迷你单片机学习板的特点-新手学习制作

单片机编程实验板迷你单片机学习板的特点图28.2所示是这个学习板的工作示意图,即通过USB接口,将计算机中的程序用STC_ISP软件下载到单片机中,然后程序自动在学习板上运行,用户会看到程序运行结果。单片机学习板所包括的硬件资源

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。

迷你单片机学习板的特点-新手学习制作

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。

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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。

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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。

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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”。

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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。

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