單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(基于Proteus的匯編和C語言.

1、r .單片機(jī)認(rèn)知及其開發(fā)軟件使用同項(xiàng)目1單片機(jī)認(rèn)知及其開發(fā)軟件使用知識(shí)與能力目標(biāo)T 壬 4 出 JUL 社熟悉單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)組成、引腳的功能Irkr h4機(jī)視工出Jtn社項(xiàng)目1單片機(jī)認(rèn)知及其開發(fā)軟件使用1認(rèn)知單片機(jī)及其編程語音I1.初識(shí)單片機(jī)2.分析單片機(jī)硬件系統(tǒng) X *< y X x x x 3認(rèn)知單片機(jī)編程語言C任務(wù);：2初步使用單Jt機(jī)開發(fā)軟件I.Keil件認(rèn)知及使用2. Proteus軟件認(rèn)知及使用層任務(wù)1.1認(rèn)知單片機(jī)及其編程語言1.1-1初識(shí)單片機(jī)按鍵單片機(jī)IB復(fù)位電路峰鳴器馬燈a上 t * *1 f* *詒 kv；r：寸 _ 廠 n :;w -：' 1 - J*

2、i / 區(qū)滬壯 工：:1-4 ：» I司< ?;*; #1 *J” -V J-*I點(diǎn)陣-'f刪；，: 汁小葉一卜 ：¥.予2歹=沁:實(shí)物運(yùn)行視頻S3iS1.1.1初識(shí)單片機(jī)單片微控制器H >；S2"，瞳誕:淞農(nóng)1 S«.;總.：;；第52猙滋聲Ifain鏗皿進(jìn):噸豎帝邏警1丘恰;世翻、 >jlKHjtIhhBMKjtjoBpQltftBww * KCfJjtVw4SjvKE4tt：$廠f-IMHO劣爺巒? 簷1遂iJ：0»>邇臓：»»；：；%« 門:越 L 去po Cw鞍訪門菊減1.

3、1.1初識(shí)單片機(jī)工業(yè)控制廠家用電器十L=j-,1 2"總:-.叵一廠F：*曲沁忍惡gm鋁«kkkkb»BMiwr* mkwmh：“' «MK：a'集成電路塊*C電子玩具S丿*(可II性體積小價(jià)格低1* A 宜 ffiMCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)多冷pft岸#ft幕DftilSMROMzv汁ft欽沖ptYCPV <nrRAU64KBA«5(r W.可第程"0 接口-壽.V"I可編程申廳 »4并ftl/OH 拿行輸入 串護(hù)輸出MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖機(jī)視工 Mk 出 Ml社1-1-2分析單片

4、機(jī)硬件系統(tǒng)單片機(jī)硬件系統(tǒng)CPU： CPU是中央處理的簡稱是單片機(jī)的核心部件2 內(nèi)存S 4KB的ROM和256B的RAM3 1并行I/O接口:共有4個(gè)8位并行I/O接口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷控制，5個(gè)中斷源和2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)艷接6異步工作方式的全雙工串行通信接口ua*ajdE n機(jī)視工 Mk 出 Ml社單片機(jī)的引腳及其功能PI O PIJ -P2PIJPl4PIS PMPl.7 RSTATD RXDT3.0 TXnT5.1 WT0*PA2 IPE P3 3T0E4T1TJ.3WRT" RDE7XTAL2 :XTALl 二GM）二01234 5678 902 4 56

5、7 89K1EIR11o 98 7 As 4 321ft 9S7 6$43 2l4 333153 3333 2 2 2 22 2 2 22 yJ-s*801s-I vcc PO O；ADO nPO.I ；AD1 P0J；AD2 PO 3；AD3 ZI PO 4/An4 J P0 5/ADS P0.6/AD6 P 0.MAD7P2.7；15 =iP2.6；AH -JP2.5/AI3 P2.4>AI2 P21/A11 I P22'AIO ZIP 2.1/Ay P 20'AF* *® 1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)祝視工業(yè)* M社電源引腳vccvssI控制信號(hào)引腳$臺(tái)縈

