STC89C52单片机测试报告

1、STC89C52单片机调试报告The debugging report of STC89C52 MCU姓名：何运涛专业：电子信息工程时间：2011年8月2日STC89C52单片机调试报告摘要：通过这次对单片机最小系统的焊接与调试，我对单片机内部结构有了深入的了解，并且学会了利用单片机扩展其他模块，对单片机的外围器件已经能熟练地操作，自己亲自焊接与调试，发现了自己画的PCB板有许多问题，经过不断的调试，最后顺利完成了52单片机基本外围器件的调试和扩展，这次52单片机外围器件的调试为我以后参加比赛奠定了基础。【本科组】1. 技术讨论：STC89C52是一种八位的单片机，共40个引脚，五个中断源，三个内部中断，分别为定时器0，定时器1，串口中断，两个外部中断，分别为外部中断0和外部中断1，4个双向的I/O口可以用来扩展外部器件和存储器。除此之外，利用单片机的ALE和PSEN引脚也可以扩展外部存储器。如果外部器件需要时钟信号，可以利用单片机的定时器作外部器件的时钟，由于单片机正常工作的时候ALE引脚会输出6分频的方波，所以时钟信号也可以接单片机的ALE引脚。2. 技术路线：我用的PCB板是自己

2、画的，板子上除了STC89C52单片机主控芯片外，主要模块有：四位数码管，两位数码管，蜂鸣器，虚拟串口，矩阵键盘，电源指示灯，时钟芯片DS1302，温度传感器DS18B20，12864液晶，诺基亚液晶，除此之外，我利用单片机外围引脚的排针扩展了ADC0809,DS18B20多点测温。3. 硬件设计：3.1数码管部分采用的是四位共阴数码管，段选通过单片机的P2口控制，位选通过P0.4-P0.7控制，驱动用的是8050NPN数码管，R5-R8的作用是限流，防止电流过大烧坏数码管，R1-R4的作用也是限流作用，防止电流过大烧坏单片机。3.2复位电路单片机的第九脚只要出现连续两个机器周期以上的高电平就恢复位，复位电路上电容采用的是10UF,电阻中的阻值是10K。3.3震荡电路晶振，内部是电容和电阻，串联后再并联的。它可以在一定的时间完成充放电。有了充放电，就有了时间基准。这样单片机就有一个标准的时间源了，实现计数，及其他的功能。电容接地是为了稳定，因为频率太高，旁边不接东西，附近都可能有干扰，用这个电容接地，可以消除干扰，电容还可以帮助晶振起振。单片机内部有一个高增益的反向放大器，XTAL1是

3、输入端，XTAL2是输出端如果外接时钟的话，要把XTAL1端接地，XTAL2端外接时钟。3.4蜂鸣器蜂鸣器控制端接单片机的P3.5口，通过8050NPN三极管驱动。利用蜂鸣器可以产生各种声音。其原理是：乐曲中不同的音符，实质就是不同频率的声音，通过单片机产生不同频率的脉冲信号，经过放大电路，由蜂鸣器发出，就产生了美妙和谐的乐曲。单片机产生不同频率脉冲信号的原理：1）要产生音频脉冲，只要算出某一音频的脉冲，然后将此周期除以2，即为半周期的时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反向，就可以在I/O脚上得到此脉冲的脉冲。2）利用8952的内部定时器使其工作在方式1下，改变计数值TH0和TL0以产生不同的频率。3.5时钟芯片DS1302DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需三根I/O线

4、：复位（RST）、I/O数据线、串行时钟（SCLK）。时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时，功耗小于1mW。PCB板上DS1302的三个数据口分别接单片机的P3.2，P3.3，P3.4口。DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）置为高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8（8位地址+8位数据），在多字节方式下为8加最多可达248的数据。3.6温度传感器DS18B20DS18B20 通过一个单线接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和DSB1820 之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。因为每个 DS18B20 都有一个独特的片序列号，所以多只 DS18B20 可以同时连在一根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在 HVAC 环境

5、控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。DS18B20 依靠一个单线端口通讯。在单线端口条件下，必须先建立 ROM 操作协议，才能进行存储器和控制操作。因此，控制器必须首先提供下面 5 个 ROM 操作命令之一：1）读 ROM，2）匹配 ROM，3）搜索 ROM，4）跳过 ROM，5）报警搜索。这些命令对每个器件的激光 ROM 部分进行操作，在单线总线上挂有多个器件时，可以区分出单个器件，同时可以向总线控制器指明有多少器件或是什么型号的器件。成功执行完一条 ROM 操作序列后，即可进行存储器和控制操作，控制器可以提供 6 条存储器和控制操作指令中的任一条。一条控制操作命令指示 DS18B20 完成一次温度测量。测量结果放在 DS18B20 的暂存器里，用一条读暂存器内容的存储器操作命令可以把暂存器中数据读出。温度报警触发器 TH 和 TL 各由一个 EEPROM 字节构成。如果没有对 DS18B20 使用报警搜索命令，这些寄存器可以做为一般用途的用户存储器使用。可以用一条存储器操作命令对 TH 和 TL 进行写入，对这些寄存器的读出需要通过暂存器。所有数据都

