51单片机开发板
多功能MCS-51单片机开发板设计
（ ）数码管 显 示接 口电路 七 系 统数 码管 显示 及键 盘显示 均 比较灵 活 ，提 供 了专 门的 ＩＯ ／ 接 口，可 以用 ８５ 来控 制 ，也可 以用单 片机来 控制 。开发板 支持 １５ ４位七 段示 Ｌ Ｄ 码显 示器 。 Ｅ数 四、结 束语 限于篇 幅 ，本 文关 于 Ｄ １０ 、ＬＤ显 示接 口以及 系统软 件设 Ｓ３ ２ Ｃ 计 等方 面未 能介 绍 。本文 设计 的单片 机开 发板在 实 际中发挥 了重 要 作用 ，适合 于单 片机 学 习者 及 简单 的工程应 用 。 参 考文 献 ： 【 杨光 友 ． 片微 型计 算机 原理 及 接 口技 术【 ． 利 水 电 出 １ １ 单 Ｍ】 水
社 ．０ ７ ２０
【 Ｘ５ ４ ｔ ｈ ｅ． ｔ ｓ ｃ ０ ６ ５ ０ ５ ａ ｅｔｎｅ ｉｉ ． ０ ］ Ｄａ ｓ Ｉ ｒｌｎ ２
［ 者简 介］ 作 张道 德 （９ ３ ） １７一 ，男 ，博 士 ，研 究方 向：从 事嵌 入 式系 统 、智能控 制等领 域 的研 究。
（ 接第 １７页 ） 上 ６
计 算机 光盘 软件 与应用
２ １ 年 第 ８期 ０１
Ｃ ｍ ｕ ｅ ＤＳ ｆｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｏ ｓ ｏｐ ｔｒＣ ｏ ｔ ａ ｅ
（ ）键盘 接 口电路 六 在 单 片机应 用系 统 中通 常应 具有 人机 对话 功能能 随时 发 出各 种控 制 指 令 和数 据 输 入 以及 报 告 应用 系 统 的运 行 状 态 与运 行 结 果 。本文 所采用 的是 独立 式键盘 ， 中 ｋ ｙ 其 ｅ 代表 阻值 为 Ｉ ｋ Ｑ的排
版 社 ．０ ２ ２ ０
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图 ５ 看 门狗 接 口电路
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单片机开发板介绍-8页精选文档
51系列单片机开发板介绍本实验板采用了专利（ZL02255024.0），除了做单片机实验以外，还可以做其它工作，如程序代码烧录、真实观察运行结果，真正实现了实验、编程、开发一体化！本实验板已经自带有编程烧录的功能，可以对STC公司的全系列51单片机进行编程，可以帮大家省下购买编程器的钱，本STC单片机板编程烧录程序非常可靠，速度也很快，让您批量生产也不用发愁！使用特别方便，您在开发产品时，可以立即改变代码，立即烧录，立即观看真实结果,无需再进行所谓的仿真。
最值得一提的是：STC推出的系列51单片机芯片是全面兼容其它51单片机的，而51单片机是主流大军，每一个高等院校、普通学校、网站、业余单片机培训都是以51单片机为入门教材的，所以，教材最多，例子最多。
本板采用了特别的设计，40PIN的万能插座，20PIN的万能插座（8位单片机也有很多精简版本，例如89C2051只有20个引脚），省时省力，充分保护您的单片机芯片，延长寿命。
40个I/O口都完全开放独立的，使用时用连接跳线连接到板载硬件资源上，任意一个I/O口都可以连接到相同的硬件资源上，这样在开发单片机产品时可以任意定义各引脚功能，市面上的同类产品将外围硬件直接与单片机引脚相连而无法自己定义功能（因此外形小巧、价格便宜），实验成功后进行产品化时，由于不可能将原实验板的连接线路搬到自己的产品中，因此必须更改源程序，与此相比，本实验板具有的功能将有革命性的意义。
本开发实验板的功能和扩展性能已经达到极限，这是与本站的专利技术相结合的最大特点，可以无限组合，实现功能无限！1. 主要硬件资源：1．八路LED流水灯演示，可以实时反应单片机的I/O口状态，适合初学入门；2．蜂鸣器声音输出，可以让单片机发声、唱歌，让单片机变成电子琴；3．4X4矩阵键盘，可以完全独立的分开，灵活设计，满足各种需要；4．八位超高亮LED数码管，可做记数器、频率计、电子钟、计算器等实验；5．串行存储器AT24CXX全系列读写，芯片地址可任意设定；6．RS232串口通信接口，与具有232接口的所有电子产品进行通讯；7．RS485通讯接口，与具有485接口的所有电子产品进行通讯；8．实时时钟功能，采用DS1302，大电容储电，也可用3.6VNi-Cd电池；9．单线温度传感芯片DS1820，可显示现场温度变化；10．板载电源、复位开关，可以节约插拨电源时间、加倍延长寿命；11．8位串行A/D转换芯片TLC549，节省I/O开销；12．40PIN的万能锁紧插座，省时省力，充分保护您的单片机芯片，延长寿命；13．20PIN的万能锁紧插座，省时省力，充分保护您的单片机芯片，延长寿命；14．40个I/O口都完全开放独立的，50多根镀金插针让您无限组合，无限扩充；15．配置STC89C51,STC12C2052芯片各一块；16.1602 液晶显示模块，能显示2行x16字符；17.一组8位拨码开关。