6、亦RST/V PDALE! PROGPSENEA /VPPrSTC89<z時(shí)鐘電路引腳XTALl XTAL2I/O 口引腳PO. P仁P2 和 P3祝視工業(yè)* M社1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)除召源和地線引腳外-以下引腳必須連接相應(yīng)電路-:%單片機(jī)最小系統(tǒng)電路-復(fù)位信號(hào) RST-定要連接復(fù)位電路，外接晶體 引線端XTAL1和XTAL2必須連接時(shí)鐘電路，這兩部分是單片機(jī)能夠工作所 必須的電路。引腳一定要連接高電平或低電平1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)3單片機(jī)嚴(yán)小系統(tǒng)單片機(jī)小系統(tǒng)是指單片機(jī)能進(jìn)行正常工作的最簡單電路. 包括單片機(jī).電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，四者缺一不可.復(fù)位電路-二復(fù)位是指

7、使單片機(jī)內(nèi)部各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài).單片機(jī)復(fù)位的條件當(dāng)RST （9引腳）端出現(xiàn)髙電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上.+5VSTCS9C51+5V RESET VSTCS9C51VccVcc22ufIKQRST/VpdVss22ufRST/VpdVssa）上電復(fù)位b）按鍵奴位O1.I.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)S時(shí)鐘電踣STC89C3IC1XXTAL1XTAI2時(shí)鐘電路中的電容一般取值為mopF左右，品振的振 蕩頻范圍一般為1.2-24MHz在通常悄況下，51單片 機(jī)使用的晶振頻率為6MHZ或"MHn,在通信系統(tǒng)中常 用 11.0592MHz.I3單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器4在單片機(jī)內(nèi)部具有 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)SRA

8、M和程序 存儲(chǔ)器ROM兩個(gè)內(nèi)存存 儲(chǔ)資源片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器又叫內(nèi) 部RAM也叫隨機(jī)存取內(nèi)存 ,主要用于數(shù)據(jù)緩沖和中間 數(shù)據(jù)的暫存，同時(shí)這種內(nèi)存 在使用過程中可隨時(shí)進(jìn)行寫 入和讀取信息片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM主要是用來存放 計(jì)算機(jī)中所事先編制好 的程序和表格常數(shù)/決»片* A應(yīng)n機(jī)祕(mì)工MkdbMl松:鬱1J2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)（一）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器rE51單片機(jī)內(nèi)部有256個(gè)字節(jié)（B的RAM.分為時(shí)部分$1、低128宇節(jié)（單元地址00H7FH） RAM按用途可分為三個(gè)區(qū)«:通用*存區(qū)（OOH1FH位尋址區(qū)（20H2FH用戶RAM區(qū)（3OH7FH）2、高久28字節(jié)（單元地址80H-0F

9、FH） 1.1-2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)好口B丹如,彌&tWT1T«ikT可枚尋址叵OCH - TTlt 共 4»伎iWt： xtrStC 1T-K35T1Z： 導(dǎo)址力珀r H«nthtt:gKtsiMii tnz尋址方3tK真叭址z- pjiTAutA nrta與址4.工作寄審setBjtsS-片內(nèi)低128字節(jié)RAM結(jié)構(gòu)圖1.1-2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)醐1通用需存器區(qū)地址為OOHIFH,分為4組，每組8個(gè)單元，共32個(gè)單元，每組8個(gè)單 元的符號(hào)為ROR7CPU通過程序狀態(tài)字寄存器（PSW）中的RSI和 RSO的狀態(tài)選定選用哪組寄存器組工作.、.T沁3Gt)RS

10、IKS<»工作寄存組號(hào)R0R7物理位元址000OOH 07H01108H-0HH102I0H-I7H113I8H-IFH注，單片機(jī)復(fù)位后 RSO. RS1的狀態(tài)為«»1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)Sb位尋址區(qū)、地址為20H2FH的空間單元為位尋址區(qū)，這16個(gè)單元（共128位） 的每一位都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的地址.位尋址區(qū)的每一位都町當(dāng)作軟件觸發(fā)碟.由程序直接進(jìn)行位處理.通 ?？梢园迅鞣N程序狀態(tài)標(biāo)志、位控制變*存于位尋址區(qū)內(nèi)用戶RAM區(qū)地址為30H-7F H的80個(gè)單元空間用于供用戶使用的RAM區(qū)1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)片內(nèi)高丄28字節(jié)RAM1內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128

