
手把手Diy 单片机编程实验板
本文作者:深圳学林电子
www.51c51.com 本套件的第一版刊载于无线电杂志2011年第9期,历时8年,我们重新整理了此篇文档并再次向爱好者发售,每套仅收取成本价售19.9元(包含全部芯片,pcb,usb线等),适合电子,单片机爱好者,工程师等。
我要购买:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.25911deb3x6mhZ&ft=t&id=590983511241&qq-pf-to=pcqq.c2c
软件以及全套资料下载:http://www.51c51.com/DIY/minitest/51MCU.rar

本产品为全套散件,需要您自己有一定的动手能力组装,通过本品的练习,您将体会到成功的喜悦,且将具备一个电子工程师和软件工程的专业必备技能!
联系:0755-89956892 51测试网
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单片机学习是现代微电子电路和计算机软件的必由之路,单片机技术又是一门实践性非常强的学科,复杂的中断系统,寄存器足可称之为晦涩难懂。如果仅仅是理论学习和纸上谈兵而不经过任何实践,套用平凡老师以前的一句话,我劝您还是趁早放弃。
为此我们设计了这个小巧的单片机编程实验板,成本低廉,同时具备了单片机的编程和基本的试验功能。为了确保您能够按照本教程制作成功,我特别建议您在此之前先学习基本的电子知识和焊接技巧。
它能够为您做些什么?
1
它可以直接支持STC89C52RC单片机的多次重复烧写,可以把程序写入单片机并实验。
2
它是一个多功能的51单片机试验板,配合我们提供的例子程序,您不需要另外购买其他任何材料即可完成51单片机的流水灯,小键盘,数码管动态/静态显示,计数器,小喇叭报警器/唱歌,串口通信试验,24c02扩展,外中断等试验。
下面是这个学习板的工作示意图,即通过usb,将电脑中的程序用stc_isp软件下载到单片机中,然后程序自动在学习板上运行,用户看到运行结果。
试验部分包括了以下的硬件资源:
1个实验芯片stc89c52
8个Led指示灯 (P1.0-p1.7)可做跑马灯试验,或IO状态指示
4个小键盘(P3.2, P.3.3 , P3.4, P3.5)。一端接IO,一端接地.按下时相应端口变低电平
1个小喇叭(P3.3)作唱歌或者报警试验用。
1个硬件复位
2位的动态扫描数码管
p0
数码管段位;数码管的代码表28h,7eh,0a2h,62h,74h,61h,21h,7ah,20h,60h
数码管位选p2.6,p2.7
1个虚拟的usb转232通信接口
1个扩展储存器24C02
1个电源开关,用于冷启动单片机
1个复位键,作实验时按此键,则试验部分复位运行,用于重启程序
1个MINI USB接口,用于学习板的通信和供电
同时为了方便用户,
我们还特别设计了外接两个8pin IO接口。可以通过连接将板上的io口外接扩展实现不同的功能
学习板的电路原理图:
以下有关引脚的描述均是指QFP44封装的stc89c52单片机,和常见的双列直插dip封装引脚不同,请注意。

零件规格表
|
型号 |
数量 |
位置 |
|
电阻 |
1K |
10 |
R1 ,R6 , R7 ,R8, R9,
R10 ,R11, R12 ,R5, R3 |
0805
|
|
10K |
15 |
R23, R19, R13 ,R14 ,R15, R16, R17 ,R18, R25, R20, R21,R22 ,R4,
R24 ,R2 |
0805
|
|
120欧姆 |
1 |
R26 |
0805 |
电容 |
22P |
4 |
C1,C2,C9,C8 |
0805 |
|
104 |
4 |
C5,C6,C7,C3 |
0805 |
|
100uf/10v |
1 |
C11 |
|
晶体管 |
发光管 |
9 |
D1, D2 ,D3, D4, D6 ,D7,D8 ,D9, D11 |
|
|
1n4148 |
2 |
D5,D10 |
|
|
2n5401 |
3 |
BG1 BG2, BG3 |
SOT-23 |
集成电路 |
STC89c52rc |
1 |
U1 |
QFP44 |
|
24c02 |
1 |
U2 |
SOP8 |
|
pl2303hx |
1 |
U3 |
TSOP-28 |
其他 |
12mhz晶体 |
2 |
Y1,Y2 |
|
|
数码管 |
1 |
J2 |
|
|
按键开关 |
5 |
P1, P2 ,P3,P4, P5 |
|
|
拨动电源开关 |
1 |
P6 |
|
|
蜂鸣器 |
1 |
J4 |
|
|
pcb |
1 |
|
|
|
usb线 |
1 |
|
|
目前很多电脑主板已经取消了串行口,为此我们集成了pl2303hx
usb转串口芯片,可以直接使用usb通信和供电。
制作过程:
整机的电路较简单,按照一般的电路板制作原则,先焊接高度最低的元件,如贴片电阻,贴片电容,贴片ic,然后清洗电路板,再焊接较高的元件,如晶体,喇叭。最后再焊接大的零件,如插接件,数码管。为了美观和减少体积,我们使用了全贴片元件,而不是传统的dip元件,这样对新手来说增加了一些制作难度。可能有的同学会问,如果是芯片坏了或者想要换芯片岂不是很麻烦?实际上stc89c52单片机可以支持上万次擦除和写入,这时您早已学会,或者放弃了。而现在电子技术的发展,贴片元件已经是元器件市场的主力,小型化和贴片化也是电子工业的必由之路。
