全开放式单片机教学实验系统的设计易稀.docx
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全开放式单片机教学实验系统的设计易稀
全开放式单片机教学实验系统的设计(易稀)
全开放式单片机教学实验系统的设计
十一.参考文献
【1】沈红卫,基于单片机的智能系统设计与实现,电子工业出版社,2005.【2】张志良,单片机原理与控制技术,机械工业出版社,2009.
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社.1996.
【4】李光弟,单片机基础,北京航空航天大学出版社.1992.
【5】孙育才,苏学成,单片微型计算机应用系统设计与实现,东南大学出版社,1990.【6】林毓梁,单片机原理及应用,机械工业出版社,2009.【7】杨宏丽,王静霞,单片机基础教程,人民邮电出版社.2009.【8】唐继贤,51单片机工程引用实例,北京航空航天大学出版社,2009.
【9】赵星寒,刘小波,王庚兰,从0开始教你学单片机,北京航空航天大学出版社,2008.【10】张毅刚,MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社,2004
【11】龙威林,杨冠声,胡山.单片机应用入门:
AT89S51和AVR[M].北京:
化学工业出版
社,2008.
【12】赵亮,侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].北京:
人民邮电出版社,2003.【13】杨恢先,黄辉先.单片机原理及应用[M].北京:
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中国电力出版社,2009.
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中国水利水电出版
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全开放式单片机教学实验系统的设计
十二.附录
附录1:
全开放式单片机教学实验系统的结构电路原理图
R19R22R20R21DG6DG5DG4DG3DG2DG1BUSU13D0D1D2D3D4D5D6D71WR1374LS02347813141718111D2D3D4D5D6D7D8DC74LS3731Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QOE2S-A5S-B6S-CS-D9S-E12S-F15S-G16S-H101RST109871609871609871609876109876109876afegdbcdpR23R24R25R26feagdbcdpfeagdbcdpfeagdbcdpfeagdbcdp12345afegdbcdp12345U10APSC2VT1*R9*U14347813141718111D2D3D4D5D6D7D8DC74LS37374LS02VCCR18R17R16*S301234SW-DLP4U12D732Y4D652Y3D572Y2D492Y1D3121Y414D21Y316D11Y218D01Y1192G411G74LS2448765***S4*S5*S6*S7**S10*S11*S12*S13*S2*S3S8*S91Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QOE2569121516101012345R4*12345123451234512345VT2VT3*VT4*R12*VT5*R13*VT6*R14*R10*R11*VCCU10BFS121WR13R5*R6*R7*R8*S14*S15*S16*S17*S18*S19*S20*S21*S22*S23*S24*S25*S26*S27*S28*S29*A1A2A3A4B1B2B3B4246811K313K21517K1K0T0INT1U10CPS2213RD1374LS02U6F74LS04
键盘及显示电路原理图
27
U3U4U5D0/O0D1/O1D2/O2D3D4D5D6D71112131516171819D0/O0D1/O1D2/O2D3D4D5D6D7D0/O0D1/O1D2/O2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D71112131516171819D0D1D2D3D4D5D6D71112131516171819D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12109876543252421232A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12109876543252421232A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12109876543252421232WR1VCC626423174LS08U7A2174LS08U15E374LS04L5*74LS044P1.534U15FRD1PSEN374LS08CS51CS6CS0U7A2CS120272226CS1PGM/WEOECS26264U7A3CS1PGM/WEOECS2202722262027221CEPGM/WEOEVPP2764L6*C50.1UFC60.1UFC7100UFC80.1UFC90.1UFC100.1UFC120.1UFC130.1UFC140.1UFC150.1UF
ADDRBUSDATEBUSU15AP1.03474LS04L1*U15BP1.13474LS04L2*WR2VCCU15CP1.234全开放式单片机教学实验系统的设计
存储器单元电路原理图
28
74LS04L3*U15DP1.334VCC74LS04L4*P1.4R15220VCCL7**C11100UF
ADDRBUSDATEBUSText74LS3731ALE11OECA101A112A123ABC(WS)(WB)(KEY)U11U1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P00P01P02P03P04P05P06P07D03D14D27D3813141718D4D5D6D774LS138U21D2D3D4D5D6D7D8DA4A5A6A7CS7G1G2AG2B64VCC5PS0:
