单片机实验板介绍

要学习单片机的编程，不仅需要编程功力，还需要硬件资源支持，而能实现这个功能的称为单片机的实验板。

实验板也称为开发板，学习板或者演示板，简单的来说就是用来将我们所写的程序在实验板上进行运行修改。

所谓“工欲善其事，必先利其器”，一套实用和好用的实验装置对于开发者来说是十分重要的，有了实验装置，可以激发你的动手能力和思考能力。

下图为我买的第一款单片机开发板，仅供参考：

利用该实验板，我们可以方便的完成各种单片机的实验；像是数字电容测量仪（测量电容时，可自动识别量程，还可以测量电解电容）；可编程数字电源；计数器；液晶显示；步进电机控制；直流电机速度调节；数字频率器；温度器；电压表；时钟等等功能。

除了实验板，我们还需要ICD2（在线调试编程器），这个装置具有调试编程二合一的功能，利用它的调试功能，我们可以快速方便的查找程序中的错误，而利用它的编程功能，可以将调试无误的程序最终烧写到单片机内部。

DIY迷你单片机学习板

图28.1 单片机编程实验板

单片机是一门实践性非常强的学科，复杂的中断系统和寄存器往往让初学者觉得晦涩难懂。如果仅仅是理论学习和纸上谈兵而不经过任何实践，套用平凡老师以前的一句话——“我劝您还是趁早放弃。”

为此，我们设计了这款小巧的单片机编程实验板(见图28.1)，成本低廉，同时具备了单片机的编程和基本的试验功能，适合新手学习制作。为了确保您能够按照本文介绍的方法制作成功，特别建议您在此之前先学习基本的电子知识和焊接技巧。

迷你单片机学习板的特点

(1)它可以直接支持STC89C52RC单片机的烧写，可以把程序写入单片机并实验。

(2)它是一个多功能的51单片机试验板，配合我们提供的范例程序。您不需要另外购买其他任何材料即可完成51单片机的流水灯、小键盘、数码管动态/静态显示、计数器、扬声器报警/唱歌、串口通信试验、24C02扩展、外部中断等试验。

学习使用此编程板对计算机的要求是：操作系统是Windows 98/me/2000/xp或者Windows 7，硬件配有USB接口即可。

图28.2 学习板的工作示意图

图28.2所示是这个学习板的工作示意图，即通过USB接口，将计算机中的程序用STC_ISP软件下载到单片机中，然后程序自动在学习板上运行，用户会看到程序运行结果。

单片机学习板所包括的硬件资源

1个实验芯片STC89C52

8个Led 指示灯(接 P1.0～P1.7 引脚)可做跑马灯试验，或 IO 状态指示

4个小键盘(接P3.2～P3.5引脚)，一端接IO，一端接地，按下小键盘时相应的端口变为低电平

1个扬声器(接P3.3引脚)用作唱歌或者报警试验

1个硬件复位

2位动态扫描数码管分别接P2.6和P2.7引脚

1个USB转232通信接口

1个扩展储存器24C02

1个电源开关，用于冷启动单片机

1个复位键，在实验时通过按此键，使得试验部分复位运行，重启程序

1个MINI USB 接口，用于学习板的通信和供电

制作所需工具：

30W左右的尖头烙铁

海绵泡沫，用于清洗电烙铁头

优质焊锡丝

松香水(可把松香磨碎加酒精自制)

镊子

放大镜

万用表

为了方便用户，我们还特别设计了外接两个8PinI/O接口，可以通过连接将板上的I/O口，外接扩展电路实现不同的功能，学习板的电路原理见图28.3。以下有关引脚的描述均是指QFP44封装的STC89C52单片机，和常见的双列直插DIP封装引脚不同。

目前很多计算机主板设计已经取消了串口，为此我们集成了USB转串口芯片PL2303HX，可以直接使用USB口来通信和供电。

图28.3 学习板电路原理图

制作过程

整机电路较为简单，按照一般的电路板制作原则，先焊接高度最低的元器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等;然后清理电路板，再焊接较高的元器件，如晶体、扬声器等;最后再焊接较大的零件，如插接件、数码管。为了美观和减小体积，我们使用了全贴片元器件，而不是传统的DIP元器件，这样对新手会增加一些制作难度。可能有的读者会问，如果是芯片坏了或者想要换芯片，岂不是很麻烦?实际上STC89C52单片机可以支持上万次擦除和写入，那时您早已学会了单片机的使用。而现在随着电子技术的发展，贴片元器件已经是元器件市场的主力军，小型化和贴片化也是该行业的必由之路。

1.焊接主芯片

主芯片为QFP封装的STC89C52，这里需要看清楚芯片的引脚和方向，PCB有标记圆圈的地方与IC芯片上有圆圈的地方相对应，先仔细地对准芯片和焊盘，用烙铁焊接固定的几个引脚，然后在芯片四周引脚上均匀涂抹松香水，接着可将焊锡堆在引脚上，用烙铁拖动即可甩掉焊锡。如果最后有一些引脚的焊锡拖不掉，可以取一截导线，将表皮剥掉，然后沾满松香水，配合烙铁加热，可将多余的焊锡吸走，见图28.4。完成后可以用同样的方法，焊接PL2303HX 以及24C02芯片。

图28.4 焊接主芯片

2.焊接电阻

一共26颗电阻，3种规格，10kΩ的电阻标记是103，1kΩ的电阻标记是102，另外有一颗120Ω的电阻标记是121，这个电阻的作用是作为整机的负载，在关闭电源开关时，将整个板子的电压强行拉低，否则系统就不能复位了。如果不确定阻值，可以用万用表测量一下。