11、字 節(jié)樂元的地址為80H OFFH.其間離散的分布 若若干個(gè)特殊功能寄存器 （簡稱SFR廠專用于控 制.選擇.管理、存放單 片機(jī)內(nèi)部各部分的工作方 L 式、條件、狀態(tài)、結(jié)果不同的SFR管理不同的硬 件模塊負(fù)責(zé)不同的功能. 包括程序狀態(tài)字寄存. R加器、I/O口鎖存g. 定時(shí)器/計(jì)數(shù)a、申口數(shù) 據(jù)緩沖器及數(shù)據(jù)指針等-鼎.*/ft.凡是特殊功能寄存器字節(jié)地址能被8整除的單元均能按位 尋址畫 112分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)1I肇序計(jì)變器PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù).其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址，尋址范 圍達(dá)64KB. PC有自動(dòng)加1的功能，以實(shí)現(xiàn)程字的斥|序執(zhí)行PC沒 有地址，是不可尋址的，因此用戶無法對(duì)它進(jìn)行讀

12、寫但在執(zhí)行轉(zhuǎn) 移.調(diào)用或返回尊指令時(shí)能自動(dòng)改變其內(nèi)容.以改變程序的執(zhí)行順 序。累加器ACC及B寄存器ACU簡稱A,是所有特殊功能寄存器中最重要.使用頻率豪高的 寄存黯常用于存放參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算的兩個(gè)操作數(shù)中的一個(gè)運(yùn) 算結(jié)果最終都存放在A中許多功能也只有通過A才能實(shí)現(xiàn)B奇存S也是單片機(jī)內(nèi)部特有的一個(gè)寄存器，主要用于乘法和除法 運(yùn)算，也可作為一般寄存器使用91.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)ft據(jù)指針DPTR堆棧指針SPDPTR通常用于存放外部數(shù) 揺存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元地址.專用#存一個(gè)8位的刪5 功能寄存器，用于 指出堆棧棧頂?shù)牡?址-數(shù)據(jù)被壓堆棧 時(shí)，SP自動(dòng)加1, 數(shù)據(jù)出棧時(shí)，SP自 、動(dòng)減丄.祝視

13、工1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)-：爭尹護(hù):T - - -I 理U rMh"_程半農(nóng)去旦字知atpsw閣詐！程序狀態(tài)字寄存«PSW （8位）是一個(gè)標(biāo)志寄存器，用于存放指令運(yùn) 行結(jié)果的狀態(tài)信息.以供程序査詢和判別.有些位在執(zhí)行中硬件自動(dòng)設(shè) 置，而有些位由用戶自行設(shè)定3込*，覆遊5亠祗ifflaig鱷*SW40D011 tD7D61>51MD3D2DIDO位定義6AcFORSIRSUOVP位仟義進(jìn)位 標(biāo)./imu位標(biāo) 念用戶IM定義 位1：作需仔 »選擇位杯念義位命偶位地Wf>D7Hf)D6HrtD5H(irMHfin3HOD：HoniH(OH祝視工I/O

14、口寄存器單片機(jī)內(nèi)有4個(gè)I/O口寄存器P6 Pt、P2、P3,實(shí)際上就是POP3口所對(duì)應(yīng)的I/O口鎖存器，用于鎖存通過端口的數(shù)據(jù)寄存a復(fù)位值寄存器復(fù)位值PCOOOOHTMODOOHBOOHTCONOOHPSWOOHTHOOOHSP07HTLOOOHACCOOHTHlOOHDPTROOOOHTLIOOHPO P3OFFHSCONOOHIEOXXOOOOOBSBUF不圧IPXXXOOOOOBPCONOXXXOOOOB表1-5寄存復(fù)位狀態(tài)1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)（二）片內(nèi)程序存儲(chǔ)器51單片機(jī)芯片中有4KB的片內(nèi)程序內(nèi)存單元.其 地址為0000HOFFFH,其中地址為0003H002AH 的單元在使

