AT89S52 实验板使用手册

 

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AT89S52实验板介绍:

　　AT89S52单片机是ATMEL公司新近推出的高档型AT89S系列单片机中的增强型产品。其中一个重要的增强功能是支持ISP下载，ISP（IN SYSTEM PROGROMMING）是指在线编程。首次应用ISP下载的工程师们一定会惊叹这一功能的实用性。当他们应用本套件中ISP下载器和下载软件对实验板进行下载，在屏幕上点击“自动”下载程序便会在“弹指”之间从计算机内存移植到AT89S52芯片内的FLASH存储内，而且这新下载的程序立刻开始运转。
本公司所开发的AT89S52实验板是为了掌握8051单片机课程而勤奋学习的大学生、更为了精通8051单片机并在开发技术产品业有所成的工程师们提供一个“与时共进”的实验及开发平台。
AT89S52实验板上配备有20多种功能线路，它有丰富的内涵，但以优惠的价格推向市场。这是本公司对“创新中国”做出的一点微薄贡献。

1：AT89S52实验板概况

　　AT89S52实验板是专门为学生及工程师设计的, 使得他们能很快的掌握8051微处理机的性能，编程及应用于他们的开发之中。实验板是以AT89S52芯片为核心并备有22个功能线路模块。 每个功能模块都有信号输入和输出的端口, 这使得它们和AT89S52系统的连接非常简便，从而在同一实验板上轻松的做多种实验。

　　为了让使用者尽快熟悉本产品, 将功能模块图表介绍如下。 另有实验手册（包含在CD光盘内）提供了20个实例，详细地介绍了硬件连接,软件下载和实验步骤。AT89S52实验板套件包含： 1：AT89S52实验板，2：并口ISP下载器 ，3：并口下载线，4：红外线遥控器，5：杜邦线，6：短路帽，7：USB电源线， 8：LCD显示屏， 9、CD光盘。

图1：AT89S52实验板套件图

2:AT89S52特性及AT8952实验板功能模块介绍

 

2.1 AT89S52介绍

AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构, 芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
       AT89S52具有如下特点：

  1. 8k Bytes Flash片内程序存储器,
  2. 256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）,
  3. 32个外部双向输入/输出（I/O）口,
  4. 5个中断优先级2层中断嵌套中断,
  5. 2个16位可编程定时计数器,
  6. 2个全双工串行通信口,
  7. 看门狗（WDT）电路,片内时钟振荡器。

      此外,AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。 空闲模式下,CPU暂停工作, 而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
    

AT89S52主要功能特性：

 


·兼容MCS-51指令系统

· 8k可反复擦写(>1000次）ISP Flash ROM

·32个双向I/O口

· 4.5-5.5V工作电压

·3个16位可编程定时/计数器

·时钟频率0-33MHz

·全双工UART串行中断口线

·256x8bit内部RAM

·2个外部中断源

·低功耗空闲和省电模式

·中断唤醒省电模式

·3级加密位

·看门狗（WDT）电路

·软件设置空闲和省电功能

·灵活的ISP字节和分页编程

·双数据寄存器指针

2.2 AT89S52实验板功能模块介绍


　　AT89S52实验板与众不同的特点是在小小的板上布置了23个功能模块，这些功能模块不仅包含单片机常用的实验周边线路，还包含智能电子产品必需的技术, 例如光敏控制模块, 红外线遥控接收模块, 音乐芯片应用模块, 时钟日历芯片应用模块等. 当用红外线遥控器打开音乐盒去演优美乐曲时, 你会感觉欣慰. 你的编程努力终于换来愉快的成果。
MCU系统

  1. AT 89S52 MCU最小系统 （33MHz晶振）
  2. ISP 接口 (10位IDE)
  3. RS232 通讯口 (D9)
  4. 复位线路
  5. 电源输入电路：USB取电口(5V） 电源适配器输入口(6V-9V)

I/O应用

  1. 8位拨码开关模块 (8位电平信号输入)
  2. 8位-LED 驱动模块 (贴片, 红色)
  3. 4位7段码数码管模块 (串行输入, 带时钟显示)
  4. LCD 显示器模块 (1602, 二行十六字节)
  5. LED点阵模块 (8x8, 红色)
  6. 3色LED模块 (蓝, 绿, 红三色)

串并数据接换

  1. 74HC595应用模块 ( 串行输入/平行输出, 或平行输入/串行输出)

