功能介绍:

采用51单片机作为主控CPU;LCD12864可显示方波,三角波,锯齿波,正弦波等,可通过光标对波形进行测量,可以调节显示波形的幅度和频率,也可以将波形进行左右拖拉,完美的仿真出一个51单片机示波器,程序采用keil编写,有中文注释,新手容易看懂,仿真采用Proteus,下面是演示视频:

227-基于51单片机简易数字示波器Proteus仿真(程序+仿真+全套资料)

51单片机最小系统介绍
单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。本文的单片机特指51单片机,具体芯片型号是 AT89C52。需注意STC89C51,STC89C52,AT89C51,AT89C52都是51单片机的一种具体芯片型号。

最小系统组成:

51单片机最小系统:单片机、复位电路、晶振(时钟)电路、电源

最小系统用到的引脚

1、主电源引脚(2根)

VCC:电源输入,接+5V电源

GND:接地线

2、外接晶振引脚(2根)

XTAL1:片内振荡电路的输入端

XTAL2:片内振荡电路的输出端

3、控制引脚(4根)

RST/VPP:复位引脚,引脚上

复位电路
一般来说,在电路图中,电容的的大小是10uf,电阻的大小是10k。(不特指本电路,具体参数看仿真图)

在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号,而大于1.5V的电压信号为高电平信号。可以算出电容充电到电源电压的0.7倍,即电容两端电压为3.5V、电阻两端电压为1.5V时,需要的时间约为T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是说在单片机上电启动的0.1S内,电容两端的电压从0-3.5V不断增加,这个时候10K电阻两端的电压为从5-1.5V不断减少(串联电路各处电压之和为总电压),所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程,也就是高电平到低电平的过程。

单片机RST引脚是高电平有效,即复位;低电平无效,即单片机正常工作。所以在开机0.1S内,单片机系统RST引脚接收到了时间为0.1S左右的高电平信号,所以实现了自动复位。

在单片机启动0.1S后,电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V,RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候,开关导通,这个时候电容两端形成了一个回路,电容被短路,所以在按键按下的这个过程中,电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移,电容的电压在0.1S内,从5V释放到变为了1.5V,甚至更小。根据串联电路电压为各处之和,这个时候10K电阻两端的电压为3.5V,甚至更大,所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

sbit SDO = P1^0;//数据输出口
sbit ADD = P1^1;//通道选择
sbit CS  = P1^2;//启动
sbit CLK = P1^3;//时钟时序
sbit EOC = P1^4;//为高时轮换结束

//定时器2初始化
void timer2_init(void)
{
    TH2 = 0;
     TL2 = 0; 
    RCAP2H = 255-(CLOCK/12/TIME2_PER_SEC)/256;
     RCAP2L = 255-(CLOCK/12/TIME2_PER_SEC)%256; 
    ET2 = 1;    //允许中断
    TR2 = 1;    //启动T2 
}

//读取ADC结果函数
unsigned char read_adc(void)
{
       unsigned char i,ADDR;
    unsigned char temp=0;
    ADDR=0;
    ADDR <<= 4;//4有效地址左对齐

CLK = 0;
      CS=1; 
      CS = 0;  
      for (i=0;i<8;i++)
          {    
              temp <<= 1;
            ADD=(bit)(ADDR&0X80);
              CLK = 1;
            SDO=1;
            temp =temp^SDO;
            CLK = 0;
            ADDR <<= 1;
          }

ADD=(bit)(ADDR&0X80);
          CLK = 1;
        SDO=1;
        CLK = 0;
        ADDR <<= 1;

ADD=(bit)(ADDR&0X80);
          CLK = 1;
        SDO=1;
        CLK = 0;
        ADDR <<= 1;

CS=1;
      return(temp);
}

51单片机IO状况概括:

1. 增强型8051单片机,6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任 意  选择,指令代码完全兼容传统8051.

2. 工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机)

3. 工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频 率可达48MHz

4. 用户应用程序空间为8K字节 5. 片上集成512字节RAM

6. 通用I/O口(32个),复位后为:P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉,

P0口是漏极开路输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为I/O 口  用时,需加上拉电阻。

ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专  用仿真器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程序, 数秒即 可完成一片

具有EEPROM功能

具有看门狗功能

10. 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2

11. 外部中断4路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down模式    可由外部中断低电平触发中断方式唤醒

12. 通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个UART

13. 工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级)

2.1.2、引脚功能

VCC(40引脚):电源电压

VSS(20引脚):接地

P0端口(P0.0~P0.7,39~32引脚):P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口,每个引脚能驱动8个TTL负载,对端口P0写入“1”时,可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时,P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时,P0口内部上拉电阻有效。在Flash ROM编程时,P0端口接收指令字节;而在校验程序时,则输出指令字节。验证时要求外接上拉电阻。

P1端口(P1.0~P1.7,1~8引脚):P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动(吸收或者输出电流方式)4个TTL输入。对端口写入1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这是可用作输入口。P1口作输入口使用时,因为有内部上拉电阻,那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。

P2端口(P2.0~P2.7,21~28引脚):P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写入1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,这时可用作输入口。P2作为输入口使用时,因为有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流

P3口引脚复用功能 引脚号 复用功能

P3.0 RXD(串行输入口)

P3.1 TXD(串行输出口)

P3.2 (外部中断0)

P3.3 (外部中断1)

P3.4 T0(定时器0的外部输入)

P3.5 T1(定时器1的外部输入)

P3.6 (外部数据存储器写选通)

P3.7 (外部数据存储器读选通)

RST(9引脚):复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效,用来完成单片机单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后,RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下,复位高电平有效。

ALE/(30引脚):地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时,此引脚()也用作编程输入脉冲。 在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作将无效。这一位置“1”,ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否则,ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位(地址位8EH的SFR的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。

VPP(31引脚):访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令,必须接GND。注意加密方式1时,将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令,应该接VCC。在Flash编程期间,也接收12伏VPP电压。

XTAL1(19引脚):振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。

XTAL2(18引脚):振荡器反相放大器的输入端。

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