3.焊接贴片电容

共8颗电容，有两种容量规格，一种是104(也就是0.1μF)，另一种是22pF。它们也可以通过颜色来区别，黄色的是104，灰白色的是22pF。

4.焊接发光管、三极管和二极管

一定要注意焊接方向，如果焊反了，板子将不能正常工作。

5. 焊接贴片电解电容、贴片晶体、按键和扬声器

相对来说这些都比较容易，除贴片电解电容外，其余都没有极性。

6.焊接 USB 接口、数码管和开关

这里要特别注意，这个USB接口用手工焊接比较困难。可以先在USB上加好焊锡和松香水，然后把烙铁头用海绵洗干净，用烙铁的温度融化USB头上的剩余焊锡即可。最好不用拖锡的方法，否则容易造成连锡和短路。为了增加焊接成功率，建议新手用剪钳把USB接口后半部分的铁片剪掉，使烙铁更容易操作。

组装成功后的效果见题图，仔细检查一遍，用万用表量一下电源是否短路，没有异常即可以开始进行调试。

KEIL 软件的安装与使用

直接复制KEIL文件夹到C盘的根目录, 去掉文件夹的只读属性(注意，必须是C盘根目录，不要安装在其他目录)，双击keil\uv2\uv2.exe即可运行软件。

01 单击 Project(工程)菜单，选择 New Project(新工程)，在文件名中输入你的第一个程序项目名称，假定我们使用“test”程序。“保存”后的文件扩展名为uv2 这是 KEIL uVision2 项目文件扩展名，以后我们可以直接单击此文件，以打开先前设计的项目。注意输入的时候不要输入文件的后缀名，使用默认即可。为了查找方便，假定我们保存在C盘的根目录。这时会弹出让您选择单片机型号的对话框，我们选择Atmel→AT89C52。注意我们实际使用的是STC89C52，它们的基本资源是一致的，不必理会。

02 汇编源文件的建立：单击 FILE(文件)菜单中的NEW(新文件)命令，新建一个文本编辑窗口。在里面输入一个程序范例，如流水灯程序，然后点击FILE(文件)菜单中的SAVE(保存)命令保存文件，必须输入文件的后缀名.asm,例如保存为C:/prog/001.asm(注意不要有中文目录，文件名不超过8个字符，否则编译不通过!如果是第一次使用，建议直接保存在C盘的根目录，文件名同样取001.asm，不要保存在其他地方)。

03 单击 Target 1(目标 1)前面的“+”，出现Source Group 1(源程序组 1)，选中右键点选“Add files Group Source Group 1”(增加文件到源程序组1)，这时选择文件类型为asm，再选中001.asm文件，再单击Add(添加)，在随后的提示框中单击“确定”即可。

单击“Project”(工程)菜单，再在下拉菜单中单击“options for target 1”(目标1属性)在右侧下图中选择output(输出)“Create HEX file”(产生HEX文件)的选项，以便汇编后生成HEX代码。

04 单击图标进行编译(或者按F7快捷键)，编译成功后会在软件下方的提示框中出现汇编结果的提示信息，图中显示没有错误和警告，表示编译成功。

此时，在C盘的根目录中就生成了test.hex文件，有了这个HEX文件，我们就可以用 ISP 方式烧写到单片机进行实验了。

安装 USB 驱动程序

本文以Windows 7操作系统为例，介绍安装PL2303HX的USB驱动程序。请读者到qq群657864614 下载 Windows XP、Windows vista 或者 Windows 7 操作系统下的驱动程序。

01 双击驱动程序PL-2303 Vista Driver Installer.exe进行安装。

02 单击“下一步”，然后点“接受许可协议”，再单击“下一步”，稍后就会显示完成的界面。

03 用USB线缆连接学习板和计算机USB接口，打开系统的“控制面板/硬件和声音/设备管理器/端口”。

04 稍后在端口下出现Prolific Usb-to-Serial Comm Port(COM6)，表示成功安装了USB驱动程序，其中COM6是系统分配给USB的虚拟串口号，以后在使用串口的时候选择COM6就可以了。根据你的系统安装USB设备的不同，也可能会出现COM3、COM5等。您也可以用右键单击这个端口，选择“属性/端口设置/高级/COM端口号”，更改为你喜欢的端口号。

USB驱动程序安装成功以后，直接打开配套驱动文件夹的STC下载软件STC_ISP_V480.exe。此软件运行时，有时会反复提示需要配置Office插件，这个不用理会，直接单击“取消”即可。另外经过测试，我们发现4.88版本和4.83版本不能正常使用，建议大家用4.80版本。

首先选择正确的单片机型号(这里是选择STC89C52RC)。打开一个配套程序文件夹的测试程序(HEX格式文件)，然后选择串口号和波特率。注意关闭其他可能用到串口的软件，比如编程器、仿真器等，避免争抢串口，波特率按默认设置即可。在本例中，串口号使用的是COM6，软件的其他设置均按默认，最后单击Download/下载程序(特别注意：必须先关掉电源开关，再单击下载程序，然后打开电源开关，冷启动单片机，否则会下载失败)。如果下载正常，窗口会有下载成功的提示，学习板也会自动开始运行。到这里，学习板就算调试成功了，您可以自己烧写各个程序，验证各部分实验是否正常。

最后，祝各位读者组装成功，单片机世界的大门将从此为你敞开。

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