單片機控制LED設(shè)計ppt課件

1、 情境一 單片機控制led燈點亮n子情境一 單片機構(gòu)造 n 義務(wù)一單片機組成 n 義務(wù)二單片機任務(wù)條件 n 義務(wù)三單片機輸入/輸出端口 n子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件n 義務(wù)一 keil C51仿真軟件 n 義務(wù)二 仿真軟件Proteus n子情境三 單片機開發(fā)設(shè)計流程 n子情境四 點亮一盞led子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)一 單片機組成 n一、義務(wù)目的 n 掌握單片機的內(nèi)部構(gòu)造及單片機的外部引腳及其功能，并且了解單片機的開展概略及單片機的常見類型等相關(guān)知識。 n二、義務(wù)分析n 51系列單片機包括許多類型，它們的內(nèi)部構(gòu)造根本一樣。89C51/89C52是目前運用比較廣泛的51系列兼容單片機

2、中的代表產(chǎn)品，因此本義務(wù)主要以89C51為目的機型，引見單片機的內(nèi)部構(gòu)造、各組成部分的功能及外部引腳。在后續(xù)章節(jié)中將經(jīng)過詳細的設(shè)計實例進一步引見。子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)一 單片機組成圖1-1 單片機內(nèi)部構(gòu)造框圖三、相關(guān)知識 1單片機的內(nèi)部構(gòu)造 51系列單片機主要包括CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及接口電路等各組成部分。 子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)一 單片機組成單片機的內(nèi)部構(gòu)造: 1個8位的CPU。 時鐘電路。 程序存儲器。 數(shù)據(jù)存儲器。 定時器/計數(shù)器。 4個并行口。 1個全雙工串行口。 5個中斷源。 子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)一 單片機組成2單片機的引腳1電源：40號引腳VCC是芯片電源，接

3、+5V。20號引腳VSS為電源接地端。2時鐘引腳：XTAL218號腳采用內(nèi)部時鐘電路時，外接晶體振蕩器；采用外部時鐘電路時，此引腳接地。XTAL119號腳采用內(nèi)部時鐘電路時，外接晶體振蕩器；采用外部時鐘電路時，此引腳接外部時鐘源。3控制引腳ALE/為地址鎖存允許信號，用來把低8位地址鎖存到外部地址鎖存器。ALE引腳以不變的1/6振蕩頻率周期性地發(fā)出正脈沖信號，可用做對外輸出的時鐘信號。4I/O口線P0口3239號腳為雙向輸入/輸出端口。P1口18號腳為準雙向輸入/輸出端口。P2口2128號腳為準雙向輸入/輸出端口。P3口1017號腳為準雙向輸入/輸出端口。圖1-2 AT89C51單片機引腳圖子

4、情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)一 單片機組成3單片機開展概略 單片機的開展歷史不長，自1976年9月，Intel公司推出MCS-48八位單片機后，已有上百家消費廠商參與單片機的消費和研發(fā)行列，消費出幾百個系列上萬個種類的單片機。除51系列單片機MCS-51及其兼容機以外，其他一些公司如ROKWELL公司、NEC公司、Motorola公司以及德州儀器公司等都推出一些各具特征的單片機。51系列單片機曾在世界單片機市場占有50%以上的份額，多年來國內(nèi)也不斷以51系列單片機作為教學(xué)的主要機型，因此本書以51系列單片機作為目的機型學(xué)習(xí)單片機原理及運用。子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)一 單片機組成4單片機的特點 單片機

5、的引腳多為復(fù)用引腳。 單片機內(nèi)部集成有小容量的存儲器。 單片機的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器嚴厲分工。 單片機的有很強的位處置功能，可以滿足工業(yè)控制的需求。子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)一 單片機組成一、義務(wù)目的 了解單片機的任務(wù)條件，掌握單片機的時鐘電路和復(fù)位電路的設(shè)計。二、義務(wù)分析 單片機的電源部分，只需將51系列單片機的第40腳接+5V電源，第20腳接地即可。留意電壓過高或過低都會引起單片機CPU不能正常任務(wù)。 時鐘電路分為內(nèi)部方式和外部方式兩種電路，復(fù)位電路又可以分為上電復(fù)位和外部按鍵復(fù)位兩種方式。 第1節(jié) 單片機構(gòu)造義務(wù)二單片機任務(wù)條件 三、相關(guān)知識1時鐘電路 內(nèi)部方式時鐘電路 外部時鐘方式 圖