E000HPS1:
E400HPS2:
E800HPS3:
EC00H1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y712345678P10/TP11/TP12P13P14P15P16P173938373635343332D0D1D2D3D4D5D6D72A05A16A29A31215161915141312111097PS0PS1PS2PS3PS4PS5PS6PS7K0INT01312INT1INT0T0T1U874LS367P2.51P2.62A153ABC1514T1T0PS4:
F000HPS5:
F400HPS6:
F800HPS7:
FC00H31C3EA/VPP20P21P22P23P24P25P26P272122232425262728P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7(6264-CE)(6264/2764-CE)30PFX16MHZRXDTXDALE/PPSENU1610113029RXDTXDALEPSEN1918RESET9X1X2全开放式单片机教学实验系统的设计
地址驱动及译码电路的原理图
2106124141151Q2Q3Q4Q5Q6Q645VCC1D4D3D5D2D6DE1E13A85A97A109A1111A1213G1G2AG2B74LS138WR74LS044RDRSTU6D374LS043U6AU6BC20.01UF4374LS044R11KU6C374LS044P2.72329
RESETC41716RDWRY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715141312111097CS0CS1CS2CS3CS4CS5CS6CS7(2764-CE)(6264-CE)(6264/2764-CE)(I/O-SEL)30PF8031CS0:
0000HCS1:
2000HCS2:
4000HCS3:
6000HCS4:
8000HCS5:
A00HCS6:
C000HCS7:
E000HU9D2EWR3WR1274LS32U9A3Text174LS32U9C2ERD3174LS32VCCU10D1RD1274LS32U10DU9B3R247KRD1R31.5K*S1C110UF全开放式单片机教学实验系统的设计
附录2:
程序清单1.主程序清单
ORG8000HLJMPRBTRST:
LCALLPTSIN
MOV70H,A
MONO:
RST2:
MON1:
COMD:
COMD1:
MOV71H,DPL
MOV72H,DPLMOV73H,PSWACALLMOUT2
MOVSP,#50H
MOVDPTR,#0BF80HMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,AACALLFILL
DB11H,0BH,12H,12H,05H,01H;MOV78H,#75HACALLBLK2
JNCCOMDACALLNUMB
DB70H,75HMOVA,#10HMOVR0,#74HMOVR1,#05H
MOV@R0,ADECR0
DJNZR1,RST2ACALLBLK2JNCCOMDACALLBLK2
DB70H.,75HSJMPMON1
SUBBA,#11HMOVDPTR,#CTABRLA
MOVR7,AINCA
MOVA,@A+DPTRPUSHACC
MOVA,R7
MOVA,@A+DPTRPUSHACC
30
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ADDRBUSDATEBUSText74LS373U1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7K0INT0T0T112345678P10/TP11/TP12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR8031RXDTXDALE/PPSEN10113029RXDTXDALEPSENP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728D0D1D2D3D4D5D6D7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.71ALE11D03D14D27D3813141718OEC1D2D3D4D5D6D7D8DU111Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q2A05A16A29A312151619A101A112A123ABCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715141312111097PS0PS1PS2PS3PS4PS5PS6PS7(WS)(WB)(KEY)1312151431D4D5D6D7A4A5A6A7CS764VCC5G1G2AG2B74LS138U2PS0:
E000HPS1:
E400HPS2:
E800HPS3:
EC00HPS4:
F000HPS5:
F400HPS6:
F800HPS7:
FC00HU874LS3672106124141151D4D3D5D2D6DE1E1U161Q2Q3Q4Q5Q6Q3A85A97A109A1111A1213P2.51P2.62A153ABCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715141312111097CS0CS1CS2CS3CS4CS5CS6CS7(6264-CE)(6264/2764-CE)C31918RESET9171630PFX16MHZC4645VCCG1G2AG2B74LS138(2764-CE)(6264-CE)(6264/2764-CE)(I/O-SEL)CS4:
8000HCS5:
A00HCS6:
C000HCS7:
E000H30PFCS0:
0000HCS1:
2000HCS2:
4000HCS3:
6000HU9DEWR374LS32U9CERD374LS322121VCCR247KWR74LS044RDRSTU6D3WR1274LS32U9A3TextU10D74LS043U6A43U6BC20.01UF74LS044R11KU6C374LS044P2.7213U10DRD12U9B3RD1R31.5K*S1C110UF74LS326-1图地址驱动及译码电路的原理图