开始之前应当准备以下工具:
1 30w左右的尖头烙铁
2
海绵泡沫,用于清洗电烙铁头
3
优质焊锡丝
4
松香水(可以把松香磨碎后加酒精自制)
5
镊子
6
放大镜(不是必须,除非您非常近视)
7
万用表
第一步:焊接主芯片qfp 封装的stc89c52。这里需要看清楚芯片的管脚和方向,
pcb有标记圆圈的地方和ic有圆圈的地方相对应,先仔细的对准芯片和焊盘,用烙铁焊接固定几个引脚,在芯片四周管脚均匀涂抹松香水,然后可将焊锡堆在管脚上,用烙铁拖动即可甩掉焊锡。如果最后有一些管脚的焊锡拖不掉,可以取一截导线,将表皮剥掉,然后沾满松香水,配合烙铁加热,可将多余焊锡吸走。完成后,同样的方法,焊接PL2303HX
以及24c02芯片。(看清楚pl2303和24C02的方向,芯片上小点为第一脚,对应丝印缺口)
几个技巧:
1
如果没有太多焊接经验,请一定先找一个报废的电路板多多练习。
2
焊锡丝很重要,很多几十元一公斤的劣质焊锡丝,拖起来像泥巴一样,根本无法使用,请用优质焊锡丝。
3
不要使用焊锡膏。我曾使用过一种焊锡膏,发现整机的电流忽大忽小,阻抗忽高忽低,检查很久,发现是这些焊锡膏的问题,于是直接把这些焊锡膏扔到垃圾堆。(可能这些焊锡膏是为焊接不锈钢,白铁皮等生产的)可以使用松香水。
4
如果没有把握可以请修手机的师傅帮忙,不要蛮干,损伤电路板就难于补救了。
5
特别强调,一个优秀的工程师,必须是一个烙铁好手。不会动手的工程是不合格的!
如果上面的焊接没问题,下面的焊接过程相对来说就很容易了。
第二步:焊接电阻:一共
26颗电阻,3种规格,10k的电阻标记是103,1k的电阻标记是102,另外有一颗120欧姆的电阻,标记是121,这个电阻的作用是作为整机的假负载,关闭电源开关时,将整个板子的电压强行拉低,否则系统就不能复位了。如果不清楚电阻的阻值可以用万用表量一下。焊接电阻没有方向,可以先用烙铁将焊盘的一端加上焊锡,然后用镊子夹住电阻,融化加有焊锡的焊盘,电阻轻轻靠上即可焊接住,然后焊另一端。另外注意R3在板上没有标注出来,是一个1k
的电阻和D11串联给发光管供电的。
第三步:焊接贴片电容:共 8颗电容,这些也没有方向,随意焊接,有两种容量规格,一种是104 一种是22P
他们也可以通过颜色来区别,黄色的是104容量,灰白色的是22p 电容。
第四步:焊接发光管,三极管,二极管。这些一定要注意方向,如果搞反了板子将不能正常工作,不清楚请仔细看照片。
第五步:焊接贴片电解电容,贴片晶体和按键,喇叭。相对来说这些都比较容易,除贴片电解电容外,其余都没有极性。
第六步:焊接
usb口,数码管,开关。这里要特别注意,这个usb接口设计得相当难于手工焊接。可以先加好焊锡和松香水,然后把烙铁头用海绵洗干净,用烙铁的温度融化usb头上的剩余焊锡即可。最好不用拖锡的方法,容易造成连锡和短路。为增加成功率,我建议新手可以用剪钳把usb接口后半部分的铁片剪掉,这样烙铁更容易操作。
组装成功后的效果如下,仔细检查一遍,用万用表量一下电源是否短路,没有异常就可以开始进行调试了。
首先安装PL2303hx 的usb驱动:
以下以windows10(32位)操作系统为例,介绍安装usb驱动。先不要插学习板的usb线,
双击驱动程序文件夹的 usbpl2303\usb.exe
。
点“下一步”,然后点“接受许可协议”再点下一步,稍后就会显示完成的界面。
然后用USB电缆连接学习板和计算机USB口,在桌面的左下角开始处点右键,弹出菜单选择设备管理器:
稍后在端口下出现Prolific usb-to-serial
comm. Port(com6),表示成功安装了usb驱动程序,其中com6是系统分配给usb
的虚拟串口号,以后在使用串口的时候选择com6就可以了。根据您的系统安装usb设备的不同,
您也可能出现的com3,com5等等。您也可以单击这个端口,点右键:属性/端口设置/高级/COM端口号,来更改为您喜欢的端口号。
安装失败的解决方法:
如果在安装中中途退出或掉电等,
可能造成安装失败,这时,可以在设备管理器中卸载带有黄色感叹号的USB设备,然后重复以上的安装步骤即可。计算机的系统版本不同,也可能导致安装失败,建议百度一下pl2303的最新驱动再尝试一下。
如果您不知道现在系统分配的usb端口号,可以打开设备管理器看一下就知道了。
Usb驱动安装成功以后,直接打开配套驱动文件夹的STC下载软件/STCISP.exe
(经测试,发现4.88版和4.83版不能正常使用,建议您用最新版本)。当然您可以自己到stc网站http://www.mcu-memory.com/下载不同版本试用。
1
首先选择正确的单片机型号(这里是stc89c52rc)。
2
打开一个配套程序文件夹的测试程序hex格式文件,
3
选择串口号和波特率(注意关闭其它可能用到串口的软件,比如编程器仿真器等避免争抢串口,波特率按默认即可,在本例中使用的com6,软件的其他设置均按默认。
4
Download/下载程序( 特别注意:必须先关掉电源开关,点击下载程序, 然后打开电源开关,以冷启动单片机,否则会下载失败)
5
如果正常窗口会显示下载成功的提示,学习板也会自动开始运行。

到这里,学习板就算调试成功了,您可以自己烧写各个程序,验证各部分实验是否正常。
如果板子无法工作起来应该怎样检查呢?
