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摘 要：单片机最小系统是以单片机为控制器件，扩展其他工控组件使其能方便地运用于工业，并大幅地降低成本。本文介绍了单片机最小工控系统的应用，分析了系统总体设计过程及系统总体框架，描述了单片机最小工控系统的硬件电路，确定了所使用的各种芯片及其功能与特性，经过硬件电路的设计、仿真软件的模拟仿真、最后在实际设计平台上的测试，实现了温度的实时检测并用四位数码管显示或液晶显示、高低温报警、人体感应监测等功能。4865
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关键词：51单片机；工控组件；最小系统；模块化设计
The Minimum Single-Chip Design and Development of Industrial Control System
Abstract：The minimum system of the single-chip computer is controlled by the SCM device, the expansion of other industrial components which can be conveniently used in industry, and significantly reduce the costs. This article describes the minimum single-chip industrial system application, analyzes the overall system design process and system framework, describing the minimum single-chip industrial control system hardware circuit to determine the various chips used in its functions and features, through a hardware circuit design , simulation software simulation, and finally in the actual design of the test platform, to achieve real-time detection of temperature with four digital tube display or LCD, high and low temperature alarm, body sensor monitoring and other functions.
KEY WORDS: 51 Microcontroller; Industrial Control Components; Minimum System; Modular Design
目 录
摘要 1
引言 1
1.最小系统的组成及工作原理 2
1.1设计要求 2
1.2系统原理方框图 2
1.3单片机工作原理 3
1.4单片机的选择 4
1.5下载方式的选定 6
1.6单片机编程语言介绍 7
2.最小系统系统硬件设计 8
2.1电源电路 8
2.2蜂鸣器电路 8
2.3复位线路的设计 9
2.4晶振电路的设计 10
3.工控扩展模块设计 10
3.1显示接口电路的设计 10
3.2 ISP下载电路的设计 11
3.3串口电路设计 13
3.4 USB电平转换电路设计 16
4.模块化软件设计 18
4.1 A/D模块的软件设计 18
4.2数码管显示的软件设计 19
4.3 4×4矩阵键盘的编程方法 21
4.4传感器DS18B20子程序设计 21
5.结论 22
参考文献 24
致谢 26
单片机最小工控系统的设计与开发
引 言
单片机自出现至今，已走过了近20年的发展路程。从20年来单片机发展历程可以看出，微处理器技术及超大规模集成电路技术的发展为单片机技术的发展提供了条件，并且以广泛的应用领域为拉动，表现出比微处理器更具个性的发展趋势。单片机在性能上要求越来越高，比如低噪声和高可靠性技术，更高的抗电磁干扰能力，低电压和低功耗，越来越快的速度，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，可多次编程等。一些单片机厂商以MTP(Management Training Program)的性能、OTP(One-time Password)的价位推出他们的单片机，这些单片机都使用了ISP(Internet Server Provider)技术，等安装到印刷线路板上以后再下载程序。
由于单片机技术越来越广泛的潜入到我们的生活当中，单片机的功能及种类在很短时间内有了很快的发展，功能更高更强的单片机种类不断相继推出，从早期的89系列发展到现在的ARM（Advanced RISC Machines）、DSP（Digital Signal Processing），电子产品的更新换代促使着更强功能、更高性能、甚至更节能的产品的研发，我们的生活更趋近智能化、高效化，针对这些情况，设计一款工控最小系统很有必要，AT89S51是一款高性能、低功耗的单片机，用它设计最小工控系统不仅成本低、硬件简单，而且易实现各种扩展功能。
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