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难以理解。 如果只是理论学习和纸上谈兵而没有任何实践，套用一个普通老师以前的话——“我劝你还是尽早放弃吧”。
为此，我们设计了这款结构紧凑的单片机编程实验板（见图28.1），该实验板成本低廉，具有单片机编程和基本测试功能。 适合新手学习和制作。 为了确保您能够按照本文介绍的方法成功制作，特别建议您在制作之前先学习基础的电子知识和焊接技能。
迷你单片机学习板的特点
（1）可以直接支持STC89C52RC单片机的编程，可以将程序写入单片机中进行实验。
（2）是配合我们提供的示例程序的多功能51单片机测试板。 无需购买任何其他材料即可完成51单片机的跑灯、键盘、数码管动态/静态显示、计数器、扬声器报警/唱歌、串口通信测试、24C02扩展、外部中断等测试。
学习使用本编程板的电脑要求是：操作系统为Windows 98/me/2000/xp或Windows 7，硬件配备USB接口。
图28.2 学习板工作原理图
图28.2所示为该学习板的工作原理图，即通过USB接口，使用STC_ISP软件将电脑中的程序下载到单片机中，然后程序在学习板上自动运行，用户会看到程序运行结果。
微控制器学习板中包含的硬件资源
1个实验芯片STC89C52
8个LED指示灯（接P1.0~P1.7引脚）可用于跑马灯测试或IO状态指示
4个小键盘（接P3.2~P3.5引脚），一端接IO，另一端接地。 当按下小键盘时，相应端口变为低电平。
1个扬声器（连接到P3.3引脚）用于唱歌或警报测试
1 硬件复位
2位动态扫描数码管分别连接到P2.6和P2.7引脚。
1个USB转232通讯接口
1个扩展内存24C02
1 个用于冷启动微控制器的电源开关
1 个重置按钮。 实验过程中按此按钮可重置测试部件并重新启动程序。
1个MINI USB接口，用于学习板通讯和供电
制作所需工具：
30W左右的尖头电烙铁一个
用于清洁烙铁头的海绵泡沫
高品质焊锡丝
松香水（您可以通过研磨松香并添加酒精来自制）
镊子
放大镜
万用表
为了方便用户使用，我们还专门设计了两个外部8Pin I/O接口。 板上的I/O端口可以连接外部扩展电路以实现不同的功能。 学习板电路原理如图28.3所示。 以下引脚说明均针对QFP44封装的STC89C52单片机，与常见的双列直插DIP封装引脚不同。
目前很多电脑主板设计都取消了串口。 为此我们集成了一款USB转串口芯片PL2303HX，可以直接使用USB口进行通信和供电。
图28.3 学习板电路原理图
生产流程
整机电路比较简单。 根据一般电路板生产原则，首先焊接高度最低的元件，如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等； 然后将电路板清洗干净，然后焊接更高的元件，如晶体、扬声器等； 最后焊接较大的零件，例如连接器和数码管。 为了美观、减小体积，我们采用全贴片元件，而不是传统的DIP元件，这会给新手带来制作难度。 有读者可能会问，如果芯片坏了或者要更换芯片岂不是很麻烦？ 事实上，STC89C52微控制器可以支持数万次擦除和写入。 到那时，您已经学会了如何使用单片机。 现在随着电子技术的发展，贴片元件已经成为元件市场的主力军，小型化、贴片化也是这个行业的唯一出路。
1.焊接主芯片
主芯片为QFP封装的STC89C52。 您需要清楚地看到芯片的引脚和方向。 PCB上标记的圆圈与IC芯片上的圆圈相对应。 首先，小心地将芯片与焊盘对齐，并使用烙铁进行焊接固定。 几个引脚，然后将松香水均匀地涂在芯片周围的引脚上，然后将焊锡堆在引脚上，用烙铁拖动将焊锡抖落。 如果有一些引脚有焊锡无法去除，可以取一段电线，剥掉外皮，然后沾上松香水，用烙铁加热，吸走多余的焊锡，如图28.4。 完成后，可以用同样的方法焊接PL2303HX和24C02芯片。
图28.4 焊接主芯片
2、焊接电阻
共有26个电阻，3种规格。 10kΩ电阻标为103，1kΩ电阻标为102，还有一个120Ω电阻标为121。这个电阻的作用是作为整机的负载。 关闭电源开关时，强制拉低整板电压，否则系统无法复位。 如果不确定电阻值，可以使用万用表测量。
3. 焊接贴片电容
电容一共有8个，有两种容量规格，一种是104（即0.1μF），另一种是22pF。 也可以通过颜色来区分，黄色的是104，灰白色的是22pF。
4、发光管、晶体管、二极管的焊接
一定要注意焊接方向。 如果焊接反了，电路板将无法正常工作。
5、焊接SMD电解电容、SMD晶振、按键、扬声器
相对来说，这些都比较容易。 除贴片电解电容外，其余均无极性。
6、焊接USB接口、数码管、开关