地址译码部分由两个3-8译码器74LS138构成,采用二级译码方法。
参加译码的是最高的3条地址线A13~A15(P2.5~P2.7),将64KB空间分为八分,每份8KB,见表一.从表中可以看出,每个仿真ROM区都有两个地址,例如第一仿真ROM区的地址可以为000H~1FFFH,也可以为A000H~BFFFH。
CS7用来扩展输入输出口,用CS7作为第二级译码电路的控制信号,对A10~A12进行译码,实际效果是对CS7所对应的8KB空间进一步平均,分为8部分,每部分为1KB,见表二
图中RD1信号的逻辑为RD1=RD+P2.7,EWR信号的逻辑为WR1=WR+P2.7,信号的逻辑为ERD=RD+P2.7,EWR信号的逻辑为EWR=WR+P2.7,所以当访问的地址在8000H以前时,ERD和EWR才有效,当访问的地址在8000H以后时,WR1和RD1才有效。
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表一第一级译码的地址分配
地址线A15~A13000001010011100101110111有效的片选线CS0CS1CS2CS3CS4CS5CS6CS7地址范围用途0000H~1FFFH选择第一仿真ROM区(6264)2000H~1FFFH4000H~1FFFH6000H~1FFFH选择第二仿真ROM区(6264或2764)未用未用8000H~1FFFH选择监控程序ROM区(2764)A000H~1FFFH选择第一仿真ROM区(6264)C000H~1FFFHE000H~1FFFH选择第二仿真ROM区(6264或2764)扩展输入输出表二第二级译码的地址分配
地址线A15~A13000001010011100101110111有效的片选线PS0PS1PS2PS3PS4PS5PS6PS7地址范围E000H~E3FFHE000H~E7FFHE000H~EBFFHE000H~EFFFHF000H~F3FFHF000H~F7FFHF000H~FBFFHF000H~FFFFH用途数码管显示输出数码管显示位输出未用未用未用未用未用未用6.2存储器电路设计
图6-2给出了单片机教学实验系统的存储器单元电路的原理图。
系统中共使用了3片存储器,分别是第一仿真ROM区,8KB空间,可使用RAM芯片6264第二仿真的ROM区,也是8KB空间,可使用RAM芯片6264;监控程序区,8KB空间,系统中使用EPROM芯片2764.在两个仿ROM区,尤其是第二仿真ROM区,也可以输入固化有通用子程序的EPROM芯片。
第一仿真ROM区的片选信号是CS0和CS5的与信号(图中的U7A),所以其地址是0000H~1FFFH和A000H~BFFFH;第二仿真ROM区的片选信号是CS1和CS6
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的与信号(图中的U7B),所以其地址是2000H~3FFFH和C000H~DFFFH;程序存储器区的片选信号是CS4,其地址是8000H。
每个存储器芯片的输出允许端OE都接PSEN和RD1的信号(图中的U7C),写允许端WE接WR1端亦即程序间和数据空间统一编址。
结合译码电路可知,当将仿真ROM作为数据空间进行读、写时,只能采用大于8000H的地址,而作为程序空间访问时无此限制,图中还给出了用P1.0~P1.5驱动6个LED指示灯电路,可用来模块交通信号灯的实验。
ADDRBUSDATEBUSU15AP1.0374LS044A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12109876543252421232U3A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12D0/O0D1/O1D2/O2D3D4D5D6D71112131516171819D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12109876543252421232U4A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12D0/O0D1/O1D2/O2D3D4D5D6D71112131516171819D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12109876543252421232U5A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12D0/O0D1/O1D2/O2D3D4D5D6D71112131516171819D0D1D2D3D4D5D6D7L1*U15BP1.1374LS044L2*WR2VCC20272226CS1PGM/WEOECS26264WR1VCC20272226CS1PGM/WEOECS262642027221CEPGM/WEOEVPP2764U15CP1.2374LS0443U7A21CS03CS5U7A21CS1CS6L3*74LS08U7A321PSENRD174LS08U15DP1.3374LS044U15EP1.4374LS04474LS08VCCL4*U15FP1.5374LS044R15220L5*L6*VCCL7**C11100UFC50.1UFC60.1UFC7100UFC80.1UFC90.1UFC100.1UFC120.1UFC130.1UFC140.1UFC150.1UF图6-2存储器单元电路原理图
6.2.1存储器置数功能
0/FUNC功能用来将程序存储区中的某一区域填充为同一个数,而1/FUNC功能用来外部数据存储区中的某一区域填充为同一个数。
例如利用这两个命令对某一存储区清零或FFH等。
以0/FUNC功能对程序存储区指数命令为例,使用数字0作为功能代号FUNC键配使用。
在使用0/FUNC功能前,需先将预置数存储区的首地址放入BYTE寄存器中高位字节中。
即
SOUR:
程序存储区置数首位地址DEST:
程序存储区置数末地址BYTE:
高位字节存放要置的参数
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在待命状态0(显示HB-51B)时,先放下0键,再按下FUNC键,置数即启动,完成后返回待命状态0.
