單片機(jī)是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，復(fù)雜的中斷系統(tǒng)和寄存器往往讓初學(xué)者覺(jué)得晦澀難懂。如果僅僅是理論學(xué)習(xí)和紙上談兵而不經(jīng)過(guò)任何實(shí)踐，套用平凡老師以前的一句話——“我勸您還是趁早放棄。”

為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了這款小巧的單片機(jī)編程實(shí)驗(yàn)板(見(jiàn)圖28.1)，成本低廉，同時(shí)具備了單片機(jī)的編程和基本的試驗(yàn)功能，適合新手學(xué)習(xí)制作。為了確保您能夠按照本文介紹的方法制作成功，特別建議您在此之前先學(xué)習(xí)基本的電子知識(shí)和焊接技巧。

迷你單片機(jī)學(xué)習(xí)板的特點(diǎn)

(1)它可以直接支持STC89C52RC單片機(jī)的燒寫(xiě)，可以把程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)并實(shí)驗(yàn)。

(2)它是一個(gè)多功能的51單片機(jī)試驗(yàn)板，配合我們提供的范例程序。您不需要另外購(gòu)買其他任何材料即可完成51單片機(jī)的流水燈、小鍵盤(pán)、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)/靜態(tài)顯示、計(jì)數(shù)器、揚(yáng)聲器報(bào)警/唱歌、串口通信試驗(yàn)、24C02擴(kuò)展、外部中斷等試驗(yàn)。

學(xué)習(xí)使用此編程板對(duì)計(jì)算機(jī)的要求是：操作系統(tǒng)是Windows 98/me/2000/xp或者Windows 7，硬件配有USB接口即可。

圖28.2所示是這個(gè)學(xué)習(xí)板的工作示意圖，即通過(guò)USB接口，將計(jì)算機(jī)中的程序用STC_ISP軟件下載到單片機(jī)中，然后程序自動(dòng)在學(xué)習(xí)板上運(yùn)行，用戶會(huì)看到程序運(yùn)行結(jié)果。

單片機(jī)學(xué)習(xí)板所包括的硬件資源

1個(gè)實(shí)驗(yàn)芯片STC89C52

8個(gè)Led 指示燈(接 P1.0～P1.7 引腳)可做跑馬燈試驗(yàn)，或 IO 狀態(tài)指示

4個(gè)小鍵盤(pán)(接P3.2～P3.5引腳)，一端接IO，一端接地，按下小鍵盤(pán)時(shí)相應(yīng)的端口變?yōu)榈碗娖?/p>

1個(gè)揚(yáng)聲器(接P3.3引腳)用作唱歌或者報(bào)警試驗(yàn)

1個(gè)硬件復(fù)位

2位動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管分別接P2.6和P2.7引腳

1個(gè)USB轉(zhuǎn)232通信接口

1個(gè)擴(kuò)展儲(chǔ)存器24C02

1個(gè)電源開(kāi)關(guān)，用于冷啟動(dòng)單片機(jī)

1個(gè)復(fù)位鍵，在實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)按此鍵，使得試驗(yàn)部分復(fù)位運(yùn)行，重啟程序

1個(gè)MINI USB 接口，用于學(xué)習(xí)板的通信和供電

制作所需工具：

30W左右的尖頭烙鐵

海綿泡沫，用于清洗電烙鐵頭

優(yōu)質(zhì)焊錫絲

松香水(可把松香磨碎加酒精自制)

鑷子

放大鏡

萬(wàn)用表

為了方便用戶，我們還特別設(shè)計(jì)了外接兩個(gè)8PinI/O接口，可以通過(guò)連接將板上的I/O口，外接擴(kuò)展電路實(shí)現(xiàn)不同的功能，學(xué)習(xí)板的電路原理見(jiàn)圖28.3。以下有關(guān)引腳的描述均是指QFP44封裝的STC89C52單片機(jī)，和常見(jiàn)的雙列直插DIP封裝引腳不同。

目前很多計(jì)算機(jī)主板設(shè)計(jì)已經(jīng)取消了串口，為此我們集成了USB轉(zhuǎn)串口芯片PL2303HX，可以直接使用USB口來(lái)通信和供電。

