51单片机原理与设计方案(包含原理图与PCB)

一、单片机简介

单片机:在一片集成电路芯片上集成微处理器(CPU)、存储器(ROM和RAM)、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机(single chip Microcomputer)也叫微控制器(MCU)。
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MCS51是指由美国Intel公司在1980年推出一系列单片机的总称,这一系列单片机包括了好些品种,如8031,8051,8751,8032,8052,8752等,其中8051是最早最典型的产品,该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的,所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机。
Intel公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司,所以有很多公司以8051为基础核心只做了众多型号的单片机,比较常用的是美国的Atmel公司的51和国内STC51单片机

二、单片机原理结构

http://www.51hei.com/UpFiles/Pic/2007-07/2007797381309710.jpg单片机的40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。
 ⒈ 电源: 
         ⑴ VCC – 芯片电源,接+5V;
         ⑵ VSS – 接地端;
⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 – 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊ 控制线:控制线共有4根:
  ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲
      ① ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址
      ② PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输入编程脉冲。
  ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
  ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
       ① RST(Reset)功能:复位信号输入端。
       ② VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。
  ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
       ① EA功能:内外ROM选择端。
       ② Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。
⒋ I/O线
  80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。  
为了使得51单片机能够正常使用,需要对其进行基本电路配置:
1、 电源:这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源,其中正极接40管脚,负极(地)接20管脚。
2、 振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须供给脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。只要买来晶体震荡器,电容,连上就能了,按图1接上即可。
3、 复位管脚:按图1中画法连好,至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。
4、 EA管脚:EA管脚接到正电源端。 至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开始工作了。

三、51单片机设计方案

下面分享一款基于STC89C52单片机的系统板设计方案,包含:

  • USB下载电路;
  • 数码管;
  • 蜂鸣器;
  • 矩阵键盘;
  • 红外;
  • LCD1602。

(1)原理图:
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(2)PCB图:
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本方案为验证成功的51单片机电路方案,包含电路原理图、PCB文件,免费下载地址:51单片机方案(原理图与PCB)

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