C51单片机开发板元件清单
R4、R5
3.9K*1
1
R22
1K*10
10
R1、R2、R14-R214 Nhomakorabea0*88
R6-R13
19
电容*8
47UF/10V*1
1
要封装小一点
C3
1UF/16V*4
4
C5-C8
100UF
1
C4
104
1
C9
C1、C2略去不焊
51单片机开发板元件清单
序号
品名
数量
备注
安装位置
1
STC89C52 DIP40
1
直插
40DIP插座上
2
74LS47 DIP16
1
直插
74LS47(背面)
3
74LS138 DIP16
1
直插
74LS138(背面)
4
24C02 DIP8
1
直插
24C02(背面)
5
SM0038塑封红外接收头
1
SM0038塑封黑色三个脚的
蜂鸣器旁边
6
蜂鸣器5V直响
1
蜂鸣器(左负右正)
7
MINI USB接口
1
贴片装
USB
8
数码管0.39寸四位一体共阳
2
参考型号：SR410394K
板子上部
9
9015
9
Q1--->Q9
10
HIN232
1
DIP16封装
MAX232
11
发光二极管@3
9
其中有一个颜色不同
PowerLED
LED0-LED7
12
2.54MM插针
51单片机项目教程项目 2 了解开发板
2.2技术准备
图2- 6亚博科技BST-M51学习板功能模块图
图2- 3 WIFI模块电路图
单5V或3.3V供电工作 温度范围: -45°C ~ +85°C 尺寸：32mm x 20mm x 4.5mm
图2- 4红外发送模块电路图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图2- 5红外接收模块电路图
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用 集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘、 编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解 调、解码电路。
VCC+5V:从USB取出来的5V电源 CH340G_ VCC:模块供电点 CH34OG_TXD:串行数据输出 CH340G_RXD: I:行数据输入 GND:模块接地
图2- 1 CH340烧录模块电路图
图2- 24位数码管电路图 LED数码管的a～g七个发光二极管。加正电压的发光，加零电压的不能发光，不 同亮暗的组合就能形成不同的字型。
项目 2 了解开发板
项目目标
通过课堂加视频的讲解去了解本开发板 建议学时
2 学时
知识要点 1. BST-M51 电路图
2. BST-M51 学习板功能模块图
技能掌握 熟知 BST-M51 开发板
2.1项目分析
使用开发板之前，必须熟悉各个模块的电路图以及功能。
2.2技术准备
2.2.1亚博BST-M51模块电路图
附1_IA51单片机开发板_原理图
处理器电路
U2 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 RST RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 RST P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37 XTAL2 XTAL1 GND MCU VCC P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 EA ALE PSEN P27 P26 P25 P24 P23 P22 P21 P20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 R2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ALE P27 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 5.1K
LED_1
C2GND T1IN T1OUT T2IN T2OUT R1OUT R1IN R2OUT R2IN MAX232
SEG1
SEG2
SEG3
SEG4
SEG5
SEG6
