单片机最小系统仿真
二○一六～二○一七学年第二学期暑期物理与电子工程学院
课程设计报告
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摘要
基于A T89C51为核心制作的单片机最小系统，含有单片机工作的最基本组成单元——电源电路、复位电路和振荡电路。
芯片A T89C52包含8KFLASH、512字节RAM、32个IO口、3个定时器、1个UAR T、8个中断源。
关键字：单片机最小系统、A T89C52
图一设计框图
二、电路设计
1、电源电路
为单片机提供一个稳定的5V电源，原理图如下：
图二电源电路原理图
2、复位电路
复位电路由上电复位和按键复位两部分组成。
AT89C51系列单片机即为高电平复位，在复位引脚RST上接一电容到VCC，再接一电阻到GND,由此形成一个RC充放电路，原理图如下：
图三复位电路原理图
3、晶振电路
振荡电路由一个11.0592M的晶振和两个电容所组成，原理图如下：
图四晶振电路原理图
4、LED显示电路
LED显示电路通过使LED两端产生电压差点亮LED并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪
烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁，原理图如下：
图五LED显示电路
5、整体电路图
图六整体电路图
三、仿真
1、仿真图
利用仿真软件Proteus根据原理图绘制出仿真图，并加载程序，仿真
图七仿真图
2、仿真结果图
运行程序，查看结果。
仿真结果图如下：
图八仿真结果图
四、心得体会
单片机主要擅长系统控制，而不适合做复杂的数据处理，所以在设计单片机最小系统时不应该应用过多的嵌套，一个典型的单片机最小系统一般由时钟电路、复位电路、键盘电路、显示电路等部分组成，有时也外扩有片外RAM和ROM以及外部扩展接口等电路。
本次设计中，通过仿真软件Proteus进行单片机最小系统的设计验证，根据原理图画出仿真，加载程序后运行，成功点亮LED并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁并使其闪烁小灯。
在此次仿真实验中，我更加了解了单片机的最小系统，通过仿真我更加了解最小系统中的各个元件及其摆放，也更加了解仿真软件Proteus。
在仿真过程中，最大的问题是不知道如果找到合适的元件，但通过上网搜查最终成功找到元件并仿真成功。
附录：
程序设计
#include<reg52.h> //52系列单片机头文件
sbit LED=P2^0; //声明单片机P1口的第一个引脚void delay unsigned char k //延时子函数
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i<k;i++)
for(j=0;j<200;j++);
}
Main() //主函数
{
while(1) //实现永久循环
{
LED=0; //点亮LED1
delay(200); //延时
LED=1; //熄灭LED1
delay(200); //延时
}
}。
单片机最小系统的设计与制作
设计课题题目：单片机最小系统的设计与制作一、设计任务与要求自制一套单片机最小系统，具有显示和键盘输入，并设计该系统具有实现时钟、温度测量。
1．显示日期功能（年、月、日、时、分、秒以及星期）。
2．可通过按键随时调整年、月、日或时、分、秒。
3．可显示温度。
二、系统设计方案方案一、最小系统以51单片机为核心，其包括复位电路、晶振电路、按键电路、显示电路等。
外围电路可以利用单片机控制温度传感器DS18B20进行实时的温度检测，并在其中加入DS1302时钟芯片以获取时间，利用按键进行随时的时间调节。
系统框图：DS18B20通过一条I/O接口与单机机相连进行温度的读与写操作，DS1302与I /O 接口相连获取时间，通过按键的扫描进行时间的调节，并在LCD1602上显示。
三、单元电路分析与设计1．晶振电路单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。
引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。
这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。
外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。
对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为30pF。
2.复位电路复位是由外部的复位电路来实现的。
片内复位电路是复位引脚RST通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式，此电路系统采用的是按键手动复位电路，高电平时复位。
当时钟频率选用12MHz时，C取10μF，R约为1K。
3.按键电路因为本设计需要的键盘比较少，所以采用独立式键盘。
在键盘的应用中，需要解决键盘消抖的问题，一般使用的是软件消抖的方法。
加10k的上拉电阻用来提高抗干扰能力。
其中K1是复位键，K2、K3个是调整时间增加、减少的键，K4是切换年、月、日及时、分、秒的显示状态并在所切换的显示状态下配合加减两个键调整时间。
