51单片机开发板
51单片机开发板是针对单片机初、中级学习者设计，帮助用户降低学习成本和加快用户快速进入单片机设计开发领域，提供一个帮助用户快速开始单片机学习之旅的硬件平台。
一、板子用途、目的及使用对象
51开发板板是针对单片机初、中级学习者设计，帮助用户降低学习成本和加快用户快速进入单片机设计开发领域，提供一个帮助用户快速开始单片机学习之旅的硬件平台。
本单片机实验平台提供大量的实用的实验例程和丰富硬件资源，并介绍关于如何在本实验平台上完成各个实验过程，实现对板上资源的利用，从而使用户获得对单片机的开发应用流程得到了解。实验例程包括流水灯、花样灯、跑马灯、蜂鸣器、蜂鸣器音乐、数码管、数码管扫描、按键中断、按键查询、RS232串口、1602液晶等，由浅入深，一步步引导用户。
板上提供ISP接口并将单片机的全部I/O引脚引出。51开发板使用ISP在线下载技术, 直接把程序写到单片机中，使用当前最流行的KEILC51软件，用户无需再购买任何仿真器或编程器等开发工具，只要有一台计算机，就可以实践学习单片机方面的知识；同时引出的单片机的32个I/O口可全部用于扩展，用户可把自己设计的电路通过这32个I/O口与单片机连接，方便用户开发自己的产品，最大限度的为用户节约学习成本和加快学习速度。
二、器件布局及器件功能说明
开发板上三个芯片均使用底座式焊接，方便用户在学习开发时的资源再利用；单片机的32个I/O全部引出，方便用户进行功能扩展；板子上的74HC573芯片主要用来对数据的锁存，这样就可以让1602液晶和数码管同时用于显示；MAX232主要是用于电平间的转换；LED灯可以用于设计各种特色的流水灯和跑马灯；按键在电路中主要充当输入设备的角色；ISP_JTAG插座可以防止用户将ISP下载线接反。
三、硬件配置情况及实验配套介绍
1、硬件配置
a）AT89S52
b）MAX232
c）74HC573
d）8个LED灯
e）5个按键
f）4位8段数码管
g）蜂鸣器
h）11.0592M晶振
i）1602液晶
2、配套实验例程
1）51开发板预烧程序
2）1602液晶
3）RS232串口
4）按键查询
5）按键中断
6）蜂鸣器
7）蜂鸣器音乐
8）花样灯
9）流水灯
10）跑马灯
11）数码管
12）数码管扫描
四、硬件电路说明
1、晶振电路
晶振是为电路提供频率基准的元器件，通常分成有源晶振和无源晶振两个大类，无源晶振需要芯片内部有振荡器，并且晶振的信号电压根据起振电路而定，允许不同的电压，但无源晶振通常信号质量和精度较差，需要精确匹配外围电路（电感、电容、电阻等），如需更换晶振时要同时更换外围的电路。有源晶振不需要芯片的内部振荡器，可以提供高精度的频率基准，信号质量也较无源晶振要好。因价格等因素，实际应用中多采用无源晶振设计的电路居多，除非电路设计时序极其敏感或芯片内部无振荡器的情况（如一些型号的DSP 或精密仪器中）。
51开发板晶振采用的是单片机通用的11.0592M的无源晶振，输出时钟到单片机P18和P19。
2、Reset 电路
一个芯片，尤其是可编程芯片，通常在上电的瞬间需要一个短暂的时间进行内部参数的初始化，这个时候芯片无法立即进入工作状态。通常称上电初始化这些工作为复位，完成这个功能的电路称之为复位电路。
单片机的设计需要考虑复位电路的设计，通常在要求不高的场合，复位电路都是利用RC 来制做的，现在也有很多种类的芯片提供高质量的复位信号，但对于一般的场合，RC 已经足够了。
复位电路最重要的参数是复位时间，每个芯片的复位时间是有可能不同的，R*C 就是复位时间，如10UF的电容和10K 的电阻就可以提供100MS 的复位时间。
选取复位电路的参数时，需要先查阅芯片的手册确定复位时间是否足够长，有些芯片如DLS12887 时钟芯片就需要近200MS 的复位时间，如复位电路不能提供足够的复位时间的话，芯片将无法正常工作。
51单片机开发板复位电路输出连接到单片机的P9脚，平时是低电平，按下按钮后变为高电平。
3、电源
在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一种状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声，是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法.。一般在电源部分都采用大电容与小电容并联接在电源两端的，这样对高频和低频都有一定抑制作用。
AT89S52采用5V供电，其I/O口电平与5V 电平兼容。00IC-51开发板采用USB口直接通过USB线取5V电压供给系统，这样做既方便也为用户节省费用。USB座4芯只用到1和4，其中1正4负。
