KC-101 51/AVR单片机最小系统核心板产品说明

“增强型51实验板”、“51单片机综合学习系统”推出后，由于其操作简单、学习方便，深受广大用户的好评与信赖，我们也收到了广大用户的建议及反馈，为感谢大家对我们的支持和关心，现在，我们根据数年的教学经验积累，将51单片机的常用功能进行了模块化的处理，将推出一系列功能新颖而实用的单片机学习模块，以针对不同的使用群体，特别考虑到了学生朋友，降低了成本和价格，让大家都用得起，学得起单片机技术。我们可以为用户提供成品板或散件供自己焊接组装。

    KC-101为51单片机最小系统核心板，它包括了51单片机的复位电路、振荡电路所组成的最小系统单元，同时提供了单片机32个P口的LED状态指示灯，将用户在学习和调试程序时能够直观地实时观察各P口的电平状态，非常实用而有意思。板子虽小，但接口非常齐全，电源可以使用USB供电和外接电源供电两种方式，通过板子上的优质按键开关来切换，而不是现在市场上有些产品用跳线那种麻烦的方式。

KC-101 51/AVR单片机最小系统核心板 板载硬件资源如下：

    1.32路LED流水灯：可以显示P口的状态，比如正反流水灯，交通指示等等。
    2.含有RS232接口，支持串口通讯实验。
    3.所有芯片管脚都接有外扩排针，我们提供了双排排针，为系统扩展做了更大的余地和空间，外扩实验的功能没有限制，完全由用户决定
    4.支持STC单片机ISP在线下载功能，通过串口烧写芯片，非常方便。
    5.板载标准10PIN ISP下载线接线，支持烧写AT89S系列单片机芯片。
    6.支持使用AVR ATMEGA8515/ATMEGA8515L 单片机芯片，由于AVR和51单片机复位电路不同。板上已设有跳线，更改跳线即可适用于不同芯片
    7.支持外范围的外接电源输入，如果使用外接电源，请使用直流9V--12V的电源都可以适用。
    8.使用优质PCB板材，双面板铺铜走线设计，抗干扰性好。

硬件接口描述：

    J1：外接电源口：输入直流9V—12V电压。
    S1：电源开关：用来切换USB供电或外接电源供电。
    J0：USB供电接口：通过USB线缆向PC机取电。
    DB1：RS232接口：完成串口通信及部分单片机芯片的烧写工作。
    J7、J8、J9、J10：分别为51单片机所有引脚的外扩展接口。
    J13：32路LED发光管的使能跳线，可以使能32路发光管或屏蔽32路发光管，让P口完全独立。
    S2：单片机的复位按键。
    J2、J3：复位类型选择：用来切换51/AVR单片机的复位模式，左侧为51单片机复位方式；右侧为AVR单片机复位方式。
    J6：ISP下载接口：标准10PIN ISP下载接口，支持常为常见的Atmel 89S系列单片机的芯片。

支持的实验芯片：

    KC-101 51/AVR单片机最小系统核心板除了支持ATmel公司的AT89S所有系列之外，还支持STC的所有系列51单片机和SST系列的51单片机实验，支持的被编程芯片数量达100之多；直接支持Atmel 89系列、AVR AT90S8515、Atmega8515、STC系列单片机的烧写。同时可以在该系统板上使用的单片机型号：AT89C51/52 AT89S51/52 STC89C51/52 ATMEGA8515等DIP封装的单片机以及和它们封装一样的单片机。

    KC-101 51/AVR单片机最小系统核心板我们可以为用户提供成品板和散件供用户自行焊接和组装：

    散件配置组装材料清单如下：

类型	序号	型号	封装	单板数量
电容	C1	100uF	C2	1
	C2，C5	0.1uF	C1	2
	C3	470uF/16V	C2	1
	C4,C6-C8	10uF	C2	4
	C9,C10	30p	C1	2
二极管	D35,D36	IN4148	4148	2
发光二极管	D1-D32,D34	P0.0	LED	33
串口	DB1	DB9	DB9RA/F	1
USB	J0	USB	USB	1
电源口	J1	POWER	POWER	1
插针	J7,J8，J9,J10	CON20	SIP20	80针
	J11，J12	CON4	SIP4	8针
	J2,J3,J13	CON3	SIP3	9针
ISP	J6	ISP	JTAG10	1
排阻	PZ1,PZ2,PZ3,PZ4	680	SIP9	4
	PZ5	10K	SIP9	1
三极管	Q1	9012	9012	1
	Q2	9014	9012	1
电阻	R1	1K	1/16R	1
电阻	R2,R3,R4	10K	1/16R	3
	R5,R6	560	1/16R	2
	R7	407K	1/16R	1
开关	S1	SW SPDT	AN3*2	1
	S2	SW-PB	SW	1
锁紧座	U1	MSC51	ZIF40	1
电源IC	U3	7805	TO-220	1
晶体	Y1	11.0592M	XTAL1	1