首先了解下单片机工作的必要条件:
1: 电源
这个好理解,巧妇难为无米之炊,没电源当然不能工作啦。对于QFP44封装的stc89c52单片机的而言.22脚接地,44脚为电源5v,本系统中电源直接取自usb电源5v。
2:时钟晶体:
Pin21时钟XTAL1脚,片内振荡电路的输入端。
Pin20时钟XTAL2脚,片内振荡电路的输出端。
8051的时钟有两种方式,一种是片内时钟振荡方式,但需在20和21脚外接石英晶体(2-12MHz)和振荡电容,振荡电容的值一般取10p-30p。另外一种是外部时钟方式,即将XTAL1接地,外部时钟信号从XTAL2脚输入。正常工作时,晶体两端电压用万用表测试应当是2.0-2.5v左右。
3:复位:电路中C3,R23,P5构成了上电复位和手动复位,正常情况下上电,电源通过R23给C3充电,从而在C3端形成脉冲,促使单片机复位,如果按动P5,相当于短接C3,重复上述过程,单片机将强行复位。
4:EA端34脚接电源,选择了读取内部程序存储器指令数据。
总之满足了这四个条件,单片机就可以正常工作了,同样的,如果系统故障,只需要从这四个方面检查。
如果软件无法安装成功,建议换一台电脑实验。
下面我们简单介绍一下keil 软件的基本编译方法,学会了这些, 您就可以按照自己的意愿来编程序了。
KEIL软件安装:直接拷贝keil文件夹到c盘的根目录,
去掉文件夹的只读属性. (注意必须是c盘根目录, 不要安装在其他目录)执行keil\uv2\uv2.exe即可
(可将文件发送到桌面快捷方式)
1 点击Project(工程)菜单,选择New
Project(新工程),在文件名中输入您的第一个程序项目名称,假定我们用"test"。"保存"后的文件扩展名为uv2这是KEIL
uVision2项目文件扩展名,以后我们可以直接点击此文件以打开先前做的项目。注意输入的时候不要输入文件的后缀名, 默认即可。为了查找方便,
假定我们保存在c盘的根目录。
这时会弹出让您选择单片机型号的对话框,我们选择ATMEL---AT89C52。注意我们实际使用的是stc89c52,他们的资源基本是一致的,不必理会。
2汇编源文件的建立: 点击FILE(文件)菜单中的NEW...(新文件)命令新建一个文本编辑窗口。在里面输入一个程序范例如流水灯程序,然后点击FILE(文件)菜单中的SAVE(保存)命令保存文件,注意必须输入文件的后缀名.asm,例如保存为C:/prog/001.asm(注意不要有中文目录,文件名不超过8个字符,否则编译不通过!如果您是第一次使用,
那么我建议您直接保存在c盘的根目录,文件名同样取001.ASM, 不要试图把他保存在桌面/我的文档等等!)
3 点击Target
1(目标1)前面的”+”,出现Source Group 1,(源程序组1)选中右键点选”Add
files Group Source Group 1” (增加文件到源程序组1)这时选择文件类型为Asm,再选中001.asm文件,再按Add添加,在随后的提示框中按”确定”。
单击"Project"(工程)菜单,再在下拉菜单中单击"options
for target target 1"(目标1属性) 在下图中选择output(输出)”Create
HEX file”(产生hex文件)的选项,以便汇编后生成HEX代码。
4按以下两个向下小箭头的图标进行编译,(或者按F7快捷)编译成功后如会出现下图红箭头所指的文字正在汇编…0(错误),0(警告)这里的意思是没有错误,
没有警告。表示编译成功。
此时在C盘的根目录就生成了test.hex文件,有了这个hex文件,
我们就可用ISP方式烧写到单片机实验了。
最后,祝您组装成功,从此单片机世界的大门将为你敞开。 |