4、LED 灯电路
发光二极管，通常称为LED，可以不夸张的说在几乎任何一个电子设备中都可以看到它的存在。大家看看自己的电脑，那些电源或硬盘的指示灯就是发光二极管。
我们可以将发光二极管理解成一个微小的电灯泡，但它没有灯丝，仅仅靠半导体里面的电子移动而使它发光。
一般发光二极管的工作电流是十几毫安至几十毫安，正向压降为1.3V-2.5V。有一些低电流的发光二极管的工作电流可以降至2MA，而亮度与正常发光二极相同，当然价格会高一些。所有发光二极管在电路中一般都要串一个电阻用来限流。发光二极管的电流不同，亮度也不同，并且寿命也会受到影响，这个电流通常就是由接入的电阻来调整。51单片机开发板的发光二极管串联了一个470Ω的电阻后接在5V 的电压上。LED 灯电路接在单片机的P1口上。LED灯的阳极接电源，阴级接单片机的I/0 口，因此是低电平驱动，只要单片机在相应引脚给出低电平，LED 就会发光。
5、8 段数码管
8 段数码管属于LED 发光器件的一种，分为8 段：A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小数点位，还包括一个公共端COM 端。从电气上，8 段数码管又分为共阴和共阳两种。共阴指数码管的公共端接负极，而各段接正极；共阳则正好相反。如果有多个数码管，它们的各段输入一般都分别接在一起，公共端分开。开发板上采用的是4位一体的共阳数码管。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是每个数码管的8 段输入各自分开，其COM 口电平一直有效。它的优点是控制方便，显示稳定，但要占用较多的I/O口。动态显示的原理是，各个数码管的段输入相应位接在一起，共同占用8 位数据线；公共端分开，利用扫描和人视觉上的短暂停留性，依次给出各个数码管COM 端使能信号，并同时给出各数码管的数据。它的优点是占用I/O 口少，但控制较静态显示复杂。一般在数码管较多的情况下都采用动态显示。
本开发板使用的是4位一体的共阳数码管，共12脚，其中8脚公用是8段显示，另4脚是对应于4个数码管。
6、按键电路
普通的4腿按键实际上是分两组，每组中的两个是相通，而两组直接是通过上面的按钮来控制通段状态的。简单理解成开关就可以了，按下去两端就形成短路，松开手就形成开路。单片机就是通过判断是否短路，而获得这个按键是否被人按下。
51单片机开发板按键电路如下图，通过电阻接电源正级，并将按键所接的单片机的I/O口作为输出端。这样，当按键没有按下时，所有的I/O输出端都是高电平，代表无键按下；当按键按下时，I/O口输出就变成低电平。
另外，要注意抖动现象。由于按键属于机械开关，按动过程不可避免存在抖动的现象。因此必须去抖动才能避免误判断。可以在程序中采用软件延时的办法，即每次检测到有键按下时延时20ms 再判断是否按键还是处于按下状态，是则表示确实有键按下，不是则表示是按键误动作。用户按下按键的时间可以稍微长一点。
7、蜂鸣器
蜂鸣器俗称喇叭，是广泛应用于各种电子产品的一种元器件，它用于提示、报警、音乐等许多应用场合。蜂鸣器与家用电器上面的喇叭在用法上也有相似的地方，通常工作电流比较大，电路上的TTL 电平基本上驱动不了蜂鸣器，需要增加一个电流放大的电路才可以，这一点与家用电器中的功放有相似之处。
蜂鸣器使用很方便，电流通过时蜂鸣器就发出响声。如图可见，只要将蜂鸣器与单片机相连的I/O 口置为低电平，就可以驱动蜂鸣器发声。
8、RS232 电路
目前RS-232 是PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232 被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。通常使用的都是9针的，早期出现过25针的。在实际应用中，电子工程师在设计计算机与外围设备的通信时，通常在9 针的基础再进行简化，只用其中的2、3、5 三个管脚进行通信。这三个管脚分别是接收线、发送线和地线，在一般情况下即可满足通讯的要求，计算机和外部通讯的接线方法如图（我们00IC-51开发板所送的串口线内部接线跟此图是一样的）：
值得注意的是，图中2、3 两脚是交叉互联的，这很容易理解，因为一个设备的发送线必须联接到另外一台设备的接收线上，反之亦然。
另外要说明一下，232 信号的有效通讯距离是15M。
在51单片机开发板上，单片机输出RXD和TXD与计算机直接使用了一块MAX232进行电平转换。实验例程中安排了一个简单的单片机和PC 进行串口通信的程序，用户可以参考该程序了解串口通信的基本方法。
11、LCD 接口电路
