(三)任务实施
步骤一:认识单片机最小系统电路图
51单片机核心板原理图如图1-21所示,其中STC89C51芯片的4组32个功能引脚(P0~P4)分别与4组8P的单排针相连,芯片有2个引脚接地、1个引脚连接VCC;芯片RST信号引脚连接到重置电路,重置电路中有1个10 μF的电容、开关及10 kΩ的接地电阻;芯片的XTAL1、XTAL2引脚与晶振电路相连,晶振电路包括2个22 pF的电容及能发出11.059 2 MHz机器频率的晶振。
图1-21 51单片机核心板原理图
小贴士
本书使用的核心板电路简化了STC89C51芯片29、30、31引脚与外部读写相关的功能。另外,芯片的一些引脚有着第二功能,如RxD、TxD负责发送/接收串口数据;INT0、INT1负责单片机的外部中断;T0、T1是单片机的定时器中断引脚;RD、WR为读/写引脚等。
步骤二:认识单片机的外设板电路图
51单片机外设板按电路功能,可分为独立按钮部分原理图(图1-22)、8路LED灯部分原理图(图1-23)、蜂鸣器部分原理图(图1-24)、数码管部分原理图(图1-25)。按钮功能的实现有两种模式,即中断模式和非中断模式。中断是单片机系统中极其重要的机制,当单片机外部中断源(如按钮)向处理芯片提出中断请求时,芯片会暂停现行程序,进行中断响应和处理,最后再返回到处理的程序中。中断是实现多道程序设计的基础。在非中断模式下,芯片只对按钮操作进行单进程响应,即必须等待先前程序执行完成之后才能响应;在中断模式下,芯片会及时响应每一个按钮操作(以后会以8路抢答器为例进行详细介绍),根据按钮原理图,K0~K7这8个按钮通过与非/与门CD4068B元件输出中断信号到P12引脚,P12则与P3.1或P3.2(INT0或INT1)相连,此时单片机芯片会收到来自8个按钮的中断信号。K8则比较特殊,可单独连接P3.1或P3.2。8路LED灯原理图相对简单,引脚P13负责输入芯片的控制信号,连接电源后,利用300 kΩ的电阻控制电流来驱动LED灯;蜂鸣器电路中引脚P15提供芯片的控制信号,通过1 kΩ的电阻后,利用PNP三极管对电源电流进行放大,来驱动蜂鸣器;数码管电路中,由于要控制8个数码管,每个数码管又由8个LED管组成,需要用到2个锁存器SN74HC573,锁存数码管的位选、段选信号。
图1-22 独立按钮原理图
图1-23 8路LED灯原理图
图1-24 蜂鸣器原理图
图1-25 数码管原理图
步骤三:利用Altium Designer绘制STC89C51芯片原理图
① 创建原理图库,如图1-26和图1-27所示。
图1-26 新建原理图库
图1-27 生成原理图库
② 保存原理图库,如图1-28所示。
图1-28 保存原理图库
③ 在界面工具栏中选择矩形框,根据STC89C51芯片外观绘制矩形,如图1-29和图1-30所示。
图1-29 在工具栏选择矩形框
图1-30 绘制矩形框
④ 在矩形框周围放置引脚,如图1-31所示。
图1-31 放置引脚
⑤ 编辑绘制后的元件的相关属性,如图1-32~图1-34所示,这里主要是引脚的属性。
图1-32 编辑元件属性
图1-33 单击按钮
图1-34 编辑元件的引脚
⑥ 查看并保存STC89C51芯片,如图1-35和图1-36所示。
图1-35 查看编辑过后的STC89C51芯片
图1-36 保存STC89C51芯片元件