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单片机小白学步(8) 用面包板搭建实验电路

单片机小白学步 1,723℃ 0 3年前 (2014-10-07)

前面介绍了几种准备实验板的方案。这里先介绍方案一,我将同大家一起搭建一块简易的单片机实验板,一起感受动手实践的乐趣。

我们有两种自己搭建实验板的方案,一是用面包板,二是用万用焊板。本篇我们介绍面包板搭建电路。

面包板和面包板线

面包板是一种用于电路实验的器材,上面有很多孔,我们可以将元器件和导线插进去,组成我们需要的电路。如果发现电路有错,拔下元件和导线重新插接即可。电路做完后,所有元件还可以拔下来再次使用。

面包板搭建电路简单易行,节省时间和材料。但是缺点在于,面包板只能搭建一些比较简单的电路,而且是对电气连接要求不高的电路。如果电路太复杂,面包板上全是各种导线,出现某些导线或元件松动的情况,不容易找到;如果有些电路对电气连接要求比较高,比如要通过很大电流,微弱信号处理,高频电路等,由于元件是简单的插进去的,与面包板之间的电阻值较大等原因,效果就不理想了。

下图展示了面包板线和一种常用的面包板。面包板线可以用粗细合适的普通硬导线,也可以使用图中所示的专用线,会更方便。

图中的面包板,外侧标有红线和蓝线的整个竖排是分别连在一起的,一般用于接电源。中间每一横排五个孔分别连在一起的,用于插接各种元件。

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准备材料

下面转入正题,搭建简易单片机实验板。前面介绍了单片机最小系统电路是单片机正常运行的最小电路,这里我们就要从最小系统开始搭建。需要准备如下工具材料:

面包板,面包板线、导线、杜邦线若干

DIP40封装的STC89C52RC单片机(STC89C5x均可)

11.0592MHz晶振、30pF电容两个(用于时钟电路)

10uF电容、10k电阻(用于复位电路)

USB-TTL下载线(用于程序烧写,后面文章会详细介绍)

六脚自锁开关(作为电源开关,可以省略,而使用插拔导线的方式代替)

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图中的元件用于复位电路和时钟电路。上面是10k色环电阻,具体读法请自行学习;然后是10uF点解电容,电解电容有正负极,图中表皮上标有白色箭头的管脚为负极,如果是如图所示全新的电解电容,正极的引脚更长;下面左边是两个瓷片电容,没找到30pF我用比较接近的27pF代替,具体容量读法也请自行学习;右下角是晶振,正面标注了11.0592,即晶振的频率为11.0592MHz。

搭建好的电路

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图中是搭建好的最小系统,两根白线用来把两侧的正负极连接到一起。

USB-TTL转接板和程序下载电路

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一端公头(插针),一端母头(插孔)的杜邦线

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USB-TTL转接板正面

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USB-TTL转接板反面(连接了杜邦线母头)

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杜邦线母头连接了USB-TTL转接板(以下简称转接板),杜邦线的公头插在面包板上和单片机最小系统相连接。转接板上5V连接面包板的电源(我的转接板上有5V和3.3V两个供电电压,有的转接板只有一个VCC,就接VCC),GND连接面包板负极,即单片机的GND,这两根线可以给单片机供电;转接板上的TXD连接单片机的RXD(P3.0)、RXD连接单片机的TXD(P3.1)(可参考之前介绍的51单片机管脚分布图),这两根线是用来进行串口通信和下载程序的,后面会详细介绍。

图中我已经连接好了电路,并且在P1.0上接了一个LED和电阻,用电脑下载了LED闪烁的程序。可以看到照片中绿色LED正处于点亮的状态。

搭建好实验板后,我将带大家安装相关软件,编写第一个单片机程序,并把它下载到我们的实验板上运行,我们不见不散哦。

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《单片机小白学步》系列教程(原名《单片机入门指南》)介绍

本系列教程从最基本的入门知识开始,逐步深入介绍单片机系统设计,内容包括:
1、入门篇:单片机等基本概念、各种电子设计基本知识
2、思想篇:单片机/计算机系统设计的工程思想
3、学习篇:单片机学习过程、方法和技巧,以51单片机为例介绍,并推广到其他单片机
4、应用篇:遵循规范的工程方法,设计单片机系统实例(计划设计的系统有:计算器、电子表、密码锁、简易手机,具体看有没有时间再确定)
5、原理篇:从模拟电路、数字电路开始,逐步深入介绍单片机/计算机系统原理,并自行设计简易的CPU(由于个人水平有限,这部分没有把握写好,具体内容视情况而定)

教程特点

1、技术知识点全面,从入门到精通

包含了各种基本知识,尤其是对单片机基本概念的介绍、为什么要用单片机等,在很多同类书籍教程中都被忽略了。同时也包含了一些深入的知识,包括原理篇考虑对单片机的基本原理进行介绍,有助于深入理解单片机。

本系列教程以51单片机为例进行介绍。通过51介绍完单片机的基本知识,我会再把430进行简要介绍,尤其是对比两者之间的优缺点,让大家很快感受到430的巨大优势,而学习51正好为快速了解430打下了坚实的基础。

2、除了单片机知识,还有思想、方法、技巧的介绍

本系列教程中,介绍单片机各种模块编程知识的主要是学习篇,而学习篇只是整个教程的一部分。在学习篇中我会贯穿各种方法技巧,如何理解一些模块功能,怎么看时序图,严格遵守工程思想进行编程,程序发生了错误怎么调试等等。而在思想篇中会总体介绍很多重要的思想,为后面的学习做好准备工作。

3、知识先后顺序的设计

单片机学习过程中,涉及大量的知识,而且很多知识之间相互依赖,关联很强。

本系列教程对知识的先后顺序进行比较明确的规划,尽最大可能符合人的认知过程。但是实际规划时发现,无论怎么调整知识的顺序,总有一些知识之间相互依赖,关系复杂。例如开始讲IO口的时候肯定会提到寄存器,而寄存器这个词的理解,需要深厚的背景知识。但是这些背景知识在没有进行实践的时候也很难理解。

初学者常常就会在这样的地方感觉疑惑不解,不知所措。而每次遇到类似这样的知识,我会向初学者指出,应该如何对待。这个知识是应该自己去学习补充,还是等到学完原理篇再做理解,而现在又应该怎么去看待这个名词。

另外,在整个教程的学习前,需要掌握一定的C语言等基础知识,具体可参考教程第〇篇《序》中的相关说明
http://www.paincker.com/mcu-primer-0

4、语言通俗易懂

本系列教程力求语言通俗易懂,而不会用一堆新手不懂的词语去解释另一个不懂的词语。但是受限于个人语言表达能力,可能有些地方表述的比较繁琐,或者不清楚,希望大家能够帮忙指出。

其他问题

如果觉得我写的对你有帮助,欢迎多多反馈,包括写的不正确、不合理、不太明白都可以指出来,这样方便我对其进行完善。

更多可参见:《如何以学习单片机为契机,逐步成为优秀的工程师》
http://www.paincker.com/mcu-engineer

本系列教程首发于我的个人主页,欢迎访问(由于是国外服务器,速度稍微有点慢):
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