例如,把2000H到3F00H的程序存储区清零。
执行指数命令前,先预置参数,SO=2000H,DEST=3F00H,BYTE=0000H,具体操作过程见表661
6.2.2块移动功能
程序块移动功能是2/FUNC,它是把长度为N的数据块,从程序存储区地址上重叠,则源数据块的被覆盖。
功能相对应的数据块与移动后的数据块在存储区上地址有重叠,则源数据块的数据功能是3/FUNC,它是把长度为N的数据块从外部数据储存区的某一处转移到另一出,操作过程相同。
在使用本功能之前,需将源数据块首地址装入SOUR寄存器,目的数据块首地址放入DEST寄存器,块长存入BYTE寄存器,即:
SOUR:
元数据块首地址DEST:
目的数据块首地址BYTE:
块长度
在待命状态0(显示HB-51B),先按下2(或3)键,然后按下FUNC键,传送过程即启动,完成后返回待命状态0.
例如,将本机的2K字节,0000H开始的程序段转移到地址为2000H的区域。
这是参数是:
BYTE=0800H,SOUR=0000H,DEST=2000H。
具体操作示例见662
6.2.3.EEPROM写入功能
当用户在HB-51B中调试好程序时,由于系统本身不能保持用户的程序,掉电后程序会丢失。
为了方便用户,专门增加了扩展功能4.他可是用户把自己已调试好的程序写入EEPROM芯片2864A中,不会因光机而丢失程序。
在进行4/FUNC功能之前也需要将程序源地址首地址送入SOUR寄存器,目的数据块首地址送入DSET寄存器,程序长度放入BYTE寄存器。
即
SOUR:
源数据块首地址DEST:
目的数据块首地址BYTE:
块长度
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4/FUNC功能在传送字节过程中,同时显示传送的目的地址及其内容。
而且会自动检查所传送的程序是否完全正确,当检查出目的地址的程序与源地址的程序有出入的时候,扩展功能4就会显示错误的目的地址及其内容,等待用户修改。
6.3键盘与显示电路设计
图6-3给出了HB-51B单片机教学实验系统的键盘与显示电路部分的原理图。
下面分别介绍工作原理。
R19R22R20R21DG6DG5DG4DG3DG2DG1BUSU13D0D1D2D3D4D5D6D71WR1374LS02347813141718111D2D3D4D5D6D7D8DC74LS3731Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QOE2S-A5S-B6S-CS-D9S-E12S-F15S-G16S-H10110987160987160987160987610987610aafegdbcdpR23R24R25R26feagdbcdpfeagdbcdpfeagdbcdpfegdbcdpU10APSC21234512345123451234512345RSTVT1*R9*U14347813141718111D2D3D4D5D6D7D8DC74LS37374LS02VCCR18R17R16*S301234SW-DLP4U12D732Y4D652Y3D572Y2D492Y1D3121Y414D21Y316D11Y218D01Y1192G11G74LS2448765***S4*S5*S6*S7**S10*S11*S12*S13*S2*S3S8*S91Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QOE2569121516101012345R4*VT2VT3*VT4*R12*VT5*R13*VT6*R14*R10*R11*123459876afegdbcdpVCCU10BFS121WR13R5*R6*R7*R8*S14*S15*S16*S17*S18*S19*S20*S21*S22*S23*S24*S25*S26*S27*S28*S29*A1A2A3A4B1B2B3B4246811K313K21517K1K0T0INT1U10CPS221RD1374LS023U6F474LS04图6-3键盘及显示电路原理图
6.3.1显示电路
系统的显示电路使用6只共阴极数码管,采用动态扫描方式显示。
系统扩展两个输出口,分别用做段和位输出。
两个输出口均由透明锁存器74LS373构成,端输出口(图中的U13)的地址为E000H-E3FFH,编程时取E000H;位输出口(图中的U14)的地址为E400H-E7FFH,编程时取E400H。
显示过程是首先将要显示数字的数码锁存到段输出口,使显示的a-g段为高电平,将要显示的数码送到锁存器,使对应的位驱动管(VT1-VT6)导通,数码管的COMduane接地,从而在正确的位置上显示出数字;延时一段时间后,切换显示下一位,这样各个数码管就别轮流点亮。
由于人眼的视觉暂留现象,只要扫描速度足够高,就可以看到6个数码管被同时点亮。
15
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