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2.1 搭建51单片机硬件开发系统 |
一般的程序员只需要在计算机上关注软件开发环境和代码即可。而对于单片机开发人员来说,不仅要考虑程序代码,还需要设计硬件电路。因为单片机的程序是运行在一个独立的单片机系统中的,而不是运行在一个通用计算机平台中的。
在搭建51单片机硬件开发系统时,第一步便是合理地进行单片机选型。单片机就好比是一个硬件电路的大脑,决定了整个电路的功能和后期软件开发的难度。一般来说,在进行单片机选型时应注意如下几点:
●综合考虑整个产品的功能需求,在各项参数指标均满足的情况下,尽量选取外部资源丰富的单片机型号。这样,一方面可以减少外部扩展芯片的投入并减小电路板的面积,另一方面可以降低程序开发调试的难度,便于统一管理。
●认真估计代码工作量,选择合理的RAM、ROM或Flash资源。如果选择不当,将会发生最终代码超过单片机程序存储器的容量、需要重新选型的麻烦。
●对于一个试验性的电路,尽量选型双列直插(DIP封装)的单片机,这样便于手工焊接电路和调试,而不用投资去加工印刷电路板。
●对于一个最终的产品,尽量选择贴片封装的单片机,这样,一方面可以减小电路板的面积,降低硬件成本,另一方面也可以也可以获得更好的电磁兼容性。
●考虑产品最终应用的场合,如果是野外或者需要长时间独立供电的场合,则需要尽量选择低功耗的单片机。
●认真考察单片机开发的成本及编程器和仿真器的选择。在有条件的情况下,应尽量选择带仿真功能的开发工具,这样可以缩短调试的时间。如果条件有限,则应该选择程序下载接口简单的器件,这样可以减少编程器的投资。
●应尽可能了解目前市场上各类主流单片机的情况,做好充足的市场调研工作。目前一些常用的单片机厂商如下:Atmel、Cypress、Infineon、Maxim、Silicon、NXP、Winbond、Analog Devices、TI、Freescale、Renesas等。
单片机最小开发系统是一个最基本的硬件开发平台,就好比是一个工厂能够运作的基本要求一样。这里带领读者亲自搭建一个低成本、通用的51单片机开发平台。这里,我们采用Atmel公司的AT89S51单片机进行开发,主要是基于如下几点考虑:
●AT89S51属于广泛应用的51系列单片机,读者通过这款单片机的学习,可以很容易地转移到兼容型号的单片机开发。
●AT89S51成本极低,货源充足,散量购买单片仅需几元人民币。虽然价格低,但其功能依然很强大,非常适合于入门开发学习。
●AT89S51开发成本极低,其采用了最新的ISP程序下载技术,不用复杂而且价格昂贵的编程器,仅需一个低成本的并口下载线(不高于20元人民币)。
●AT89S51具有4K的片内Flash程序存储器,128字节片内RAM存储器,32个通用I/O线,2个定时器/计数器,6个中断源。
综合这几点,AT89S51非常适合读者拿来从头一步一步地手工搭建单片机开发环境。这里首先给出AT89S51的一个最小系统电路图,如图2-1所示。电路图中所使用的元器件如表2-1所示。
图2-1 单片机最小系统电路图
表2-1 元器件列表
续表
读者可以参考电路图和元器件列表选购器件,然后在实验电路板上进行手工焊接。这样,一个自制的51单片机最小开发系统便完成了。这个开发系统可以完成所有的51单片机程序设计任务,同时具有灵活的扩展能力。读者可以根据需要扩展其他的芯片来完成更复杂的功能。