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淺談單片機(jī)硬件開發(fā)的過程

發(fā)表時間：2022-03-03 09:55:55 人氣：3767

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在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)時，一般先進(jìn)行硬件開發(fā)，再進(jìn)行軟件開發(fā)。單片機(jī)的硬件開發(fā)一般可按下面幾個步驟進(jìn)行。

明確單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能

在進(jìn)行單片機(jī)開發(fā)時，一定要明確開發(fā)出來的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)需要實現(xiàn)什么樣的功能，之后的硬件、軟件設(shè)計都要圍繞著單片機(jī)要實現(xiàn)的功能進(jìn)行。

例如，要開發(fā)一個控制發(fā)光二極管亮滅的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，具體功能要求如下。

采用4個開關(guān)控制4只發(fā)光二極管。

按下某個開關(guān)，相應(yīng)的發(fā)光二極管會發(fā)光;松開開關(guān)，發(fā)光二極管會熄滅。

同時按下4個開關(guān)，4只發(fā)光二極管都亮。

選擇單片機(jī)型號

明確單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能后，再選擇單片機(jī)的種類和型號。單片機(jī)的種類很多，如PIC系列單片機(jī)、MCS-51系列單片機(jī)等，這些單片機(jī)又有很多型號，不同型號的單片機(jī)結(jié)構(gòu)和功能有所不同，編程時軟件指令也有所不同。

在選擇單片機(jī)型號時，一般應(yīng)注意以下兩點。

在功能夠用的情況下，考慮性能價格比。有些型號的單片機(jī)功能強(qiáng)大，但相應(yīng)的價格也較高，而選擇單片機(jī)型號時功能足夠即可，不要盲目選用功能強(qiáng)大的單片機(jī)。

選擇自己熟悉的單片機(jī)。不同系列的單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和軟件指令或多或少有些不同，而選擇自己熟悉的單片機(jī)可以提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)時間。

這里選擇Atmel公司的AT89S51型號的單片機(jī)，選擇的理由除了AT89S51單片機(jī)與8051單片機(jī)完全兼容(引腳數(shù)及功能相同，軟件指令也相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同)外，AT89S51單片機(jī)在市場上也比較容易獲得(8051已不生產(chǎn))，另外AT89S51單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲器采用可反復(fù)擦寫的EEPROM，這樣有利于反復(fù)修改程序，而8051單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲器只能寫一次。

設(shè)計單片機(jī)外圍電路

單片機(jī)的外圍電路主要有基本工作條件電路、輸入電路和輸出電路。根據(jù)單片機(jī)要實現(xiàn)的功能設(shè)計出來的單片機(jī)外圍。

(1)基本工作條件電路

單片機(jī)的VCC電源引腳接+5V電源，C3、R5構(gòu)成復(fù)位電路，晶振X和電容C1、C2與內(nèi)部電路構(gòu)成時鐘電路，這些電路分別為單片機(jī)提供電源、復(fù)位信號和時鐘信號，單片機(jī)即開始工作。

(2)輸入電路

按鍵S1～S4構(gòu)成輸入電路。當(dāng)按下某按鍵時，單片機(jī)相應(yīng)的輸入引腳為低電平;當(dāng)按鍵彈起時，相應(yīng)的輸入引腳為高電平。

(3)輸出電路

發(fā)光二極管VD1～VD4和電阻R1～R4構(gòu)成單片機(jī)的輸出電路，其中R1～R4為限流電阻，用于防止流過發(fā)光二極管的電流過大而損壞發(fā)光二極管。當(dāng)單片機(jī)的某個輸出引腳為低電平或高電平時，該引腳外接的發(fā)光二極管就會亮或滅。

單片機(jī)外圍電路設(shè)計好后，可以將這些電路做在一塊電路板上，為了方便之后的單片機(jī)軟件開發(fā)，可在安裝單片機(jī)的位置處安裝一個40引腳的插座，這樣在仿真、編程時可使單片機(jī)容易插入和取出。這樣制作出來的電路板常稱作實驗板。


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