6、1-3 內(nèi)部時鐘電路 圖1-4 外部時鐘電路 子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)二單片機任務(wù)條件 2復(fù)位電路 圖1-5 51系列單片機上電復(fù)位電路 圖1-6 51系列單片機外部按鍵復(fù)位電路子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)二單片機任務(wù)條件四、義務(wù)虛施圖1-7 51系列單片機根本任務(wù)條件接線圖子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)二單片機任務(wù)條件一、義務(wù)目的 掌握單片機的并行I/O端口的構(gòu)造及其運用。二、義務(wù)分析 51系列單片機有4個8位的并行輸入/輸出端口，即P0，P1口，P2口和P3口。各個端口的功能有所不同，其構(gòu)造也略有差別。在本義務(wù)中，將分別學(xué)習(xí)各個端口的構(gòu)造、功能及其運用。子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)三單片機輸入/輸出端口

7、三、相關(guān)知識1P0口 圖1-8 P0口的位構(gòu)造圖子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)三單片機輸入/輸出端口2P1口圖1-9 P1口的位構(gòu)造圖子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)三單片機輸入/輸出端口3P2口圖1-10 P2口的位構(gòu)造圖子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)三單片機輸入/輸出端口4P3口圖1-11 P3口的位構(gòu)造圖子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)三單片機輸入/輸出端口四、義務(wù)虛施 圖1-12 輸入/輸出運用實例仿真運轉(zhuǎn)圖子情境一 單片機構(gòu)造義務(wù)三單片機輸入/輸出端口1掌握單片機根本任務(wù)條件，用面包板搭建單片機根本任務(wù)電路。2設(shè)計簡單的輸入/輸出電路，要求：一個開關(guān)作為輸入設(shè)備，8個發(fā)光二極管作為輸出設(shè)備。子情境一 單片機構(gòu)造

8、思索題一、義務(wù)目的 掌握Keil軟件在單片機仿真中的運用，為開發(fā)、調(diào)試單片機運用系統(tǒng)做預(yù)備。二、義務(wù)分析 Keil C51軟件集成了文件編輯處置、編譯銜接、工程管理、窗口、工具援用和軟件仿真調(diào)試等多種功能，是非常強大的C51開發(fā)工具，在Keil C51的仿真功能中，提供了兩種仿真方式：軟件模擬仿真和目的板調(diào)試。下面將經(jīng)過一個實踐工程的創(chuàng)建、編譯及調(diào)試來學(xué)習(xí)Keil軟件的運用。子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件三、義務(wù)虛施1啟動Vision Vision2是一個規(guī)范的Windows運用程序，雙擊Keil Vision2圖標(biāo)即可啟動，也可以選擇“開場“程序Keil

9、 Vision2命令來啟動運轉(zhuǎn)。其主界面如圖1-28所示。 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件圖1-28 Vision2初次啟動后的界面子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件2創(chuàng)建一個工程并選擇單片機 選擇“Project工程“New Project新建工程命令，如圖1-29所示，將彈出“Greate New Project新建工程對話框，如圖1-30所示 圖1-29 “Project菜單子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件圖1-30 建立工程文件子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil

10、 C51仿真軟件 隨后會彈出一個對話框，要求選擇單片機的型號，如圖1-31所示。在該對話框中顯示了Vision2的器件數(shù)據(jù)庫，從中可以根據(jù)運用的單片機來選擇。 圖1-31 選擇單片機型號子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件3創(chuàng)建一個新的源程序文件，并把這個源文件添加到工程中 單擊工具欄中的新建文件圖標(biāo)或選擇“File文件“New新建命令，文件操作窗口即可出現(xiàn)新建文件。保管該空白文件，單擊工具欄中的保管圖標(biāo)或選擇“File文件“Save保管命令，彈出如圖1-32所示的“Save as保管為對話框，

11、在“文件名文本框中輸入欲保管的文件名，保管時留意加上正確的后綴名。 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件圖1-32 保管源程序文件子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件 單擊Target 1前面的+號，然后在Source Group 1上單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出快捷菜單，如圖1-33所示。圖1-33 添加文件到工程中 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件 選擇“Add Files to Group Source Group 1添加文件到工程命令，彈出如圖1-34所示的對話框。選中LED.ASM文件留意選擇文