脉冲信号产生及计数

  1. 555时钟信号模块 (产生自振脉冲)
  2. 计数模块 (双4位计数器, 可倍除脉冲频率将高频信号转换低频率信号))

AD 转换应用

  1. 参考电压产生模块 (2.5伏或5伏) (顾客选择付费安装)
  2. 可调电压模块 (按钮控制, 充/放电电容, 时间常数长以保证电压微调)
  3. 电压随动放大器 (用于被测电压及A/D转换模块间, 增加测量精度)
  4. A/D转换模块 (数码8-位串行输出)

特殊应用模块

  1. 光敏控制模块
  2. 红外线遥控接收模块 (接收NEC格式红外线遥控信号)
  3. 音乐芯片应用模块 (可演8首优美著名旋律)
  4. 扬声器应用模块 (可用于音乐芯片旋律播放或AT89S52产生音频信号播放)

功率驱动应用

    3. 各功能模块细述

    3.1 AT89S52 MCU系统

    图5：AT89S52 系统电路图
    出厂的AT89S52实验板安装有33MHz 的晶振。

    3.2 ISP 端口


    　　ISP的功能使得用户能在实验板上直接读写AT89S52内存。ISP端口是一个10位的IDC插座，通过ISP下载器AT89S52实验板能和计算机建立通讯，应用相应的ISP软件用户可以实现程序的读写。

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图7：ISP连接线路图及端口

    3.4 RS232端口


    RS232电路图如下左图。

    图9：RS232 通讯模块

    3.5 8位拨码开关模块

    拨码开关由8个开关和电阻组合而成，当开关闭合时，输出的是高电平信号，当开关打开输出低电平信号。它的输出口是针座J30。

     


    拨码开关

    图11：拨码开关模块

    3.6 8位LED驱动模块

    图12：8-LED驱动模块

    　　8-LED驱动模块包含8个发光二极管和8个限流电阻，模块的驱动口是针座J18。请注意8个发光二极管也被74HC595的输出端所用, 但出厂时74HC595输出被设置为中止状态.

    3.7 4x4 键盘模块

     

    图13：4x4键盘模块示意图

    　　4x4 键盘由16个按扭开关组成，排列成4行和4列。通常行与列之间各不相连，但任一按钮被压时它所在的行与列将连通。根据这一特性用户可设计行或列输入信号，由读取输出信号可分析是否有按钮被按以及和按钮被按。 行与列的端口由针座J22提供。

    3.8 4位7段数码显示管

     

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图14： 4位7段数码管示意图

    　　4位7段数码管是由4个共阳极7段数码管组成，它们共用同一信号输入端。此外还有中间冒号的显示。5个功率三极管用来接通4个7段数码管及冒号的电源。这5个功率三极管由UPA2981提供， 7段码数字信号输入端口为针座J12, 数码管的选择针座是J13，。

    3.9 2x16 LCD 显示模块


    图15： LCD显示模块示意图

    　　应用LCD显示模块需输入8位数字信号至D0-D7和三位控制信号至RS, R/W and E。控制信号RS用于选择LCD的数据寄存器/控制寄存器， R/W 控制指令的读/写， E激活指令操作（详细参照LCD说明书）。D0-D7八位数字信号及三位控制信号的输入口由针座J15提供（见上图所示）。 LCD显示器的电源已连接，上图中的跳线（JP1）接入LCD背光电源。

     3.6 8x8 LED点阵模块


    图16：LED点阵模块示意图

    　　8x8 LED点阵模块由LED点阵及8个NPN三极管组成（8个NPN三极管由两块ULN2003A提供）。点阵的64个LED排列成8行，每行包含8个共阴极的LED，并经由一个NPN三极管（由ULN2003提供）接地（如上示意图）。每行对应的LED称作列接入同一端口。针座J23提供8个列端口C0-C7，针座J27提供8个行激起生活1端口R0-R7。另有2个自锁开关分别用于触发R0及R1接地。正常情况下这两个自锁开关处于打开状态，点阵完全由J23及J27输入信号控制。当两个自锁开关中的其中之一处于闭合状态（自锁）对应行的LED被接地，因而它们的工作状态只由J26控制。

    3.7 SPI驱动模块

     

    图17：SPI驱动模块示意图和照片

    　　SPI驱动是由74HC595芯片提供，它接收SPI输入信号并转换成8位平行信号输出。 SPI输入信号已接入89S52 的MOSI口，8个平行输出信号已接入LED模块的驱动端。出厂时74HC595输出被设置为中止状态, 跳线短路帽如上图示. 将短路帽复盖左中两针, 则74HC595输出被激活. 上面三针用来选择74HC595时钟脉冲输入. 当短路帽复盖左中两针时, 时钟脉冲输入源为P1.2, 当短路帽复盖中右两针时, 时钟脉冲输入源为P3.3.