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
OE D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 GND 74HC573
VCC Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 LE
VCC U5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
IIC EEPROM
VCC U16 4.7K 4.7K R15 R16 A10 A11 GND VCC V0 A8 A9 LCDEN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC VEE VCC GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 CS1 CS2 GND VDD V0 D/I R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 RESET VEE LED+ LED12864B GND VCC V0 A8 A9 LCDEN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A10 A11 VCC VEE VCC
51开发板功能介绍
51开发板功能介绍开发板介绍⼀：开发板功能介绍序号模块功能描述1五线四相步进电机驱动模块使⽤ ULN2003 芯⽚，可驱动直流电机、五线四相步进电机等2动态数码管模块使⽤ 74HC245 芯⽚和和 74HC138 译码器驱动 2 个四位⼀体共阴数码管3LCD1602/LCD12864 液晶接⼝连接 LCD1602 液晶屏或连接 LCD12864 液晶屏4EEPROM 模块使⽤ AT24C02 芯⽚，存储容量为 256 字节，可实现 IIC-EEPROM 功能，存储的数据掉电不丢失58*8 单⾊ LED 点阵模块可独⽴控制 LED 显⽰数字、字符、简单汉字图形等6蜂鸣器模块使⽤⽆源蜂鸣器，可实现报警提⽰等功能7DS1302 时钟模块使⽤ DS1302 时钟芯⽚8STC89C516 单⽚机接⼝座和 IO 管脚可固定单⽚机，并将单⽚机 IO ⼝全部引出，⽅便⽤户⼆次开发9LED 流⽔灯模块使⽤8个⼩灯，可实现LED 流⽔灯控制10ADC 模块使⽤ XPT2046 芯⽚，可实现模拟信号采集转换，可设计简易电压表等11DAC(PWM)模块使⽤ LM358 芯⽚，可实现模拟信号输出、 PWM 控制12USB 转 TTL 串⼝模块使⽤ CH340 芯⽚，可实现 USB 转 TTL 串⼝功能，既可下载程序，⼜可实现串⼝通信13矩阵键盘模块使⽤ 4*4 矩阵键盘，可实现键盘输⼊控制14独⽴按键模块使⽤ 4 个按键，可实现按键控制15NRF24L01 模块接⼝⽀持 NRF24L01 模块，可实现 2.4G ⽆线16DS18B20 接⼝可接⼊ DS18B20 温度传感器进⾏温度检测17红外接收模块使⽤⼀体化红外接收头，可实现红外遥控通信18复位按键系统复位按钮⼆：开发板使⽤⽅法1. CH340 驱动安装2. 程序的烧录（下载）⾸先我们需要将开发板上的 USB 转 TTL 模块的 P5 端⼦使⽤短接⽚短接好根据板载芯⽚型号是否含有 RC 来选择芯⽚类型，⽐如板载芯⽚使⽤STC89C52RC，则选择芯⽚类型为“ STC89C52xxx-RC” 。
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课程名称电路CAD作业项目51单片机开发板作业日期2016-5-12成绩班级14物联网工程XX李延晖学号9 上课地点启智楼4122一．开发板电路原理图图1 开发板电路原理图二．电路模块划分及功能简介1.单片机最小系统模块图1-1单片机最小系统模块图简单功能介绍：单片机最小系统，也叫做单片机最小应用系统，是指用最少的原件组成单片机可以工作的系统。
单片机最小系统的三要素就是电源、晶振、复位电路。
型号名称：AT89S52主要使用方法：客房控制系统的最大特点是输入、输出开关量多，主控制器单片机已有的I/O口不能满足使用需求，需要进行扩展。
为降低成本，采用简单的TTL电路扩展I/O口，即单片机的P2.0、P2.1口地址信号作为译码器74LS139的输入信号，74LS139的输出信号作为总线驱动器74LS244的片选信号，74LS244的8个输出脚分别接单片机P0口的8位，通过片选74LS244单片机即可把74LS244输入脚上的数据读入，其I/O输入接口电路如图2所示。