12、件類型，然后單擊“Add添加按鈕，即可添加LED.ASM到工程中。 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件圖1-34 選擇源程序文件子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件4輸入源程序:此時就可以輸入源程序了，如圖1-35所示。圖1-35 輸入源程序子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件5設(shè)置目的硬件的工具選項 程序編寫完成后，還要對工程進展進一步的設(shè)置，以滿足要求。 “Target選項卡 如圖1-36所示，其中“Xtal后面的 數(shù)值是晶振頻率值，默許值是所選目的CPU的最高可用頻率值，該值與最終產(chǎn)生的目的

13、代碼無關(guān)，僅用于軟件模擬調(diào)試時顯示程序執(zhí)行時間。 第2節(jié) 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 keil C51仿真軟件 圖1-36 “Target選項卡 第2節(jié) 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 keil C51仿真軟件 “Output選項卡 如圖1-37所示，其中有多個選項，此處選擇“Create HEX File復(fù)選框用于生成可執(zhí)行代碼文件，該文件可以用編程器寫入單片機芯片，文件的擴展名為.HEX，默許情況下該項未被選中，假設(shè)要寫芯片做硬件實驗，就必需選中該項。其他選項均取默許值，不做任何修正。 第2節(jié) 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 keil C51仿真軟件 圖1-37 “Output選

14、項卡 第2節(jié) 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 keil C51仿真軟件 “Debug選項卡 如圖1-38所示，該選項卡用于設(shè)置調(diào)試器，Keil提供了軟件仿真和硬件仿真兩種方式。假設(shè)沒有相應(yīng)的硬件調(diào)試器，應(yīng)選擇左邊的“Use Simulator單項選擇鈕，其他設(shè)置普通不用更改。 圖1-38 “Debug選項卡 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件6編譯工程并創(chuàng)建HEX文件 設(shè)置好工程參數(shù)后，即可進展編譯、銜接。選擇“Project工程“Build target銜接工程命令，對當(dāng)前工程進展銜接。假設(shè)當(dāng)前文件已修正，將先對該文件進展編譯，然后再銜接以產(chǎn)生目的代碼；假

15、設(shè)選擇“Rebuild All target files重新編譯一切文件后再銜接將會對當(dāng)前工程中的一切文件重新進展編譯然后再銜接，確保最終消費的目的代碼是最新的，而選擇“Translate編譯命令那么僅對當(dāng)前文件進展編譯，不進展銜接。子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件 以上操作也可以經(jīng)過工具欄中的圖標(biāo)直接進展。如圖1-39所示，從左到右的圖標(biāo)分別是：編譯、編譯銜接、全部重建、停頓編譯和對工程進展設(shè)置。圖1-39 工具欄中的編譯工具子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件 對源程序修正之后再次編譯，最終要得到如圖1-40所示的結(jié)果，提

16、示0個錯誤，0個警告，該文件即可被編程器讀入并寫到AT89C51芯片中。同時還可看到，該程序的內(nèi)部RAM的運用量data=8.0，外部RAM的運用量xdata=0，代碼量code=13等一些信息。 圖1-40 編譯勝利后的輸出信息子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件7程序調(diào)試 進入調(diào)試形狀后，“Debug菜單中原來不能運用的命令如今已可以運用了，窗口中還多出一個用于運轉(zhuǎn)和調(diào)試的工具欄，如圖1-41所示。“Debug菜單中的大部分命令可以在此找到對應(yīng)的快捷按鈕，從左到右的圖標(biāo)依次是復(fù)位、運轉(zhuǎn)、暫停、單步、過程單步、執(zhí)行完當(dāng)前子程序、運轉(zhuǎn)到當(dāng)前行、下一形狀、翻開跟蹤

17、、察看跟蹤、反匯編窗口、察看窗口、代碼作用范圍分析、1串行窗口、內(nèi)存窗口、性能分析和工具按鈕。 圖1-41 Debug工具欄子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件下面引見調(diào)試時的一些常用方法。1合理運用全速執(zhí)行和單步執(zhí)行 2合理運用斷點3合理利用察看窗口分析程序 存儲器窗口:存儲器窗口能顯示各種存儲區(qū)的內(nèi)容。子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)一 keil C51仿真軟件圖1-42 存儲器窗口一、義務(wù)目的 掌握Proteus在單片機仿真中的運用，為開發(fā)、調(diào)試單片機運用系統(tǒng)做預(yù)備。二、義務(wù)分析 Proteus由ISIS和ARES兩個軟件構(gòu)成，其中ISIS是電子系

