一、電路圖

按照下圖購(gòu)買元器件及面包板，在面包實(shí)驗(yàn)板上參考右圖搭成電路。將已經(jīng)固化好最簡(jiǎn)程序的AT89C2051單片機(jī)芯片插到實(shí)驗(yàn)板中縫左右。

LC3911BH型LED數(shù)碼管高約13mm，寬10mm，引線排列在兩側(cè)，正好能騎插在面包實(shí)驗(yàn)板中縫左右。然后用細(xì)硬線按照?qǐng)D2將數(shù)碼管與單片機(jī)Pl口連接好，并接入電阻、電容、晶振、按鈕開關(guān)等。

下圖中LED數(shù)碼管公共陽(yáng)極接了1只限流電阻。

顯示0—9共10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，顯示1時(shí)段數(shù)最少為2個(gè)。設(shè)每段電流最大為5mA，則2段總電流I=2×5mA =10 mA，公共限流電阻R=（UCC-ULED）/I=（5V-2V）/10 mA =300Ω

顯示8時(shí)段數(shù)最多為7個(gè)，每段電流最小為10/7=1.43mA，顯得較暗。

由于LED電流大時(shí)正向壓降亦大些，故顯示數(shù)字在0～9之間變化時(shí)，亮度變化不是預(yù)期那樣厲害。因此，下圖電路數(shù)碼管每段電流在1.5～5mA之間。公共限流電阻方案適合于業(yè)余制作。

下圖中AT89C2051晶振頻率為6MHz。沒有兩個(gè)33p電容，由于面包板的分布電容，單片機(jī)仍然能起振并工作。0.1μ電容功能是防高頻干擾。1μ電容、10k電阻與lk電阻組成最常用的復(fù)位電路。

AT89系列51單片機(jī)要求直流電源電壓3—6V。目前有下列電源可供選用：

●手機(jī)鋰電池3.6-4.1V

●萬能手機(jī)充電器4.3-5V

●新穩(wěn)壓電源

二、固定字符顯示的程序編制

普通數(shù)字電子電路都有特定功能，如與、或、非邏輯功能。計(jì)算機(jī)包括單片機(jī)本身沒有特定功能，只有執(zhí)行特定指令的能力，指令讓它干什么，它就干什么；沒有指令組成的程序，它什么也不能干。沒有配備任何程序的計(jì)算機(jī)叫做“裸機(jī)”。“裸機(jī)什么事情也不能做。

普通數(shù)字電子電路功能單一，計(jì)算機(jī)用執(zhí)行程序模式所能完成的任務(wù)卻是無限的。關(guān)鍵是選指令編制程序。計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的所有特定指令就叫做指令系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)芯片設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)配備了指令系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、指令轉(zhuǎn)移等應(yīng)有盡有。

編程并不復(fù)雜。選指令就像兒童選積木，編程就像兒童搭積木。編程前只要簡(jiǎn)單地熟悉所用計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)就可以，編程時(shí)再根據(jù)自己的任務(wù)去琢磨如何選合適的指令。一個(gè)計(jì)算機(jī)編程老手，也很難說指令系統(tǒng)中的所有指令都用過了，新手更是要慢慢來。

計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是快，其實(shí)很多人也被計(jì)算機(jī)的“快”搞暈了。但是編程或分析程序時(shí)，完全可以認(rèn)為計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條條指令時(shí)，就像我們?nèi)俗卟揭粯佑袟l不紊。實(shí)際上AT89C2051單片機(jī)確實(shí)可以慢慢地運(yùn)行，1秒鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)間才執(zhí)行l(wèi)條指令，就像影視節(jié)目中的慢鏡頭一樣。“慢到”如此慢，每個(gè)人都有足夠時(shí)間來分析計(jì)算機(jī)一步步究竟在于什么，硬件電路有什么反應(yīng)。

還有，分析指令執(zhí)行過程時(shí)，只需要關(guān)心其已知條件和執(zhí)行結(jié)果。把計(jì)算機(jī)復(fù)位即自動(dòng)進(jìn)行的硬件初始化后的狀態(tài)作為第一條指令的已知條件，把第一條指令的執(zhí)行結(jié)果作為第二條指令的已知條件……把第n條指令的執(zhí)行結(jié)果作為第n+l條指令的已知條件。就這樣用熟悉的已知、求、解、答的模式，就能知道程序功能。

上圖所示屬于單片機(jī)最小系統(tǒng)。其任務(wù)是顯示某固定字符，如顯示“2”，只要把“2”的字模二進(jìn)制數(shù)“10100100B”送到P1口，然后停止機(jī)器即可。用助記符“MOV P1，#10100100B”表示。匯編程序把MOV P1，#10100100B的助記符匯編成機(jī)器碼，以寫進(jìn)程序存儲(chǔ)器中讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行。這種助記符編寫的程序也稱為匯編語(yǔ)言程序，簡(jiǎn)稱為匯編語(yǔ)言。

二進(jìn)制數(shù)“10100100B”送到P1口之后，需要使機(jī)器停止。但2051單片機(jī)沒有專用的停止指令。

全部程序如下：

MOV P1．#10100100B

HERE： SJMP HERE

該最簡(jiǎn)程序已經(jīng)寫在圖2中的單片機(jī)符號(hào)中。像右圖這樣既有完整的硬件又有完整的軟件，就是一個(gè)典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)。

用C語(yǔ)言編制該程序如下：

include

main0

{P1=0xa4;

while（1）;}

改變P1賦值，觀察顯示狀態(tài)有什么變化，把程序編譯后固化到2051中，圖3中間黑色長(zhǎng)條就是AT89C2051單片機(jī)，單片機(jī)右邊發(fā)白的小長(zhǎng)條是晶振，單片機(jī)下方是復(fù)位電容及按鈕，面包板右側(cè)紅色長(zhǎng)方塊是一塊手機(jī)鋰電池，用兩根兩端接有帶塑皮套的夾子線，通稱雙夾線，可以很方便地給單片機(jī)系統(tǒng)加上電源。該系統(tǒng)工作情況見下圖（略）。

整個(gè)電路搭好后，上電即能顯示“2”。按壓復(fù)位鍵，顯示全部熄滅，可以驗(yàn)證復(fù)位后單片機(jī)口線均為高電平，本設(shè)計(jì)屬于低電平驅(qū)動(dòng)，所以復(fù)位期間顯示全部熄滅。手壓復(fù)位鍵時(shí)間不限，可以充分觀察復(fù)位期間口線輸出的高電平。

電路保持不變，修改控制程序，就能用本電路制成一塊一位LED秒表。LED秒表參考匯編語(yǔ)言程序如下：

字庫(kù)（讀者可改為16進(jìn)制字庫(kù)做試驗(yàn)）

本制作的目的僅僅是演示單片機(jī)工作原理，因此采用了方便插拔的面包實(shí)驗(yàn)板。