基于proteus的51单片机仿真实例九、51单片机的最小工作系统
基于proteus的51单片机仿真实例九、51单片机的最小工作系统1、前面我们已经利用proteus和keil c51建立了第一个仿真实例，并通过仿真运行验证了我们的实例的正确性。
现在我们已经了解了proteus和keil c51的基本操作。
2、但是毕竟是初学单片机，对于我们前面编写的程序所实现的功能可就是一头雾水，不知所云了。
那么接下来我们就了解一下51单片机的知识吧3、先来简单说说怎么学习单片机。
前面已经说过，单片机是一种软件和硬件紧密结合的技术，对于一个单片机应用系统来说，硬件电路是单片机系统运行的基础和保障，软件程序是单片机系统的灵魂。
相对于人来说，人的身体、四肢是一个硬件系统，大脑就是软件系统，只有通过大脑发出指令，身体的各个部分才会做出相应的动作，但是如果手被绑住了，大脑即使发出让手去拿一个杯子的指令，手也无法完成这个指令。
所以软件和硬件需要相互结合才能够去完成一项任务。
1）就像我们新买了一台电视机一样，买回来后我们会首先了解一下这个电视机的功能特点，看一下遥控器的说明书，给电视机加上电源和天线（或有线电视信号线），然后按照说明书的使用方法来一步一步熟悉和操作电视机。
单片机的学习也一样，我们接触到一种单片机后，首先要了解这种单片机的功能和性能特点，然后才能进行相应的开发设计。
怎么来了解一种单片机呢？单片机厂家提供的数据手册是第一手也是最准确的资料。
但是很多数据手册是英文的，对于我们很多人来说，看起来会比较吃力。
不过幸运的是，现在很多资料都已经被翻译过来了。
我们到网上搜索一下，会搜索到很多的中文数据手册和应用实例，所以网络现在已经成为我们学习的一个非常重要的工具和平台了。
2）单片机的结构是十分复杂的，我们打开一个单片机的数据手册，会发现前面里面到处充斥着结构图和理论知识的介绍，相信对于一个新手来说，看数据手册不到10分钟就想放弃。
但是很多人说，这些是最基础的，必须要理解和掌握。
确实，这些东西我们必须精通，但是是不是一开始就要完全精通这些呢？大可不必。
第2节-单片机系统的仿真与调试
图2-2-7 AT89C51的编辑对话框
三、绘制导线
1.画导线三、绘制导线
Proteus的智能化可以在你想要画线的时候进行自动检 测。当鼠标的指针靠近一个对象的连接点时，鼠标的指针 就会出现一个“ ”符号，鼠标左键点击元器件的连接点， 移动鼠标到需要连接的连接点，鼠标再次变为绿色，单击 左键就出现了连接线。此时软件自动定出线路径。如图24-8所示。这就是Proteus的线路自动路径功能(简称WAR)， 如果你只是在两个连接点用鼠标左击，WAR将选择一个合适 的线径。WAR可通过使用工具栏里“WAR”命令按钮
本节主要以单片机最小系统电路为基础，对2.1节程 序设计进行仿真调试，使读者初步掌握Proteus应用过程。
2.2.1 Proteus ISIS的工作界面
Proteus是标准的Windows安装程序。 8.0以下版本在 计算机上安装完毕后会在开始菜单的程序中出现Proteus 7 Professional的程序组，完成授权认证之后，可以运行 ARES 7 Professional 或 者 ISIS 7 Professional ， 其 中 Proteus ISIS 7 Professional主要应用电子电路、单片 机的电路原理图设计和仿真。
图2-2-8连接导线
2.画总线
为了简化原理图，也可以用一条导线代表数条并行的 导线，这就是所谓的总线。当电路中多根数据线、地址线、 控制线并行时经常使用总线设计。点击工具箱的总线按 钮 ，即可在编辑窗口画总线。单击开始绘制，双击左 键结束本段绘制，右击取消继续绘制。当多条点击工具的 按钮，画总线分支线，它是用来连接总线和元器件管脚的。 画总线的时候为了和一般的导线区分，一般画斜线来表示 分支线，此时需要关闭自动布线功能，点击图标 。
亲手制作STC15F2K60S2单片机最小系统附图
亲手制作STC15F2K60S2单片机最小系统（文章中详细图片）STC15系列增强型8051单片机集成了上电复位电路与高精准R/C 振荡器，给单片机芯片加上电源就可跑程序；集成了大容量的程序存储器、数据存储器以及EEPRM ，集成了A/D 、PWM 、SPI 等高功能接口部件，可大大地简化单片机应用系统的外围电路，使单片机应用系统的设计更加简捷，系统性能更加高效、可靠。
STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D 转换(250K/S ，即25万次/秒),针对电机控制，强干扰场合。
STC15系列中STC15F2K60S2单片机使用最为频繁，用户应用程序空间60K ，足以满足多数应用此芯片的用户编程，并且价格在中关村6.5左右。
下面自己亲手制用的STC15F2K60S2触到此芯片时能够快速上手。
下图中所有的引脚图已经全部引出。
的+5V两个30P电容后端接GNDSTC15F2K60S2引脚电路制作好，连接好以后，安装USB转串口PL2303的驱动做windows系统（windows xp或windows 7都可以，我使用的是windows7 64位），如果PL2303在windows 7 64位下下载时出现错误，请下载其它的此型号的驱动解决（实际中遇到过此问题，当然windows xp下试过没有出过错误，如果您的系统是windows xp的就不用担心了。
