基于STC單片機學習平臺的硬件電路設計

0引言

　　隨著計算機技術的發展，國內大部分理工科院校都開設了單片機課程。為了學好這門課程，與單片機原理與技術有關的實驗必不可少，而實驗的工具就是學習板。目前大多數的學習板采用的都是51系列的單片機，并行接口以及一些老的器件。如今，產生了一些增強型的單片機，速度更快，有更多的功能，如串口可編程等等，也出現了許多串行接口的芯片和一些串行口標準。本文提出了一種基于STC單片機學習平臺的硬件電路設計，采用了一款新型的單片機型號一STC12C5410AD，在學習平臺中加入了一些串行接口的芯片，接口標準包括RS-232、SPI、IIC、1-wire等。學習平臺的設計目標：ISP可編程、液晶屏顯示、日歷時鐘（IIC接口芯片）、溫度測量（1-wire接口芯片）、FLAH存儲器（SPI接口芯片）、按鍵（臘換掃描按鍵）、電壓測量（AD轉換）。

　　1硬件系統概述

　　學習平臺以STC12C5410AD為核心，結構圖如圖1所示。

　　1．1 STC12C5410AD單片機簡介

　　STC12C5410AD單片機是宏晶科技在標準8051單片機內核基礎上進行較大改進后推出的增強型單片機。它是增強型8051單片機，單時鐘／機器周期，工作電壓5．5V一3．5V，工作頻率范圍0～35MHz，512字節片內數據存儲器，10K字節片內Flash程序存儲器，ISP（在系統可編程）／IAP（在應用可編程），可通過串口直接下載程序，EEPROM功能，6個16位定時／計數器，PWM（4路）／PCA（可編程計數器陣列，4路），8路10位A／D轉換，SPI同步通信口。

　　2硬件系統設計

　　2．1晶振，電源及復位電路

　　圖2、圖3和圖4分別為復位電路、電源電路和晶振電路。復位電路中的RST網絡標號連接至STC12C5410AD單片機的引腳3，該電路上電復位。由于STC12C5410AD單片機工作電壓在5．5～3．5V之間，因此電源用的是5V的開關電源，為了AD轉換準確，加入了一個LM7805穩壓芯片。

　　2．2燒寫程序電路

　　ISP（In—System Programming）在系統可編程，指的是電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不方需式要擦從除電或路再板編卜程取。下傳器件統，的已80經51編單程片的機器調件試也可程以序用的I刪SP要使用編程器或者仿真器，比較繁瑣，而STC12C5410AD支持在ISP，只要加入圖5中的電路，就可以通過串口利用STC單片機PC端ISP下載摔制軟件將要調試的程序寫到電路板上的單片機中。下圖中的網絡標號RxD和TxD分別連接到STC12C5410AD單片機中的P3．0口和P3．1口。