51单片机原理、设计方案及PCB实现

一、单片机简介

单片机：在一片集成电路芯片上集成微处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机（single chip Microcomputer）也叫微控制器（MCU）。

MCS51是指由美国Intel公司在1980年推出一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机。

Intel公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司以8051为基础核心只做了众多型号的单片机，比较常用的是美国的Atmel公司的51和国内STC51单片机。

二、单片机原理结构

单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

⒈ 电源:

         ⑴ VCC – 芯片电源，接+5V；

         ⑵ VSS – 接地端；

⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 – 晶体振荡电路反相输入端和输出端。

⒊ 控制线:控制线共有4根：

 ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲

      ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址

      ② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

 ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。

 ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。

       ① RST（Reset）功能：复位信号输入端。

       ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。

 ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

       ① EA功能：内外ROM选择端。

       ② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

⒋ I/O线

  80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。  

为了使得51单片机能够正常使用，需要对其进行基本电路配置：

1、 电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源，其中正极接40管脚，负极（地）接20管脚。

2、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须供给脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶体震荡器，电容，连上就能了，按图1接上即可。

3、 复位管脚：按图1中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位，在单片机功能中介绍。

4、 EA管脚：EA管脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。

三、51单片机设计方案

下面分享一款基于STC89C52单片机的系统板设计方案，包含：

• USB下载电路;
• 数码管；
• 蜂鸣器；
• 矩阵键盘；
• 红外；
• LCD1602。

1）原理图：

2）PCB图：

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