IG01~IG08是一组弱电端子输入信号线，它们分别和8个弱电开关相连。
由于系统有24个开关输入量，因此，电路共用了3个74LS244，当片选信号CS1~CS3中有一个有效时，其对应74LS244上的数据就被读入到单片机中。
典型应用电路：图1-2 典型应用电路在本系统中的功能：作为控制核心原件进行数据的采集分析运算，协调各个管口及原件形成完整的控制系统。
图1-3 AT89S52的实物图图1-4 AT89S52的外形尺寸图图1-5 AT89S52元件符号图1-6 PCB电路符号2.A/D、D/A模块3．显示、指示模块（1）液晶显示模块：图3-1-1 液晶显示模块图简单功能介绍：液晶显示模块是即“Liquid Crystal Display Module”，简称“LCM”，是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件。
主要完成液晶显示器的连接功能。
核心元器件1：型号LCD1602名称：工业字符型液晶主要使用方法：1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
1602液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形，每一个字符都有一个固定的代码，显示时，模块把地址中的点阵字符图形显示出来，就能看到字母。
典型应用电路：基于单片机的LCD1602液晶显示电路图3-1-2 LCD1602实物图图3-1-3 LCD1602外形尺寸图图3-1-4 LCD1602原理图的元件符号图3-1-5 PCD图图3-1-6 LCD典型应用电路图（2）核心元器件2：名称：128*64点阵液晶模块，型号12864点阵液晶。
主要使用方法：对12864的所有操作概括起来有4种：1）、读忙状态（同时读出指针地址内容），初始化之后每次对12864的读写均要进行忙检测。
2）、写命令：所有的命令可以查看指令表，后续讲解指令的详细用法。
写地址也是写指令。
3）、写数据：操作对象有DDRAM、CGRAM、GDRAM。
4）、读数据：操作对象也是DDRAM、CGRAM、GDRAM。
DDRAM内部存储的数据是字符的编码，可以写入的编码有ASCII码、GB2312码、BIG5码。
典型应用电路：基于51单片机的控制液晶显示电路图3-2-1 LCD12864实物图图3-2-2 LCD12864外形尺寸图图3-2-3 原理图元件符号图3-2-4 PCD文档下的实物图图3-2-5 典型应用电路图——测试硬件电路图（2）数码管显示模块图1 数码管显示模块简单功能介绍：数码管是一类价格便宜使用简单，通过对其不同的管脚输入相对的电流，使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数的器件。
在电器特别是家电领域应用极为广泛，如显示屏、空调、热水器、冰箱等等。
绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。
核心元器件型号：四位0.56数码管5461BS主要使用方法：共阳极数码管单片机编程设置段选和位选，给I/O口写“0”选通。
四位共阳极数码管，位控制端(1-4)给高电平使能相应的位，笔段控制端(A-B、DP.)给低电平可点亮。
1）直流驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。
优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多。
2）动态显示驱动是将所有数码管通过分时轮流控制各个数码管的的端，就使各个数码管轮流受控显示。
将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
典型应用电路及在本系统中的功能：1）典型应用电路图2 典型应用电路2)在本系统中的功能:8位数码管显示，通过单片机编程可实现动态显示与静态显示。
图3 实物图图4 外形尺寸图图5 原理图元件符号图6 PCB电路图符号4.采集、报警、控制模块5.键盘模块图1 4*4矩阵键盘模块图简单功能介绍：AT89C51单片机对4*4矩阵键盘进行动态扫描，当有按键盘的键时，可将相应按键值（0~F）实时显示在数码管上。
由p1.0—p1.3(列)和p1.4—p1.7（行）组成4*4矩阵键盘，p0口接LED 静态显示电路。
由于p0口内部无上拉电阻，因此必须外部接上上拉电阻，其值的选择可以根据LED数码管发光电流及其亮度来决定。
通过编写4*4键盘的驱动程序，当有键盘按下时，能够在数码管显示器与按键的键值对应的数字。