18、統(tǒng)仿真平臺，ARES是布線編輯軟件。在不需求硬件設(shè)備投入的情況下，Proteus可以建立完好的模擬電子、數(shù)字電子及單片機運用的學(xué)習(xí)設(shè)計開發(fā)環(huán)境。這里主要引見Proteus ISIS在仿真單片機運用系統(tǒng)中的運用。子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus三、義務(wù)虛施1編輯單片機運用系統(tǒng)原理圖1創(chuàng)建新設(shè)計文件 啟動Proteus軟件，進入Proteus ISIS 編輯環(huán)境后，選擇“File“New Design命令，彈出如圖1-43所示的新設(shè)計模板選擇對話框。子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus圖1-43 新設(shè)計模板選擇子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計

19、常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus2保管新設(shè)計 選擇“File“Save Design命令，選擇適宜的文件夾和文件名例如LED，保管新設(shè)計。保管后，新設(shè)計文件名將顯示在Proteus窗口的標(biāo)題欄，如圖1-44所示。也可以先畫原理圖，然后再保管新設(shè)計文件。子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus圖1-44 創(chuàng)建設(shè)計文件LED子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus3提取元件 Proteus ISIS堤供了強大的搜索元件的功能。選擇“Library“Pick Device/Symbol命令，出現(xiàn)如圖1-45所示的搜索元件對話框。子情境二

20、單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus圖1-45 元件搜索對話框 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus 根據(jù)元件預(yù)覽區(qū)域的顯示，雙擊他所需求的元件，那么所選元件出如今原理圖編輯環(huán)境的元件列表區(qū)中，如圖1-46所示。用同樣的方法找出原理圖中需求的一切元件。圖1-46 提取元件 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus4放置元件 在元件列表中用鼠標(biāo)單擊選中原理圖中相關(guān)的元件后，在編輯區(qū)域單擊鼠標(biāo)左鍵放置元件。圖1-47 放置元件 第2節(jié) 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)三 仿真軟件Proteus5編輯元件 放置好元件后，用鼠標(biāo)

21、右鍵單擊選中元件，再單擊鼠標(biāo)左鍵出現(xiàn)元件編輯對話框,如圖1-48所示，可對元件的參考編號、電阻值等參數(shù)進展設(shè)置。圖1-48 編輯元件對話框 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus6連線、繪制原理圖圖1-49 LED原理圖子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus7電路仿真 Proteus可以對純硬件電路仿真運轉(zhuǎn)，以檢查硬件電路能否正確，此時無需加載軟件。只需在原理圖編輯完成以后，選擇“Debug“Execute命令即可進展電路仿真運轉(zhuǎn)。 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus圖1-50 硬件仿真子情境二 單片機開發(fā)

22、設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus2程序編制及加載1編寫程序并編譯 用義務(wù)一中所引見的偉福仿真器編輯源程序，并編譯生成兩個可執(zhí)行目的文件，分別為LED.BIN及LED.HEX。2加載程序 在原理圖中的單片機芯片上單擊鼠標(biāo)右鍵選中該芯片，再單擊鼠標(biāo)左鍵將出現(xiàn)編輯元件對話框 子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus圖1-51 加載程序子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus3系統(tǒng)軟、硬件仿真 將軟件加載到單片機芯片上以后，選擇“Debug“Execute命令對整個系統(tǒng)進展軟、硬件全面仿真運轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)光二極管滿足其導(dǎo)通條件時，將改動顏色指示其導(dǎo)通發(fā)光.子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus圖1-52 系統(tǒng)仿真子情境二 單片機開發(fā)設(shè)計常用工具軟件義務(wù)二 仿真軟件Proteus圖1-65 輸入/輸出電路子情境三單片機開發(fā)設(shè)計流程3軟件設(shè)計 根據(jù)輸入/輸出運用系統(tǒng)的要求，編制好如下源程序： ORG 0000HSTART：JB P3.0, z1 ；輸入為高電平那么轉(zhuǎn) Z2：MOV P1,#55H ；輸出55H信號，使二極管間隔點亮 SJMP START Z1：MOV P1,#00H ；輸出全0信號，使二極管全部點亮 SJMP START END子情境三單片機開發(fā)設(shè)計流程4仿真運轉(zhuǎn) 軟