）使用下载时把PL2303的Rxd和单片机的Txd相连接，再把PL2303的Txd 和单片机的Rxd相连接,GND同接单片机GND, PL2303的+5V先不要同单片机连接，点上图中“下载/编程”后，再把PL2303的+5V先同单片机连接，此时就会看到程序下载到单片机了。
单片机最小系统protues程序实现
目录摘要 (I)Abstrct (II)1设计任务及要求 (3)2整机概述 (6)3单片机最小系统基本原理 (7)3.1 STC89C52介绍 (7)3.2 复位电路 (9)3.3晶振电路 (10)3.4 单片机最小系统 (11)4扩展电路基本原理 (13)4.1数码管显示电路 (13)4.2矩阵键盘电路 (14)4.3串口通信电路 (16)4.3.1串口通信 (16)4.3.2串行通信控制寄存器 (17)4.3.3串行口的工作方式 (18)5整机电路设计图 (24)6软件设计 (25)6.1程序编写软件Keil (25)6.2仿真软件Proteus (25)6.3 软件设计详情 (25)6.3.1 键盘扫描 (25)6.3.2串行通信接收程序 (26)7 仿真结果 (28)7.1数据输入 (28)7.2串行串口通信 (28)8 实物展示 (30)9心得体会 (31)参考文献 (33)附录Ⅰ：元件清单 (34)附录Ⅱ：总程序设计 (35)摘要单片微型计算机简称单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。
随着电子技术的发展，大规模及超大规模集成电路和制造工艺的进一步提高，单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，广泛应用于控制系统、数据采集系统、智能化仪器表等领域。
单片机最小系统电路板在单片机开发市场和大学生电子设计方面十分流行。
本次课程设计包括STC89S52单片机最小系统、4×4矩阵键盘、独立6个8段LED数码管显示电路以及串口通信。
其中单片机最小系统包括单片机、晶振电路、复位电路和供电系统。
经过系统的分析设计后，利用Keil软件编程以及Proteus软件仿真，巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会各种工程软件的使用。
仿真成功后开始实物的安装和调试，实现实习要求的功能。
关键词：单片机数码管显示矩阵键盘AbstrctAs the single chip computer, also known as micro controller, is an important branch of microcomputer. With the development of electronic technology, further improve the large-scale and ultra large scale integrated circuit and manufacturing technology, single chip with a series of advantages of high reliability, high performance, low voltage, low power consumption, is widely applied in the control system, data acquisition system, intelligent instrument etc.. MCU minimum system circuit board is very popular in the SCM development market and Undergraduate Electronic design. The curriculum design includes STC89S52 minimum system microcontroller, 4 * 4 matrix keyboard, the independent 6 LED 8 segment digital tube display circuit and the serial communication. The smallest single-chip system consists of single chip microcomputer, crystal circuit, reset circuit and power supply system. Through the analysis and design the system, using Keil software programming and Proteus software simulation, the use of the consolidation of SCM application, analog circuit, digital circuit course and learn all kinds of Engineering software. After the success of simulation to begin the installation and debugging of real, practice the requirements of function.Keywords:Single chip digital tube display matrix keyboard1设计任务及要求1、完成包含如下系统功能组件的单片机最小系统的设计、焊接、调试（1）键盘一个4X4的矩阵键盘，其中，10个按键是0~9数字键；另外6个是功能键，用于功能选择和控制，如“数据输入”、“数据显示”、“串行通信”功能选择键，以及“回车”、“清除”、控制键。