核心元器件：按键主要使用方法：可以通过单片机进行编程与其他设备如led显示器、数码管等实现各项功能。
典型应用电路：图2 典型应用电路在本系统中的功能：在单片机中正好可以用一个p口实现16个按键功能，这也是单片机系统中最常见的形式。
用AT89C51单片机对4*4矩阵键盘进行动态扫描，当按键盘的键时，可以将相应的按键值（0~F）实时显示在数码管上。
4*4矩阵键盘是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线，在行线和列线的交叉点上设置一个按键，每个按键有它的行值和列值。
在“单片机系统”区域中，把单片机的P1.0－P1.7端口通过8联拨动拨码开关连接到“4×4行列式键盘”区域的相应端口上。
图3 实物图图4 外形尺寸图图5 元件符号图6 PCB电路图符号6.接口模块图6-1核心模块1串口RS232功能介绍：串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指接口），是采用串行通信方式的扩展接口。
串行接口(Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。
一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。
串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。
串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。
图6-2实物图图6-3尺寸图图6-4原理图图6-5PCB图使用方法及典型应用电路图6-6引脚图与PC通信时通信过程中只有两个脚参与通信2脚：电脑的输入RXD3脚：电脑的输出TXD 通过2 ，3 脚就可以实现全双工(可同时收发)的串行异步通信5脚：接地RS232的引脚电路连接完成(就三个脚)对于单片机图6-7典型应用电路单片机的P3口是有两个复用接口RXD 和TXD 这是单片机进行串行通信的收发口连接应该错位的对应到电脑的TDX RDX上注意：单片机和rs232的电平标准是不一样的单片机的电平标准TTL电平：+5V表示1 0V表示0Rs232的电平标准+15/+13 V表示1 -15/-13 表示0所以单片机与电脑串口通信就应该遵循下面的连接方式：在单片机与上位机给出的rs232口之间通过电平转换电路(Max232芯片) 实现TTL电平与RS232电平之间的转换2.ISP接口图6-2-1实物图图6-2-2尺寸图图6-2-3原理图图6-2-4PCB图功能介绍及典型应用电路ATMEL指定的ISP_10PIN标准接口ISP下载接口设计ISP下载接口，不需要任何的外围零件。
使用双排2＊5插座。
由于没有外围零件，故PB5（MOSI）、PB6（MISO）、PB7（SCK）、复位脚仍可以正常使用，不受ISP的干扰。
重要说明：实际应用时，如果你想简化零件，可以不焊接2＊5座。
但在PCB设计时最好保留这个空位，以便以后升级AVR内的软件。
ISP接口定义标准SPI接口（串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术）是以主从方式工作的,这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器件,其接口包括以下四种信号：（1）MOSI –主器件数据输出,从器件数据输入（2）MISO –主器件数据输入,从器件数据输出（3）SCLK –时钟信号,由主器件产生（4）/SS –从器件使能信号,由主器件控制MOSI （SPI Bus Master Output/Slave Input）SPI 总线主输出/ 从输入MISO （SPI Bus Master Input/Slave Output) SPI 总线主机输入/ 从机输出7.电源模块图7-1核心模块该模块中作为电压转换稳定的元件是7805正三端稳压器在本设计中的作用：电源供电模块对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。
52片机虽然使用时间最早、应用X围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，52片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。
图7-2原理图图7-3PCB图图7-4实物图,图7-5尺寸图图7-6引脚功能78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。