    3.9 555时钟信号模块


    　　555 芯片自激时钟信号发生器线路如下图所示。所产生的时钟信号由针座J31输出。在555芯片左侧有两个自锁开关，当这两个自锁开关打开时信号发生器停止工作。

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　图20：555时钟信号模块示意图



    3.10 二进制计数模块


    　　二进制计数模块应用的是 74HC393芯片，它包含有两个独立的4位计数器。每一个计数器有一个时钟输入信号，一个复位信号及4位计数输出信号。时钟及复位信号由针座J32输入，4位的计数信号由针座J33输出。



    图21：二进制计数模块示意图

    3.11　3-色LED 模块

    　　3-色LED 模块是一个全彩LED管，它的内部有红、绿、蓝三个共阴的LED。LED发光强度可由输入电压的电平控制，当电压电平是衡定时发光强度则可由PWM技术控制。89S52能产生8位PWM输出信号供LED驱动之用，原理上3个8位的PWM信号能实现16? Million颜色。红、绿、蓝三个共阴LED的输入口由J25提供。

    图22：3-色LED 模块



    3.12 红外线接收模块


    　　红外线接收模块应用一个一体化红外线接收器，它有很好的灵敏度及抗干扰性能并与配套的红外线遥控器匹配。接收到的高频的红外线载波信号转换成低频的编码信号由针座J28输出。

    图23；红外线接收模块




    3.13　 音乐盒模块

    　
    　　音乐盒模块位于LCD显示屏的下方，由音乐芯片、放大三极管、喇叭和四个按钮开关组成。音乐盒模块有四个控制功能：复位、重复、选择和停止。在手动操作时这四个功能可由四个按钮开关实现，在自动操作时可由针座J16的输入信号实现。左下图所示的跳线两端是针座J23的OUT及SP两针，在作音乐盒工作时OUT及SP经由一个短路帽连接。当小喇叭作它用时外接音频信号可由SP针输入。

    图24：音乐盒模块示意图


    3.14 充放电模块


    　　充放电模块由两个独立的充放电线路组成。每一个充放电线路包含有一个电解电容及一个充放电开关（这两个充放电开关由同一个自锁开关实现）。由于这两个充放电线路的电容及电阻参数不同，它们的充放电速度也不同。充放电线路的电容电压由针座J29输出。这个模块为89S52? AD? CONVERTER 提供电平可变化的电压输入。

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图25：　充放电路

    3.15 光敏控制模块


    　　光敏控制模块包含一个光敏电阻和一个两级放大电路。两级放大器输出信号由照射到光敏电阻的光线强弱所控制，信号输出口由针座J24提供。

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　图26：光敏控制模块


    3.16　 步进电机模块


    　　步进电机模块提供4个可独立控制的电压源电路，用来控制电压源电路通断的功率三极管则由 ULN2003提供。步进电机的控制信号由针座J17输入，驱动输出经由接线柱J6连接到步进电机绕组端。

    图27：步进电机模块 

    3.17 继电器驱动模块

    　　　继电器驱动模块提供高压电路通断功能，其线圈由ULN2003芯片中的一个功放晶体管控制。接线柱J14提供高压线路的开关端口（继电器的输出端口），针座J7提供继电器通断控制信号输入端口。

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图28：继电器模块


    3.18　参考电压发生模块(用户付费选择)


    　　参考电压发生模块应用精确电平发生芯片LM336而成。所产生的参考电压为2.5V由针座J12的 Vref 输出 。它挨近89S52的参考电平输入口AREF ，如Vref 及AREF 用短路帽连接则2.5V精确电压直接输入89S52作参考电压之用。

     

    图29：参考电压发生模块



    3.19　 电源输入模块


    　　本实验板允许两种不同的直流电源输入：1、 稳压直流5V 电源 ；2、在6V-12V之间非稳压直流电源。如下图所示：AT89S52实验板左上端有两个电源插座J1及J3：J1供非稳压直流电源输入（电源电压应在6V-12V之间），J3供稳压直流5V 电源输入。 J1和J3之间的接线柱J2亦供稳压直流5V输入之用（请注意极性为上正下负）。

     
    图30：稳压电路及直流电源输入