51单片机开发板上留有字符型液晶显示器1602 的接口。液晶模块也是一种显示器件，具有显示形式丰富，显示质量高，接口简单，体积小重量轻，功耗小的特点。
液晶显示模块根据显示方式和内容的不同可以分为，数显液晶模块，液晶点阵字符模块和点阵图形液晶模块三种。
数显液晶模块是一种段型液晶显示器件和专用的集成电路组成一体的功能部件，只能显示数字和一些标识符号。液晶点阵字符模块是有点阵字符液晶显示器件与驱动器、控制器等装配而成，可以显示数字和西文字符，但不能显示图形。点阵图形液晶模块的点阵像素连续排列，行和列在排布中均没有空隔。因此不仅可以显示字符，而且也可以显示连续、完整的图形。开发板的LCD 接口针对的1602 是一种液晶点阵字符模块。1602 操作非常方便，带有内置的192 中字符，用户还可定义8 个5*8 点阵字符或4 个5*11 点阵字符。显示时只要按照其时序要求初始化好显示方式，并把要显示的数据写入相应的位置RAM 就可以了，具体操作方法用户可参见光盘中的1602 手册资料。
五、实验例程简介及程序运行现象说明
1）51单片机开发板预烧程序
本程序是用来测试51单片机开发板硬件及程序运行是否正常的，一般出厂时候已经预烧此程序。用户可以根据这个程序运行情况判断开发板软硬件是否正常。程序运行现象如下：
1、LED灯从LED1到LED8逐个依次变亮直到全亮（注意此处要将ISP线拔掉）；
2、数码管从0到F累加显示，直到全部显示8.；
3、蜂鸣器响两声长声；
4、液晶上逐渐显示两行内容：“www.31dsp.com”和“Hello 51MCUWorld”；
5、串口打印信息如下：
*************************************************************
*Hardware Test OK!*
*http://www.31dsp.com*
*Now you can use the 31dsp-51MCU board for design!*
*************************************************************
2）1602液晶
本程序运行以后在1602液晶上分别显示“www.31dsp.com”和“^_^31dsp-51MCU^_^”两行内容，延时后从左到右循环输出。
3）RS232串口
先打开光盘中的串口调试助手，接通串口线，下载本程序即可看到串口调试助手显示结果：Serial Interface Test OK!
在串口调试助手“发送的字符/数据”中输入“80”，选中“16进制发送”后点击“手动发送”按钮也可看到结果：Serial Interface Test OK!
4）按键查询
该程序是从按键采集信号（P3口），然后通过单片机P1口输出控制LED灯。
按第一个按键，4个绿色LED灯(1、3、5、7)亮；按第二个按键，4个红色LED灯(2、4、6、8)亮；按第三个按键，LED灯1、2、3、6、7、8亮；按第四个按键，LED灯全亮；按第五个按键，LED灯全灭。
5）按键中断
程序中按键中断只是对S1而言的，按下一次S1按键产生一个中断，单片机对中断次数从0到9进行循环计数，同时将计数值在数码管上显示出来。
6）蜂鸣器
本程序利用按键触发控制蜂鸣器输入时间长短来控制声音的长短。
按第一个按键，蜂鸣器响一长声；按第二个按键，蜂鸣器响一短声；按第三个按键，蜂鸣器响两长声；按第四个按键，蜂鸣器响两短声；按第五个按键，蜂鸣器响两长三短声。
7）蜂鸣器音乐
向蜂鸣器发送一定频率的方波可以使蜂鸣器发出相应的音调，该实验使蜂鸣器发出类似"多来咪发梭拉西"的音调。
8）花样灯
一个简单的花样控制灯，板子上4个绿色LED灯和4个红色LED灯依次循环发光。
9）流水灯
程序循环输出到单片机P1口，控制LED灯从LED1向LED8依次亮，到全部亮后再循环。
10）跑马灯
LED 灯从LED1向LED8依次前进单个亮，类似跑马情形。
11）数码管
单片机PO端口用于数码管显示数值，P2端口部分用于选择4位数码管中的一位，从而实现一下现象：
4位数码管从第一位到第四位由0到F依次循环显示。
12）数码管扫描
当4位数码管一位一位显示比较慢的时候，我们能看清是哪个数码管显示什么数值，但当扫描的速度加快后，人眼就没办法区分了。
本程序就是利用人眼视觉停留现象，在4个数码管依次循环动态显示OOIC字样，实际上0、0、I、C并不是同一时刻显示的。需要说明的是，我们用1代表了I。
产品装箱清单：
1、51单片机开发板一块
2、USB电源线1根
3、串口直连线1根
4、资料光盘一张
5、单片机视频教学光盘一张
选配：
1602液晶：20元
USB转串口线:20元