KC-101 51/AVR单片机最小系统核心板元件分布说明：

模块相关背景知识介绍：

    常见的MSC-51单片机中一般采用双列直插（DIP）封装，共40个引脚。图2-4为引脚排列图。其中的40个引脚大致可以分为四类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

    40脚MCS51单片机芯片 引脚排列图

    1、电源

    Vcc：芯片电源，一般为+5V；
    Vss：接地端。

    2、时钟

    XTAL1和XTAL2：晶体振荡电路反相输入端和输出端。当使用内部振荡电路时，需要外接晶振，常见有的4M、6M、11.0592M、12M等。当使用外部振荡输入时XTAL1接地，XTAL2接外部振荡脉冲输入。

    3、控制线

MCS-51单片机的控制线共有4根，其中3根是复用线，具有两种功能。

    （1）ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲。

    ALE：正常使用时为ALE功能，主要用来锁存P0口送出的8位地址。P0口一般分时传送低8位地址和数据信号，且均为二进制数。区分是否是低8位数据信号还是地址信号就看ALE引脚。当ALE信号有效时，P0口传送的是低8位地址信号；当ALE无效时，P0口传送的是8位数据信号。一般在ALE引脚的下降沿锁定P0口传送的内容，即低8位地址信号。
当CPU不执行访问外部RAM指令（MOVX）时，ALE以时钟振荡频率1/6的固定频率输出，所以ALE信号也可以作为外部芯片的时钟信号。但当CPU执行访问外部RAM（MOVX）时，ALE将跳过一个ALE脉冲。
PROG：当单片机在编程期间，该引脚输入编程脉冲（由编程器提供）。

    （2）PSEN：外部ROM读选通信号。

当单片机读外部ROM时，每个机器周期内PSEN两次有效输出。PSEN就相当于外部ROM芯片输出允许的选通信号。但读片内ROM和读片外RAM时无效。

    （3）RST：复位引脚。

    RST为单片机上电复位输入端，只要在该引脚上连续保持两个机器周期以上的高电平，单片机就可以实现复位操作，复位后程序从0000H处开始执行。在一般应用中可以用RC电路来实现单片机的上电复位，在一些工业控制等要求较高的场合一般用专用的看门狗芯片进行复位及电源监控，典型的RC上电复位电路如图所示：

典型复位电路

    （4）EA/VPP：内外ROM选择/EPROM编程电源。

    EA：正常工作时，EA为内外ROM选择端。MCS-51型单片机的寻址范围为64KB，其中4K在片内，60K在片外，当EA为高电平时，先访问片内ROM，当程序长度超过4K时将自动转向执行外部ROM中的程序。当EA为低电平时单片机只访问外部ROM，对老的8031单片机（因片内没有ROM），EA必须接地。目前的大部分单片机都自带ROM，所以一般应用中也将EA接高电平。
VPP：对于有内部EPROM的单片机，在片内EPROM编程期间，此引脚用于施加编程电源。

    4、I/O引脚

    MCS-51单片机共有4个8位并行I/O端口，共32个可编程I/O引脚。四个I/O口各有各的功能，在一般情况下，P0专用于分时传送低8位地址信号和8位数据信号，P2口专用于传送高8位地址信号，P3口大部分时间用于第二功能。当然所有I/O口都可以做为普通的输入/输出端口用。

    实验例程：

    例程功能：P0.0口的LED发光管闪动实验。

01 #include
02
03 sbit LED = P0^0;
04
05 void Delay()
06 {
07 unsigned char i,j;
08 for(i=0;i<255;i++)
09 for(j=0;j<255;j++);
10 }
11
12 void main()
13 {
14 while(1)
15 {
16 LED = 0;
17 Delay();
18 LED = 1;
19 Delay();
20 }
21 }

代码分析：

序号1：包含51单片机寄存器定义的头文件
序号3：位定义LED为I/O口P0.0
序号5-10：一个延时函数，具体延长的时间和使用的晶体相关
序号7：定义两个无符号变量i，j
序号8-9：通过i，j的自加嵌套循环执行，达到延时目的
序号12-21：main函数
序号14：进入主程序的while循环
序号16：点亮LED
序号17：调用延时程序
序号18：熄灭LED
序号19：调用延时程序