Technologie PCB - Conception de circuits matériels basée sur la plate - forme d'apprentissage monopuce STC

Présentation

Avec le développement de la technologie informatique, la plupart des écoles nationales de sciences et de technologie ont ouvert des cours sur une seule puce. Pour bien apprendre ce cours, l'expérimentation liée aux principes et techniques de la machine à puce unique est essentielle, et l'outil de l'expérimentation est le tableau d'étude. À l'heure actuelle, la plupart des cartes d'apprentissage utilisent des machines monopuces de la série 51, des interfaces parallèles et certains appareils plus anciens. Aujourd'hui, certaines machines à puce unique améliorées ont été produites, plus rapides et plus fonctionnelles, telles que la programmation de port série, etc., de nombreuses puces d'interface série et certaines normes de port série sont également apparues. Cet article propose une conception de circuit matériel basée sur la plate - forme d'apprentissage de microcontrôleur STC, en utilisant un nouveau type de microcontrôleur stc12c5410ad et en ajoutant quelques puces d'interface série à la plate - forme d'apprentissage. Les normes d'interface comprennent RS - 232, SPI, IIC, 1 fil, etc. les objectifs de conception de la plate - forme d'apprentissage: ISP programmable, écran LCD, horloge de calendrier (puce d'interface IIC), mesure de température (puce d'interface 1 fil), mémoire flah (puce d'interface SPI) et bouton poussoir (bouton de balayage de cire), mesure de tension (conversion ad).

1 Aperçu des systèmes matériels

La plate - forme d'apprentissage est centrée sur stc12c5410ad et la structure est schématisée à la figure 1.

1.1 Introduction au microcontrôleur stc12c5410ad

Le monopuce stc12c5410ad est un monopuce amélioré lancé par macrocrystal Technology après des améliorations majeures sur la base du noyau du monopuce 8051 standard. Il s'agit d'un monopuce 8051 amélioré, cycle d'horloge / machine unique, tension de fonctionnement de 5,5 V à 3,5 V, plage de fréquences de fonctionnement de 0 ½ 35 MHz, mémoire de données sur puce de 512 octets, mémoire de programme flash sur puce de 10 k octets, ISP (Programmable dans le système) / IAP (Programmable par application), programme téléchargeable directement via le port série, fonction EEPROM, 6 minuteries / compteurs 16 bits, PWM (4 voies) / PCA (programmable counter array, 4 voies), conversion A / D 10 bits 8 voies, port de communication synchrone SPI.

2 conception du système matériel

2.1 oscillateurs à cristal, circuits d'alimentation et de réinitialisation

Les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement un circuit de remise à zéro, un circuit d'alimentation et un circuit oscillateur à cristal. L'étiquette du réseau rst dans le circuit de Réinitialisation est connectée à la broche 3 du microcontrôleur stc12c5410ad, le circuit étant alimenté et réinitialisé. Comme la tension de fonctionnement de la machine à puce unique stc12c5410ad est comprise entre 5,5 ~ 3,5 V, l'alimentation adopte une alimentation à découpage 5V, afin de changer l'ad avec précision, ajoutez la puce de régulation de tension lm7805.

2.2 circuit du programme de gravure

ISP (programmation dans le système) est Programmable dans le système, ce qui signifie qu'un périphérique vierge sur une carte peut être programmé pour écrire le Code de l'utilisateur final sans être effacé d'une panne de courant ou de la programmation de la carte. L'utilisation d'un programmateur ou d'un émulateur pour un test de réglage de la machine avec 80 puces unidirectionnelles programmées Warped 51 est plus complexe. L'utilisation d'un programmeur ou d'un simulateur est plus fastidieuse, le stc12c5410ad prend en charge les FAI, il suffit de l'ajouter à la figure 5. Pour les circuits, le programme à déboguer peut être écrit dans le MCU sur la carte en téléchargeant le logiciel système via le port série à l'aide de l'ISP côté PC du MCU STC. Les balises réseau rxd et TxD de l'image ci - dessous sont connectées respectivement au port p3.0 et au port p3.1 du monopuce stc12c5410ad.

2.3 circuit de bouton - poussoir

Étant donné que les ressources du port io sont limitées et que le stcl2c5410ad est livré avec une conversion ad, la conversion ad est utilisée pour l'analyse des clés. Le circuit clé est représenté sur la figure 6. Où l'étiquette réseau button est connectée au port de conversion ad p1.0 de la machine monopuce.

2.4 circuit d'affichage à cristaux liquides

Le circuit d'affichage à cristaux liquides est représenté sur la figure 7. Comme le microcontrôleur stc12c5410ad a des ports io limités et que l'écran LCD 1602 nécessite 8 ports de données, une puce 74hc164 a été utilisée pour convertir l'entrée du port série en sortie du port parallèle et une bascule 74ls273 a été ajoutée. Cette puce empêche l'envoi de données indésirables à l'écran LCD 1602 pendant le mouvement série, ce qui entraîne des erreurs d'affichage.

2.5 circuit d'horloge de calendrier

Le circuit d'horloge de calendrier est représenté sur la figure 8. Il adopte la puce ds1302 introduite par Dallas, qui est une puce d'interface IIC. Le monopuce stc12c5410ad n'a pas de port de communication IIC et utilise deux ports io pour simuler une interface IIC via un logiciel. Les deux étiquettes réseau ds1302 - sclk et ds1302 - data sont connectées aux ports p2.2 et p2.3 de l'ordinateur à puce unique stc12c5410ad et chacune des deux U est dotée d'une résistance de pull - up 10K. L'étiquette réseau RST - ds1302 est connectée à p0. 0, pour réinitialiser la puce ds1302.

2.6 circuit de mesure de la température

Le circuit de mesure de la température est représenté sur la figure 9. Il utilise le capteur de température numérique DS18B20 à bus unique de Dallas. Il est donc nécessaire d'ajouter un circuit de conversion analogique - numérique et de connecter sa broche DQ directement au port io de la machine monopuce.

2.7 circuit flash

Le circuit est représenté sur la figure 10. L'at25f512 est une puce flash avec interface SPI. Le stc12c5410ad dispose de son propre port de communication SPI, avec des balises réseau SCK, MISO, Mosi et SS connectées respectivement aux ports p1.7, p1.6, p1.5 et p0.3 du microcontrôleur et une résistance de pull - up 10K supplémentaire.

2.8 circuit de conversion da

Le circuit de conversion da est représenté sur la figure 11, il utilise la fonction PWM du microcontrôleur pour réaliser la conversion da.

3 mots de fin

Cet article propose une conception de circuit matériel basée sur la plate - forme d'apprentissage monopuce stc12c5410ad. L'approche de conception de circuit du monopuce stc12c5410ad est différente de celle du monopuce 8051 traditionnel. Il n'a pas de broches 8051ale (adresse Lock), etc. par conséquent, son poel ne peut pas être utilisé comme port de multiplexage de données d'adresse. La plupart des circuits matériels de la plate - forme d'apprentissage utilisent des puces de port série, y compris la plupart des normes de port série courantes. Remplacez l'affichage de tube numérique par l'écran LCD, ajoutez la puce de mémoire flash, utilisez la fonction PWM stc12c5410ad pour réaliser la conversion da, tirez pleinement parti des ressources de la machine monopuce stc12c5410ad, tandis que la puce a son propre circuit matériel de chien de garde et la fonction m de la deuxième section, appropriée comme plate - forme d'apprentissage pour les expériences d'enseignement.