制作過(guò)程

整機(jī)電路較為簡(jiǎn)單，按照一般的電路板制作原則，先焊接高度最低的元器件，如貼片電阻、貼片電容、貼片IC等;然后清理電路板，再焊接較高的元器件，如晶體、揚(yáng)聲器等;最后再焊接較大的零件，如插接件、數(shù)碼管。為了美觀和減小體積，我們使用了全貼片元器件，而不是傳統(tǒng)的DIP元器件，這樣對(duì)新手會(huì)增加一些制作難度。可能有的讀者會(huì)問(wèn)，如果是芯片壞了或者想要換芯片，豈不是很麻煩?實(shí)際上STC89C52單片機(jī)可以支持上萬(wàn)次擦除和寫(xiě)入，那時(shí)您早已學(xué)會(huì)了單片機(jī)的使用。而現(xiàn)在隨著電子技術(shù)的發(fā)展，貼片元器件已經(jīng)是元器件市場(chǎng)的主力軍，小型化和貼片化也是該行業(yè)的必由之路。

1.焊接主芯片

主芯片為QFP封裝的STC89C52，這里需要看清楚芯片的引腳和方向，PCB有標(biāo)記圓圈的地方與IC芯片上有圓圈的地方相對(duì)應(yīng)，先仔細(xì)地對(duì)準(zhǔn)芯片和焊盤(pán)，用烙鐵焊接固定的幾個(gè)引腳，然后在芯片四周引腳上均勻涂抹松香水，接著可將焊錫堆在引腳上，用烙鐵拖動(dòng)即可甩掉焊錫。如果最后有一些引腳的焊錫拖不掉，可以取一截導(dǎo)線，將表皮剝掉，然后沾滿松香水，配合烙鐵加熱，可將多余的焊錫吸走，見(jiàn)圖28.4。完成后可以用同樣的方法，焊接PL2303HX 以及24C02芯片。

2.焊接電阻

一共26顆電阻，3種規(guī)格，10kΩ的電阻標(biāo)記是103，1kΩ的電阻標(biāo)記是102，另外有一顆120Ω的電阻標(biāo)記是121，這個(gè)電阻的作用是作為整機(jī)的負(fù)載，在關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)時(shí)，將整個(gè)板子的電壓強(qiáng)行拉低，否則系統(tǒng)就不能復(fù)位了。如果不確定阻值，可以用萬(wàn)用表測(cè)量一下。

3.焊接貼片電容

共8顆電容，有兩種容量規(guī)格，一種是104(也就是0.1μF)，另一種是22pF。它們也可以通過(guò)顏色來(lái)區(qū)別，黃色的是104，灰白色的是22pF。

4.焊接發(fā)光管、三極管和二極管

一定要注意焊接方向，如果焊反了，板子將不能正常工作。

5. 焊接貼片電解電容、貼片晶體、按鍵和揚(yáng)聲器

相對(duì)來(lái)說(shuō)這些都比較容易，除貼片電解電容外，其余都沒(méi)有極性。

6.焊接 USB 接口、數(shù)碼管和開(kāi)關(guān)

這里要特別注意，這個(gè)USB接口用手工焊接比較困難。可以先在USB上加好焊錫和松香水，然后把烙鐵頭用海綿洗干凈，用烙鐵的溫度融化USB頭上的剩余焊錫即可。最好不用拖錫的方法，否則容易造成連錫和短路。為了增加焊接成功率，建議新手用剪鉗把USB接口后半部分的鐵片剪掉，使烙鐵更容易操作。

組裝成功后的效果見(jiàn)題圖，仔細(xì)檢查一遍，用萬(wàn)用表量一下電源是否短路，沒(méi)有異常即可以開(kāi)始進(jìn)行調(diào)試。

KEIL 軟件的安裝與使用

直接復(fù)制KEIL文件夾到C盤(pán)的根目錄, 去掉文件夾的只讀屬性(注意，必須是C盤(pán)根目錄，不要安裝在其他目錄)，雙擊keil\uv2\uv2.exe即可運(yùn)行軟件。

01 單擊 Project(工程)菜單，選擇 New Project(新工程)，在文件名中輸入你的第一個(gè)程序項(xiàng)目名稱，假定我們使用“test”程序。“保存”后的文件擴(kuò)展名為uv2 這是 KEIL uVision2 項(xiàng)目文件擴(kuò)展名，以后我們可以直接單擊此文件，以打開(kāi)先前設(shè)計(jì)的項(xiàng)目。注意輸入的時(shí)候不要輸入文件的后綴名，使用默認(rèn)即可。為了查找方便，假定我們保存在C盤(pán)的根目錄。這時(shí)會(huì)彈出讓您選擇單片機(jī)型號(hào)的對(duì)話框，我們選擇Atmel→AT89C52。注意我們實(shí)際使用的是STC89C52，它們的基本資源是一致的，不必理會(huì)。

