教學單片機實驗開發板系統的設計

馬愛勝

摘 要：本文對單片機實驗開發板的硬件進行了系統的設計。單片機實驗開發板是以AT89S51作為主控制芯片，串口通信芯片MAX232、DB9插座、液晶顯示器、按鍵開關等元器件組成，通過軟硬件結合實現鍵盤掃描、液晶顯示、數碼顯示、與上位機串行通信、I/O口擴展等功能。

關鍵詞：單片機；實驗開發板；設計

單片機實驗開發板是一個實際應用的系統，能夠為相關專業的學生開設單片機實驗提供支持。此實驗板是參考單片機教材中的實驗內容設計的，能夠實現簡單的綜合驗證實驗。單片機實驗開發板是以AT89S51作為主控制芯片，串口通信芯片MAX232、DB9插座、液晶顯示器、按鍵開關等元器件組成，通過軟硬件結合實現鍵盤掃描、液晶顯示、數碼顯示、與上位機串行通信、I/O口擴展等功能。

一、系統硬件結構布局

系統設計以MCS-51系列單片機中8031，8051，89C51作為CPU進行系統擴展，將數據存儲器、程序存儲器、1/O口擴展、串行口通訊、LED顯示、鍵盤與顯示等多種功能模塊集成于一體。

二、單片機最小系統

本實驗開發板采用AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。

三、鍵盤模塊設計

本實驗板用于學生實驗，為了減少鍵盤電路占用UO引腳數目，將鍵盤電路設計為4x4矩陣鍵盤形式。其中行線作為輸入引腳與P0口的P0.3"一P0.0連接，列線作為引腳與

P0.7～PO.4連接。實驗板的鍵盤電路如圖1所示：

四、LED顯示模塊設計

把單片機的P0.0～P0.7 ，P2.0～P2.3口與LED顯示模塊對應的引腳用排線連接起來，即可進行實驗。其連法如圖3-3所示：P0.0～P0.7是控制數碼管顯示的數據口，而P2.0～P2.3為數碼管的位選端，4個數碼管采用動態顯示的方法顯示。如圖2所示。

五、發聲模塊設計

發聲模塊電路原理圖如圖1-2所示，信號由P3.4引腳進入三極管進行放大，推動蜂鳴器SPK發聲。該部分只用3個元件，三極管型號為8550，蜂鳴器為微型壓電式。如圖3所示。

六、串口通信模塊設計

單片機的P3.0、3.1引腳與串口通信模塊中的RS-232的12、1引腳相連，而13、4引腳接到9引腳的連接器的7引腳上，連接器的5腳接電路板的地，連接器的另一端連到PC機上。如圖4所示。