单片机课程设计报告

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考试成绩。授课或主讲教师签字。

1 单片机最小系统功能说明。

单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的，除了单片机之外，还需要包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。单片机最小系统电路（单片机电源和地没有标出）

下面着重介绍时钟电路和复位电路。

1）时钟电路。

单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。

内部时钟方式：在单片机xtal1和xtal2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为0~24mhz，常用的晶振频率有6mhz、12 mhz、11.

0592 mhz、24 mhz等。一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用20~30pf的瓷片电容。

外部时钟方式则是在单片机xtal1引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。

时序是单片机在执行指令时cpu发出的控制信号在时间上的先后顺序。at89c51单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，包括振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。

振荡周期：是片内振荡电路或片外为单片机提供的脉冲信号的周期。时序中1个振荡周期定义为1个节拍，用p表示。

时钟周期：振荡脉冲送入内部时钟电路，由时钟电路对其二分频后输出的时钟脉冲周期称为时钟周期。时钟周期为振荡周期的2倍。

时序中1个时钟周期定义为1个状态，用s表示。每个状态包括2个节拍，用p1、p2表示。

机器周期：机器周期是单片机完成一个基本操作所需要的时间。一条指令的执行需要一个或几个机器周期。一个机器周期固定的由6个状态s1~s6组成。

指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。一般用指令执行所需机器周期数表示。

at89c51单片机多数指令的执行需要1个或2个机器周期，只有乘除两条指令的执行需要4个机器周期。

了解了以上几个时序的概念后，我们就可以很快的计算出执行一条指令所需要的时间。例如：若单片机使用12mhz的晶振频率，则振荡周期=1/（12mhz）=1/12us，时钟周期=1/6us，机器周期=1us，执行一条单周期指令只需要1us，执行一条双周期指令则需要2us。

2）复位电路。

无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。

单片机的复位条件：必须使其rst引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。

单片机的复位形式：上电复位、按键复位。

上电复位电路中，利用电容充电来实现复位。在电源接通瞬间，rst引脚上的电位是高电平（vcc），电源接通后对电容进行快速充电，随着充电的进行，rst引脚上的电位也会逐渐下降为低电平。只要保证rst引脚上高电平出现的时间大于两个机器周期，便可以实现正常复位。

按键复位电路中，当按键没有按下时，电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中，按下reset键，已经充好电的电容会快速通过200ω电阻的回路放电，从而使得rst引脚上的电位快速变为高电平，此高电平会维持到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。

2 电路原理图。

3 器件详细说明。

4 软件流程图。

5 程序**。

6 调试分析过程介绍。