15、用時(shí)是有特殊規(guī)定的地址為0000H-0002H的3個(gè)單元是系統(tǒng)的啟動(dòng)單 元，在單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位后，會(huì)自動(dòng)從OOOOH單元開始 執(zhí)行指令程序.這3個(gè)單元并不能存放任何完整的程序, 用戶在使用時(shí)，必須在該單元存放一條無條件跳轉(zhuǎn)指 令，以便跳轉(zhuǎn)到指定的程序地址處執(zhí)行.1.1.2分析單片機(jī)硬件系統(tǒng)地址為0003H002AH的40個(gè)單元?jiǎng)t被平均分為5段，每 段8個(gè)單元，分別用作5個(gè)中斷源的中斷地址區(qū).表16中斷源地址分配表中斷入口地址中斷地址區(qū)間中斷源0003H0003H QOOAH外部中斷0(MX)BHOOOBH 0012H定時(shí)器允1數(shù)器屮斷TOCX)l3H(X)I3H-(X)IAH外部中斷1UOlUH

16、OOIBH OO22H總時(shí)器/汁數(shù)器中斷T10023HOO23H 002AH爪行口中斷單片機(jī)的編程語言1-1-2認(rèn)知單片機(jī)編程語言Is機(jī)器語言是由機(jī)器能直接識(shí)別的由0和1組成的編碼（通常用 十六進(jìn)制數(shù)表示）也被稱為機(jī)指令用機(jī)器指令編寫的程序 稱為機(jī)器語言源程序它是機(jī)所能理解和執(zhí)行的但是人們記 憶和瀆寫都很困難2.匯編語言是一種用“助記符”和數(shù)字符號(hào)來表示機(jī)器指令的 符號(hào)語言，是最接近于機(jī)器碼的一種語言但是它必須通過匯 編程序匯編成機(jī)語言程序后，機(jī)器才能理解和執(zhí)行3. C語言（高級(jí)語言）是由標(biāo)識(shí)符、常量、變量、運(yùn)算符和分 隔符號(hào)尊組成的一種具有良好的可讀性、易維護(hù)性、可移植性 和件操作能力的編程

17、語育-也是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語盲 具備匯編語言的功能曼1.1.2認(rèn)知單片機(jī)編程語言C語言/*fl ItlCllKlt* voltl土程川1豐種仔3Xf阿號(hào)Vl.lKltr* WllX <T.和 rT-iW "冷 TiS.玫結(jié)朿笛弓d2、 < mi wyixyi.ItX > :vli«l JL r y ;eltuB KKO 5lKO OX IT :volti cK'luy < lilt X >ii«<機(jī)視 工業(yè)出 Ml社1.2J Keil軟件認(rèn)知及使用Keil是當(dāng)前使用最廣泛的基于MCS-51單片機(jī)內(nèi)核的軟件開發(fā)平臺(tái)Kei

18、l由徳國Keil Software公司推出，它是一個(gè)基 于Windows的軟件開發(fā)平臺(tái)，Keil pVisionS工具軟 件是目前最流行的MCS51系列單片機(jī)的開發(fā)軟件， 支持匯編語苜和C語官的程序設(shè)計(jì)。使用視頻它提供了赳括M輯、編譯耳.朱匯編-連挾S、 岸管理和一個(gè)易能強(qiáng)大的仿A調(diào)試3,其內(nèi)i的仿真 器可撲擬目標(biāo)MCU,包括指令條-片上外ffl設(shè)備及外 部信號(hào)等同時(shí)又有it輯分析器，可監(jiān)控基于MCU 1/0?|腳和外設(shè)狀況變化下的程序變b *71'* t«ct>44fId )U*4rt磴 QUO A 二- tollBl « O.片如*耳宜n祝*工業(yè)db ML

19、社鳥1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用1、啟動(dòng)Keil PVisionsDid you know3*p ni Ik* burfxcar cro<£ F4 ard SWft*F4 co vtchim la »nac and prvtio«ifi di4d fliror or 碼ndc Alac mAcha i B F P IM* UM * 1V*0川 h> IKeil開始窗口AJdi n1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用R)2、熟悉Keil pWsion3界面工稈TSJUL/_菜單命令/ 5tl “M斗» |tf*i|U>«1&