实验二、绘制《单片机最小系统》原理图
实验二、《单片机最小系统》原理图的设计一、实验目的：熟悉原理图设计步骤、电气法则测试的方法及网络表的形成。
二、实验内容：1、用原理图设计系统设计原理图2、用电气法则测试绘制好的原理图3、由原理图生成网络表三、实验仪器：PC机四、实验要求：将《单片机最小系统》原理图绘制在图纸尺寸为A号，方向水平，标题栏为标准型的图纸上，要求操作环境为捕捉栅格为10mil，可视栅格为10mil，电气栅格为8mil。
原理图绘制好后，用电气法则进行测试并生成网络表。
五、实验步骤：1、启动原理图编辑器（1）、双击Protel99SE图标，启动Protel99SE（2）、创建一个新的设计文件。
执行菜单命令：[File]/[New…]（3）、启动原理图编辑器，进入原理图设计环境。
2、设置原理图设计环境执行菜单命令[Design]/[Options]，按实验要求进行设置。
3、装入所需要的元件库点击原理图管理器窗口中的[Add]/[Remove…]按钮装入所需的Miscellaneous Devices. ddb 、Microprocessor. Ddb、Inter Databooks. Ddb、Protel DOS Schematic. ddb元件库。
4、放置元件用原理图管理器窗口中的[Place]按钮放置元件并设置它们的属性。
5、编辑与调整6、原理图布线利用画图工具箱对原理图进行布线。
7、文件的存盘执行下拉菜单命令[File]/[Save]进行存盘。
8、进行电气法则测试执行菜单命令[Tools]/[ERC…]进行电气法则测试。
9、生成网张表执行菜单命令[Design]/[Create Netlist…]生成网络表。
六、实验原理图及信息表：C R Y 118.723M H zS 1.....元件信息列表如下：Part Type Designator Footprint Description1K R2 AXIAL0.418.723MHz CRY1 XTAL1 Crystal22uF C3 RAD0.3 Capacitor27C256 U3 DIP-2860pF C1 RAD0.2 Capacitor60pF C2 RAD0.2 Capacitor74LS373 U2 DIP-20200 R1 AXIAL0.4DS80C320 U1 DIP-40 HIGH SPEED/LOW POWER MICRO SW-PB S1 RAD0.4。
51单片机最小系统电路图及实验
51单片机最小系统电路图及实验(含调试程序)--------------------------------------------------------------------------------51单片机最小系统电路图及实验一、任务开发单片机最小系统二、任务分析:该系统具有的功能:（1）具有2位LED数码管显示功能。
（2）具有八路发光二极管显示各种流水灯。
（3）可以完成各种奏乐,报警等发声音类实验。
（4）具有复位功能。
三、功能分析（1）两位LED数码管显示功能，我们可以利用单片机的P0口接两个数码管来现这个功能；（2）八路发光二极管显示可以利用P1口接八个发光二极管实现这个功能；（3）各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。
（4）利用单片机的第9脚可以设计成复位系统，我们采用按键复位；利用单片机的18、19脚可以设计成时钟电路，我们利用单片机的内部振荡方式设计的。
四、设计框图五、最小系统电路图设计根据本系统的功能，和单片机的工作条件，我们设计出下面的电路图。
六、元器件件清单的确定：数码管：共阴极2只（分立）电解电容：10UF的一只30PF的电容2只220欧的电阻9只4.7K的电阻一只1.2K的电阻一只4.7K的排阻一只，12MHZ的晶振一只有源5V蜂名器一只AT89S51单片机一片常开按钮开关1只紧锁座一只（方便芯取下来的，绿色的）发光二极管（5MM红色）8只万能板电路版15*17CMS8550三极管一只4．5V电池盒一只，导线若干。
七、硬件电路的焊接按照原理图把上面的元件焊接好，详细步骤省略。
八、相关程序设计针对上面的电路原理图，设计出本系统的详细功能：（1）、第一个发光二极管点亮，同时数码管显示“1”。
（2）、第二个发光二极管点亮，同时数码管显示“2”。
（3）、依次类推到第八个发光二极管点亮，同时数码管显示“8”。
以上出现的是流水灯的效果（4）、所有的发光二极管灭了，同时数码管现实“0”。
51单片机最小系统设计
一、内容及要求内容：设计制作一个51最小系统,用最小系统控制8个发光2极管。
要求：全部点亮,依次点亮，交换点亮；用最小系统控制蜂鸣器；用最小系统控制电机。
二、设计思路使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。
因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机.八个发光二极管D1－D8分别接在单片机的P2。
0－P2.7接口上，当给P2。
