根目录中,以便于查找。此时,您选择单片机型号的对话框将弹出,我们选择Atmel→AT89C52。注意我们实际使用的是STC89C他们的基本资源是一致的,不必忽视。
02 建立汇编源文件:单击 FILE菜单中的(文件)NEW(新文件)命令新建文本编辑窗口。输入流水灯程序等程序示例,然后点击FILE菜单中的(文件)SAVE(保存)文件必须输入文件的后缀名.asm,例如保存为C:/prog/001.asm(注意不要有中文目录,文件名不超过8个字符,否则编译不合格!如果是第一次使用,建议直接保存在C盘的根目录中,文件名也取001.asm,不要在其他地方保存)。
03 单击 Target 1(目标 1)前面的“ ”,出现Source Group 1(源程序组 1)选择右键点Add files Group Source Group 1(将文件添加到源程序组1)asm,再选中001.asm单击文件Add(添加),在随后的提示框中单击“确定”即可。
单击“Project(工程)菜单,然后在下拉菜单中单击options for target (目标1属性)选择右下图output(输出)“Create HEX file”(产生HEX文件)选项汇编后生成HEX代码。
04 单击图标进行编译(或者按F7快捷键),编译成功后,汇编结果的提示信息会出现在软件下方的提示框中,图中没有错误和警告,说明编译成功。
此时,在C盘的根目录中生成test.hex有了这个文件HEX我们可以使用文件 ISP 方法烧写到单片机进行实验。
安装 USB 驱动程序
本文以Windows 以7操作系统为例,介绍安装PL2303HX的USB驱动程序。请读者到qq群657864614 下载 Windows XP、Windows vista 或者 Windows 7 操作系统下的驱动程序。
01 双击驱动程序PL-2303 Vista Driver Installer.exe进行安装。
02 单击下一步
03 用USB电缆连接学习板和计算机USB打开系统的控制面板/硬件和声音/设备管理器/端口。
04 后来出现在端口下Prolific Usb-to-Serial Comm Port(COM6)表示安装成功。USB驱动程序,中COM6是系统分配给USB的虚拟串口号,以后在使用串口的时候选择COM6就可以了。根据你的系统安装USB设备的不同,也可能会出现COM3、COM5等。您也可以用右键单击这个端口,选择“属性/端口设置/高级/COM端口号”,更改为你喜欢的端口号。
USB驱动程序安装成功以后,直接打开配套驱动文件夹的STC下载软件STC_ISP_V480.exe。此软件运行时,有时会反复提示需要配置Office插件,这个不用理会,直接单击“取消”即可。另外经过测试,我们发现4.88版本和4.83版本不能正常使用,建议大家用4.80版本。
首先选择正确的单片机型号(这里是选择STC89C52RC)。打开一个配套程序文件夹的测试程序(HEX格式文件),然后选择串口号和波特率。注意关闭其他可能用到串口的软件,比如编程器、仿真器等,避免争抢串口,波特率按默认设置即可。在本例中,串口号使用的是COM6,软件的其他设置均按默认,最后单击Download/下载程序(特别注意:必须先关掉电源开关,再单击下载程序,然后打开电源开关,冷启动单片机,否则会下载失败)。如果下载正常,窗口会有下载成功的提示,学习板也会自动开始运行。到这里,学习板就算调试成功了,您可以自己烧写各个程序,验证各部分实验是否正常。
最后,祝各位读者组装成功,单片机世界的大门将从此为你敞开。