20、lt; tmlt111Jis l>li *a ioa'-4I*a -百同 tr Bi y 'wB.I 2 IF j扌氓員毗ng/Keil主界面窗口1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用3、新建工程CiXaXv tfcjK： )e、“ nh ?1(1 >111*11 £»1> GC5 lialrr£ “ . 0 *- -* QjBMb vvhaM >a j B (u *» V輯tiff 口ffi祝工業(yè)* 從社Zj*« B上 HUKijGewww餉*0)hl. CfCAtC fk« I'icic

21、ct上Eb Ez3新建工程界面ffi祝工業(yè)* 從社1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用4.選擇芯片型號(hào)ra-it«4 rvur sui.c zmt cns »x-di=r o x iz* t TlM*A<Wirt. 0 l«urvt£Uk Mlf.Tlmw-ltv hy laMtr L>dk 4£ M«c FUtb BH<«r M Wm* OirUhtv Ul0Dh4« MMal t»Jtm hMfl A AruTM h Fnf /貝* .IXMcr； g乂tnomcur u*«

22、(WK)>f BUIrLJ!-l3 EMU< ：$ S<l«*t *lce far Thic<i ' Tjufo: 1'GaaaooGoaaQa-«inaA"催itt:MKicoru aimn:ATK5；tjimv AlDCBiCCfU AllMlOf ATiVAltCf tXtUS2j選擇芯片型號(hào)1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用祝工業(yè)岀 411社%屜5、性設(shè)S KlUU.cK> I; h BmX X am" X/Cil« IdJt Eirt a O國«e.UMT*» &

23、; 7tfxei I選擇Target界面gjfe>祝工業(yè)岀 411社1-2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用X厶XIMh ifl2 J 9 A - rgB<u5.展性設(shè)Chu,t仏 Gj八.1Im« .r Sea. KliSk&JI=76 仙 ICr.0 Us I>i£«ButLV黒&肛7 'fx»* *w «*«e；ina«nP fitnzg |ni-nSB）円r uiAfttt t«Xrw* Bto Kivt CoyloL *u Otar *ryr «J«

24、A U»r Fv«<r3*taccir<aft I »« IIHSI Lwi« I 101I wn>u« ISw Bfetcfc Ji-AIrwtiIrvo*Mftl1b_i/StmlAUg選擇O utput界面機(jī)* 工業(yè)出411社1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用6.新建源程序文件的程序編輯輸入窗口«u«* 耳直 n丙）1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用7、保存源程序文件 if Lvn J ITvBtt Qctu IdliXT創(chuàng)W HW riftUl«

25、ilK 1VC3 El)Mm 如)占""0 « Qca $ QL 15 To' IBHE3I莊方1£:S<VO A# LBad MilCO, 08, IM八toe. iMa/4 ffl'B.|B (U 巾 II41 丄訂訂d Smaod A Rrdn45*X.I C.1保存源程序界面«u«* 耳直 n8、添加文件到工程i添加文件窗口1.2.1 Keil軟件認(rèn)知及使用9.編譯程序P &! Xtiv Ii<* trvj«c 孔m< ">thff»w tvM&qu

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29、 6. 7,0. IS, <0. Iia 2吟)普事罟鑒£皆 TM, UQ, >0g I OK, UCO.I ftQ, 13 udiii uml UOsfC anMi OkoT, Sa*, ls«ftuebu “y.sZZt； f J5餐*劌L1« n »化斤帶-*4*41 md utxfc C)Tint? = CKtt:Tiro moF SA-Li Y"« I4 S>v<4 Griw II尉？弊西。onSoia on 挪D可g緡f*11late'ng.pProgru SiS9 : d«t»-75.0 xd»t«0 CQdw-696 5 icreot infl bvM filo ftwi ”町 JSJSQ/n ?'町$18烏幻"-0 £rrors, 0 W«rning(fl). IYHUk* jC®n亦(A 士恰R初 /LOCK編譯成功窗口1)122 Proteus軟件認(rèn)知及使用軟件P rote