6、是以最低有效位在前的方式进行读写。3.7矩阵键盘矩阵键盘为4*4的16个键盘，既可以进行行扫描，又可以进行列扫描，行扫描时分位三次，列扫描时分为6次，扫描时间应控制好，最好加上松手检测和消抖检测。三个电阻的作用是限流，防止电流过大烧坏单片机。3.8 ADC0809ADC0809是八位逐次逼近型的模数转换芯片，为满足系统要求，在AD转换器中还设有多路开关，用于选择模拟量输入通道，使通道中的任何一个模拟信号都能分时直接进入AD转换器，转换后的数字量输出可直接与单片机数据总线相连，采用+5V电源供电，外接时钟，典型工作时钟为500KHZ,转换时间为128US。3.9 12864液晶液晶显示模块是 12864 点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置国标 GB2312 码简体中文字库（16X16 点阵）、128 个字符（8X16 点阵）及 64X256 点阵显示 RAM（GDRAM）。可与 CPU 直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。3.9.1显示资料 RAM（DDRAM）：显示资料 RAM 提供 642

7、 个位元组的空间，最多可以控制 4 行 16 字（64 个字）的中文字型显示，当写入显示资料RAM 时,可以分别显示CGROM、HCGROM 与 CGRAM 的字型ST7920A可以显示三种字型分别是半宽的HCGROM字型、CGRAM字型及中CGROM字型，三种字型的选择，由在DDRAM 中写入的编码选择，在 0000H0006H 的编码中将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码达成中文字型的编码（A140D75F），各种字型详细编码如下：1:)显示半宽字型：将8位元资料写入 DDRAM 中，范围为 02H7FH 的编码。2)显示 CGRAM 字型：将 16 位元资料写入 DDRAM 中，总共有 0000H，0002H，0004H，0006H 四种编码。3)显示中文字形：将16位元资料写入 DDRAMK,范围为A1A1HF7FEH的编码。3.9.2绘图 RAM（GDRAM）：绘图显示 RAM 提供 6432 个位元组的记忆空间，最多可以控制 25664 点的二维绘图缓冲空间，在更改绘图 RAM 时，先连续写入水平与垂直的坐标值，再写入两个 8 位元的资料到绘图 RAM，而地址计数

8、器（AC）会自动加一；在写入绘图 RAM 的期间，绘图显示必须关闭，整个写入绘图 RAM 的步骤如下：1)关闭绘图显示功能。2)先将垂直的坐标（Y）写入绘图 RAM 地址；3)再将水平的位元组坐标（X）写入绘图 RAM 地址；4)将 D15D8 写入到 RAM 中；5)将 D7D0 写入到 RAM 中；6)打开绘图显示功能。4.软件设计软件设计见附件5.调试5.1时钟芯片DS1302调试过程中，主要看走时是否准确，掉电后再次开启时看时间是否准确。测试结果如下：5.2温度传感器测试效果如下：5.3矩阵键盘的测试通过液晶显示按下地键盘号，测试效果如下： 5.4 ADC0809的测试通过调整电位器，在液晶上显示电压值，测试效果如下:实际电压为：5.5 12864液晶的测试测试效果如下：液晶图片显示液晶汉字显示6.问题的对策6.1在调试矩阵键盘的过程中，刚开始程序下进去之后，液晶上没显示，我用万用表测了P0口的电平，发现键盘还没按下去P0口的低二位是高电平，高六位全是低电平，经过长时间的检查发现，原来控制矩阵键盘的P0口的高六位和三极管的基极相连，单片机一上电，三极管就会处于放大模式，把P0口强制拉低，所以键盘根本没法检测，后来我把焊上去的三极管全部下掉，经过不断的调试，最后终于把矩阵键盘调试出来了。6.2在刚开始时，我把共阳的数码管焊接到PCB板上，不管我在怎么调试，数码管时钟不亮，后来我仔细思考，认为软件应该没有问题，所以我就查找硬件，最后我发现原来PCB板上画的原来是共阴的数码管，我于是把共阴的数码管焊接到板子上，进过不断的调试，最后终于让数码管正常的显示。7.参考文献：新概念51单片机C语言教程 作者：郭天祥数字电路逻辑设计 作者：王毓银线性电子线路 作者：谢嘉奎8.附件附件一：元器件清单名称数量四位共阴数码管1两位共阴数码管1LED4贴片LED440脚排针1单片机插槽1330欧电阻2210K电阻720欧电阻14.7K电阻1330欧贴片电阻4跳线帽6蜂鸣器112M晶振28050三极管8按键17六脚开关1104电容530PF电容222PF电容2贴片电容210UF电解电容1诺基亚液晶112864液晶110K排阻132M晶振1时钟芯片DS13021温度传感器DS18B201

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