02 匯編源文件的建立：?jiǎn)螕?FILE(文件)菜單中的NEW(新文件)命令，新建一個(gè)文本編輯窗口。在里面輸入一個(gè)程序范例，如流水燈程序，然后點(diǎn)擊FILE(文件)菜單中的SAVE(保存)命令保存文件，必須輸入文件的后綴名.asm,例如保存為C:/prog/001.asm(注意不要有中文目錄，文件名不超過(guò)8個(gè)字符，否則編譯不通過(guò)!如果是第一次使用，建議直接保存在C盤(pán)的根目錄，文件名同樣取001.asm，不要保存在其他地方)。

03 單擊 Target 1(目標(biāo) 1)前面的“+”，出現(xiàn)Source Group 1(源程序組 1)，選中右鍵點(diǎn)選“Add files Group Source Group 1”(增加文件到源程序組1)，這時(shí)選擇文件類型為asm，再選中001.asm文件，再單擊Add(添加)，在隨后的提示框中單擊“確定”即可。

單擊“Project”(工程)菜單，再在下拉菜單中單擊“options for target 1”(目標(biāo)1屬性)在右側(cè)下圖中選擇output(輸出)“Create HEX file”(產(chǎn)生HEX文件)的選項(xiàng)，以便匯編后生成HEX代碼。

04 單擊圖標(biāo)進(jìn)行編譯(或者按F7快捷鍵)，編譯成功后會(huì)在軟件下方的提示框中出現(xiàn)匯編結(jié)果的提示信息，圖中顯示沒(méi)有錯(cuò)誤和警告，表示編譯成功。

此時(shí)，在C盤(pán)的根目錄中就生成了test.hex文件，有了這個(gè)HEX文件，我們就可以用 ISP 方式燒寫(xiě)到單片機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。

安裝 USB 驅(qū)動(dòng)程序

本文以Windows 7操作系統(tǒng)為例，介紹安裝PL2303HX的USB驅(qū)動(dòng)程序。請(qǐng)讀者到qq群657864614 下載 Windows XP、Windows vista 或者 Windows 7 操作系統(tǒng)下的驅(qū)動(dòng)程序。

01 雙擊驅(qū)動(dòng)程序PL-2303 Vista Driver Installer.exe進(jìn)行安裝。

02 單擊“下一步”，然后點(diǎn)“接受許可協(xié)議”，再單擊“下一步”，稍后就會(huì)顯示完成的界面。

03 用USB線纜連接學(xué)習(xí)板和計(jì)算機(jī)USB接口，打開(kāi)系統(tǒng)的“控制面板/硬件和聲音/設(shè)備管理器/端口”。

04 稍后在端口下出現(xiàn)Prolific Usb-to-Serial Comm Port(COM6)，表示成功安裝了USB驅(qū)動(dòng)程序，其中COM6是系統(tǒng)分配給USB的虛擬串口號(hào)，以后在使用串口的時(shí)候選擇COM6就可以了。根據(jù)你的系統(tǒng)安裝USB設(shè)備的不同，也可能會(huì)出現(xiàn)COM3、COM5等。您也可以用右鍵單擊這個(gè)端口，選擇“屬性/端口設(shè)置/高級(jí)/COM端口號(hào)”，更改為你喜歡的端口號(hào)。

USB驅(qū)動(dòng)程序安裝成功以后，直接打開(kāi)配套驅(qū)動(dòng)文件夾的STC下載軟件STC_ISP_V480.exe。此軟件運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)反復(fù)提示需要配置Office插件，這個(gè)不用理會(huì)，直接單擊“取消”即可。另外經(jīng)過(guò)測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)4.88版本和4.83版本不能正常使用，建議大家用4.80版本。

首先選擇正確的單片機(jī)型號(hào)(這里是選擇STC89C52RC)。打開(kāi)一個(gè)配套程序文件夾的測(cè)試程序(HEX格式文件)，然后選擇串口號(hào)和波特率。注意關(guān)閉其他可能用到串口的軟件，比如編程器、仿真器等，避免爭(zhēng)搶串口，波特率按默認(rèn)設(shè)置即可。在本例中，串口號(hào)使用的是COM6，軟件的其他設(shè)置均按默認(rèn)，最后單擊Download/下載程序(特別注意：必須先關(guān)掉電源開(kāi)關(guān)，再單擊下載程序，然后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，冷啟動(dòng)單片機(jī)，否則會(huì)下載失敗)。如果下載正常，窗口會(huì)有下載成功的提示，學(xué)習(xí)板也會(huì)自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。到這里，學(xué)習(xí)板就算調(diào)試成功了，您可以自己燒寫(xiě)各個(gè)程序，驗(yàn)證各部分實(shí)驗(yàn)是否正常。

最后，祝各位讀者組裝成功，單片機(jī)世界的大門(mén)將從此為你敞開(kāi)。