这里要特别注意。 这个USB接口很难手工焊接。 可以先在USB上加入焊锡和松香水，然后用海绵清洁烙铁头，利用烙铁的温度融化USB烙铁头上剩余的焊锡。 最好不要采用拖锡的方法，否则容易造成连锡、短路。 为了增加焊接的成功率，建议新手用剪刀将USB接口后半部分的铁片剪掉，让烙铁更容易操作。
组装成功后的效果如题图所示。 仔细检查，用万用表测量电源是否短路。 如果没有异常，就可以开始调试了。
KEIL软件的安装与使用
直接将KEIL文件夹复制到C盘根目录，去掉该文件夹的只读属性（注意，必须是C盘根目录，不要安装在其他目录），双击keil uv2uv2.exe 运行该软件。
01 点击Project菜单，选择New Project，在文件名中输入你的第一个程序的项目名称，假设我们使用“test”程序。 “保存”后的文件扩展名为uv2。 这是 KEIL uVision2 项目的文件扩展名。 我们以后可以直接点击这个文件来打开之前设计的项目。 打字时注意不要输入文件扩展名，使用默认即可。 为了方便查找，假设我们保存在C盘根目录下。 此时会弹出一个对话框供您选择单片机型号。 我们选择Atmel→AT89C52。 注意，我们实际上使用的是STC89C52，它们的基本资源是相同的，所以不用担心。
02 汇编源文件的创建：单击FILE菜单中的NEW命令，创建一个新的文本编辑窗口。 在其中输入一个程序示例，例如水灯程序，然后单击FILE菜单中的SAVE命令保存文件。 必须输入文件后缀名.asm，例如保存为C:/prog/001.asm（注意不要有中文目录，文件名不要超过8个字符，否则编译不通过！如果是第一次使用，建议直接保存在C盘根目录下（文件名也是001.asm，不要保存在其他地方）。
03 点击Target 1（目标1）前面的“+”，出现Source Group 1（源程序组1），选择右键“Add files Group Source Group 1”（添加文件到源程序组1），然后选择文件类型为asm，然后选择001.asm文件，点击添加，在随后的提示框中点击“确定”。
点击“Project”菜单，然后点击下拉菜单中的“options for target 1”，选择右下图中的输出“Create HEX file”。 汇编后生成十六进制代码的选项。
04 点击图标进行编译（或按F7快捷键）。 编译成功后，软件下方的提示框中会出现编译结果的提示信息。 如图所示，没有错误或者警告，说明编译成功。
此时C盘根目录下生成test.hex文件。 有了这个HEX文件，我们就可以用ISP的方式将其编程到单片机中进行实验了。
安装USB驱动
本文以Windows 7操作系统为例介绍PL2303HX USB驱动的安装。 请读者前往QQ群657864614下载Windows XP、Windows vista或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 点击“下一步”，再点击“接受许可协议”，再点击“下一步”，稍后会显示完成界面。
03 使用USB线连接学习板和电脑USB接口，打开系统的“控制面板/硬件和声音/设备管理器/端口”。
04 随后端口下方出现Prolific Usb-to-Serial Comm Port (COM6)，说明USB驱动安装成功。 COM6是系统分配给USB的虚拟串口号。 以后使用串口时选择COM6即可。 。 根据系统中安装的 USB 设备，还可能会出现 COM3、COM5 等。 您也可以右键单击该端口，选择“属性/端口设置/高级/COM 端口号”将其更改为您喜欢的端口号。
USB驱动安装成功后，直接打开配套驱动文件夹中的STC下载软件STC_ISP_V480.exe。 该软件运行时有时会反复提示需要配置Office插件。 忽略这一点，只需单击“取消”。 另外，经过测试，我们发现4.88和4.83版本无法正常使用。 我们建议您使用 4.80 版本。
首先选择正确的单片机型号（这里选择STC89C52RC）。 在配套程序文件夹中打开一个测试程序（HEX格式文件），然后选择串口号和波特率。 注意关闭其他可能使用串口的软件，如编程器、仿真器等，避免争用串口。 只需将波特率保持为默认设置即可。 本例中串口为COM6，软件其他设置为默认，最后点击Download/下载程序（特别注意：必须先关闭电源开关，然后点击Download program，然后打开电源启动单片机，否则下载失败）。 如果下载正常，窗口会提示下载成功，学习板会自动开始运行。 至此，即使学习板已经调试成功，你也可以自己编写各个程序，验证各部分实验是否正常。
最后祝各位读者组装成功，单片机世界的大门从此向你们敞开。