0口输出“0”时，发光二极管点亮，当输出“1"时，发光二极管熄灭。
可以运用输出端口指令MOV P0，A或MOV P0，＃DATA,只要给累加器值或常数值，同理,接在P2.1～P2.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。
因此，要实现图2-1 主程序流程图流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的成流水灯了.在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间,否则我们就看不到闪烁效果。
程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此程序里面包含Key1～Key5的按键情况判断,循环检测直到有按键按下的时候，程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块，与此同时,当按键Key6有闭合时，程序中调用延时程序程序时，给延时参数赋值上另一个值，是延时程序延时时间发生改变，以达到不同快慢节奏闪烁的彩灯.具体程序流程图2-1所示。
三、硬件设计3。
1 直流稳压电源电路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，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础.电子设备除用电池供电外,还采用市电(交流电网)供电。
通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。
直流稳压电源是电子设备的重要组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。
如下图所示：直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。
STC51单片机最小系统实验报告
3、2个独立按键，可配置为中断模式和一般按键
4、双复位电路，可插拔晶振，能同时使用51和avr系列单片机
5、usb及外接电源双供电，带电源指示。
6、带10针ISP下载接口，方便AT89系列单片机下载程序。
7、板载红外接收管，配合程序遥控电视、风扇。
三、原件
部分图片
5.打印电路板安装图，按图安装元器件。
6.焊接元器件
（1）将各元器件按照电路图插在刚做好的板子上；
（2）用电烙铁把元器件焊接牢固，并检查是否有漏焊和虚焊的部分
经过以上步骤一个单片机最小系统就基本上做好了，经过调试之后就可以投入使用了。
四、成果展示
五、实验体会
自从我接触单片机，到现在能够用以单片机为控制核心设计出我的课程设计——单片机最小系统设计。通过本次课程设计，我获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，单片机领域这对我今后进一步学习电学方面的知识有极大的帮助。在此，忠心感谢学校老师提供这个机会。
【3】：STC51单片机系统电路板的制作
3.1学习目标
1.掌握原理图和PCB图输出打印
2.了解单面印制电路板的制造工艺和流程3.学会手工制作单面印制电路板的方法
3.2任务要求
手工制作STC51单片机系统电路板，在电路板上安装元器件，并进行功能测试。
3.3技能训练
1.按1∶1的比例打印PCB图到热转印纸,并热转印到覆铜板2.腐蚀已转印有PCB图的覆铜板3.涂敷松香溶液4.钻焊盘孔
实验报告
实验名称：STC51单片机最小系统
所在专业：测控技术与仪器
学生姓名：陈****
班级学号：B1*******
任课教师：陆婷
2013 /2014 学年第 二 学期
51单片机最小系统
51系列单片机最小系统设计与调试实验实验指导书目录一：实验目的 (1)二：原理 (1)三：实训任务. (2)四：最小系统的构成 (3)五：程序 (7)六：心得体会 (7)一：实验目的1. 了解单片机的基本工作原理2. 学习并掌握相关软件的使用方法(Protel、keil)2. 掌握单片机片内程序存储器下载方法3. 掌握单片机程序设计（汇编及C51）二：原理1、什么是单片机单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
用专业语言讲，单片机就是在一块硅片上集成了微处理器、存储器及各种输入/输出接口的芯片。
2、最小系统的概念单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出AT89C51高性能8位单片机功能AT89C51提供以下标准功能：8K字节Falsh闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时A T89C51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，时/计数器，串行通信口及中断系统持续工作。
掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作等加到上述电路中,成为小系统三：实训任务.1）认识MCS-51的ROM及片外RAM空间：认识51系列单片机的程序存储器（ROM）的空间范围；汇编指令编码在ROM中存储形式；掌握指令编码和指令编码所在地址的概念;了解51系列单片机的程序存储器（ROM）固定地址的用途。