51单片机最小系统 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

专业版 professional

1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

专业版 51单片机最小系统

简介:基于传统的STC89C52RC-DIP-40P直插类型封装的最小系统板,整版元器件全部采用直插类型封装,非常容易焊接,轻松进行入门学习。

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2023-04-03 17:26:03
更新时间: 2023-12-12 11:29:10
描述

一、项目简介

       STC89C52RC是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器,具有8K字节Flash程序存储器,512字节RAM数据存储器,指令代码完全兼容传统的8051单片机。价格便宜,高速可靠,低功耗,强抗干扰。因此设计一款STC89C52RC-DIP-40P直插类型封装的最小系统板,整版元器件全部采用直插类型封装,焊接容易,帮助大家快速入门。

 

二、学习大纲

51单片机视频教程
课程内容 课程详情 视频学习
第一讲:项目讲解 整体介绍51单片机 点击学习
第二讲:客户端下载 下载、激活嘉立创EDA专业版客户端 点击学习
第三讲:查找元器件 嘉立创EDA专业版三种元器件查找方式介绍 点击学习
第四讲:设计原理图 51单片机原理图设计 点击学习
第五讲:设计PCB 51单片机PCB设计 点击学习
第六讲:PCB下单 生产文件导出及下单 点击学习

 

三、板载资源

图2-1 STC89C52RC-DIP-40P最小系统板资源图解

  • 主控芯片:STC89C52RC-DIP-40P;
  • 电源接口:TYPE C,2Pin插件;
  • LED:1个电源指示灯,2个状态显示灯;
  • 按键:1个系统复位按键,2个功能按键;
  • 调试接口:USB转TTL串口烧录方式,4Pin直插排针;
  • 外接引脚:引出四组可编程IO口(P0、P1、P2、P3端口),四路电源拓展;

 

四、优势特点

图3-1 STC89C52RC-DIP-40P最小系统板尺寸图

  • 板子外观小巧,尺寸仅为90mm*50mm(3535mil*1968.5mil);
  • 整版全部使用直插封装,方便焊接,快速上手;
  • 价格便宜,超低功耗,功能引脚丰富,性价比高;
  • 使用嘉立创优质PCB以及正品元器件,保障产品质量;

 

五、电路解析

图4-1  STC89C52RC最小系统板原理图

 

1.电源电路

      电源电路主要由TYPE-C接口、滑动开关、滤波电容、电源指示灯组成,采用2Pin的TYPE-C接口,简单方便,易于焊接,通过滑动开关的断开和闭合来控制整个板子的供电,C1、C2为电源滤波电容,R1作为电源指示灯的限流电阻,LED1作为电源指示灯,闭合开关会点亮进行提示。

图4-2  电源输入部分

2.主控电路

      主控单片机使用的是STC89C52RC(DIP-40封装),工作电压3.3~5.5V,工作频率范围在0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz,Flash程序存储器空间大小为8K字节,可擦写10万次以上,片上集成512字节RAM数据存储器,工作温度范围在-40~85℃。

图4-3  主控芯片对比

STC89C51RC/RD+系列有HD和90C版本,可以通过单片机表面文字最下面一行最后几个字母识别分辨HD和90C版本。

HD版本无P4.4/P4.5/P4.6口,RESET脚内部已有45~100K下拉电阻,EA#管脚内部已上拉到VCC。

90C版本无EA、PSEN管脚,有P4.4/P4.5/P4.6口,ALE/P4.5管脚默认是作为ALE管脚使用,作为P4.5口使用时,需要在烧录用户程序时在STC-ISP编程器中设置。

图4-4 STC89C52RC最小系统板引脚功能配列图

                                                                                                                                                          表1-1 STC89C52RC核心板引脚的定义复用解释

引脚 说明

P0.0~P0.7,P1.0~P1.7

P2.0~P2.7,P3.0~P3.7

标准I/O口
RXD 串口1数据接收端
TXD 串口1数据发送端
T0/T1/T2 定时器/计数器的外部输入
T2EX 定时器/计数器2捕捉/重装方式的触发控制
INT# 外部中断,下降沿中断或低电平中断
WR# 外部数据存储器写脉冲
RD# 外部数据存储器读脉冲

 

      将STC89C52RC芯片四组常用引脚全部引出,方便扩展项目开发,P0口既可以做I/O口,也可以作为地址/数据复用总线使用。P0口是开漏输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻。作为I/O口用时,必须外接4.7K~10K的上拉电阻。这里P0口使用一个10K的上拉排阻--RN1。

图4-5 STC89C52RC主控电路

3.晶振电路

      晶振的作用是给最小系统提供的时钟信号,晶振旁的电容作用是保证输出的震荡频率更加稳定。

图4-6晶振电路

4.复位电路

      复位也叫重启,按下SW2按键,主控RST引脚被拉高;松开SW2按键,RST引脚被拉低,产生外部复位脉冲使系统复位。

图4-7 复位电路

5.外围电路

      测试状态显示灯用于给单片机P2.0、P2.1引脚测试,通过程序实现测试灯的亮灭。

 

图4-8 LED显示电路

 

      预留出两个用户功能按键,可以自定义按键功能,与单片机P3.2、P3.3引脚相连。

图4-9 按键输入电路

      采用USB转TTL串口烧录方式,预留出1x4Pin的直插排针接口,RXD--P3.0,TXD--P3.1,用于调试下载程序。

图4-10 下载调试接口

      方便扩展项目,便于各种功能的验证,使用4个1x8Pin的2.54mm排针,将单片机的四组I/O引脚引出,同时引出四路电源输出,方便外设电路使用。

图4-11 拓展接口部分

 

6、注意事项

在绘制原理图中应注意:

  • 按模块电路划分进行绘制,注明电路功能;
  • 在图纸属性上填写工程名称等信息;

 

在采购物料中应注意:

  • 先筛选有库存物料,再筛选价格排序进行购买;
  • 尽量购买同一仓库物料,选择靠近的货仓,缩短交货时间;
  • 购买有多个订单时,可以通过绑定订单方式,节省运费;

 

在PCB Layout中应注意:

  • 晶振尽量紧挨芯片,底部不要走线,防止信号串扰;
  • 走线优先走直线,需要拐弯的地方以钝角或圆弧为主;
  • 添加丝印标识,注释说明接口功能;
  • JLCJLCJLCJLC指定客编丝印可藏在器件下,成板美观;

图6-1-1 PCB走线参考图

在焊接中应注意:

  • 在进行焊接时,可在嘉立创EDA的工具栏中点击焊接辅助工具,实时交互方便焊接;
  • 在焊接顶层时,主控芯片建议优先焊接,避免其它器件影响焊接;
  • 焊接排针时可用一块空板或洞洞板顶住,防止焊斜,影响使用;
  • 焊接顺序应遵循从低到高原则进行,避免影响小器件的焊接;

 

图6-2-1 PCB空板-顶层

在调试中应注意:

  • 上电调试前应检查焊接是否有虚焊短路等问题,检查无误才可上电测试;
  • 使用STC-ISP下载编程烧录软件,官方下载地址:http://www.stcmcudata.com/
  • 使用USB转TTL串口烧录工具将程序下载到单片机,USB转TTL线的RXD端接单片机的TXD端,TXD端接单片机的RXD端;
  • 点击下载/编程后,需重新插拔VCC上电,显示握手操作成功,即成功下载用户代码。

 

设计图
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