《新編單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目教程》課件 項(xiàng)目二制作單片機(jī)輸出控制電路（電子版）

1、項(xiàng)目二項(xiàng)目二 制作單片機(jī)輸出控制作單片機(jī)輸出控制電路制電路 單片機(jī)輸出控制電路是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最基本、最簡(jiǎn)單的應(yīng)用，在幾乎所有的單片機(jī)系統(tǒng)中都要用到。 制作單片機(jī)輸出控制電路是學(xué)習(xí)單片機(jī)的重要一步，掌握其制作將對(duì)今后學(xué)習(xí)單片具有重要意義。任務(wù)一任務(wù)一 點(diǎn)亮點(diǎn)亮LED發(fā)光二極管發(fā)光二極管 單片機(jī)的I/O口作輸出口，接八個(gè)LED發(fā)光二極管，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮、閃爍和流水燈效果，并進(jìn)一步制作交通燈控制電路。基本知識(shí)基本知識(shí) 一、一、MCS-51單片機(jī)單片機(jī)I/O口簡(jiǎn)介口簡(jiǎn)介各I/O口結(jié)構(gòu)功能見(jiàn)表2-1所示。 MCS-51系列單片機(jī)有4個(gè)8位并行輸入/輸出接口：P0口、P1口、P2口和P3

2、口，共計(jì)32根輸入/輸出線，作為與外部電路聯(lián)絡(luò)的腳。這4個(gè)接口可以并行輸入或輸出8位數(shù)據(jù)，也可以按位使用，即每1位均能獨(dú)立作為輸入或輸出用。每個(gè)口都可作為通用I/O接口，但其功能又有所不同。表表2-1 各各I/O口結(jié)構(gòu)功能表（一）口結(jié)構(gòu)功能表（一）表表2-1 各各I/O口結(jié)構(gòu)功能表（二）口結(jié)構(gòu)功能表（二） 單片機(jī)中有多種開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入方式，其中，通過(guò)I/O引腳輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)是常用的一種方式。當(dāng)作為輸入口時(shí)，必須先把端口置“1”，此時(shí)鎖存器的為“0”，使輸出級(jí)的場(chǎng)效應(yīng)管V2處于截止?fàn)顟B(tài)，引腳處于懸浮狀態(tài)，可以作高阻輸入。否則，如果此前曾經(jīng)輸出鎖存過(guò)數(shù)據(jù)“0”，輸出級(jí)的場(chǎng)效應(yīng)管V2則處于導(dǎo)通狀態(tài)，引腳

3、相當(dāng)于接地，引腳上的電位就被鉗位在低電平上，使輸入高電平時(shí)而得不到高電平，讀入的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，還有可能燒壞端口。 如要把端口置“1”，可執(zhí)行如下指令：SETB P1.X ;置位P1.X（X代07）MOV P1,#0FFH ;將P1口全部置位一、一、MCS-51單片機(jī)單片機(jī)I/O口簡(jiǎn)介口簡(jiǎn)介二、二、LED接口電路接口電路 LED發(fā)光二極管是幾乎所有的單片機(jī)系統(tǒng)都要用到的，最常見(jiàn)的LED發(fā)光二極管主要有紅色、綠色、藍(lán)色等單色發(fā)光二極管，另外還有一種能發(fā)紅色和綠色光的雙色二極管，如圖2-1所示。圖圖2-1 單色和雙色單色和雙色LED發(fā)光二極管發(fā)光二極管LED驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED，可分為低電平點(diǎn)

4、亮和高電平點(diǎn)亮兩種。由于P1P3口內(nèi)部上拉電阻較大，約為2040k，屬于“弱上拉”，因此P1P3口引腳輸出高電平電流IO H很?。s為3060A）。而輸出低電平時(shí)，下拉MOS管導(dǎo)通，可吸收1.615mA的灌電流，負(fù)載能力較強(qiáng)。因此兩種驅(qū)動(dòng)LED的電路在結(jié)構(gòu)上有較大差別。在如圖2-2（a）所示的電路中，對(duì)VD1、VD2的低電平驅(qū)動(dòng)，是可以的，而對(duì)VD3、VD4的高電平驅(qū)動(dòng)是錯(cuò)誤的，因?yàn)閱纹瑱C(jī)提供不了點(diǎn)亮LED的輸出電流。正確的高電平驅(qū)動(dòng)電路如圖2-2（b）所示。圖圖2-2 LED驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路（a） （b）三、匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)及相三、匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)及相關(guān)指令關(guān)指令1. 匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)(1)

5、指令的基本格式MCS-51單片機(jī)指令主要由標(biāo)號(hào)、操作碼、操作數(shù)和注釋四個(gè)部分組成，其中方括號(hào)括起來(lái)的是可選部分，可有可無(wú)，視需要而定START: MOV A,#7FH ;將立即數(shù)送累加器A標(biāo)號(hào) 操作數(shù) 注釋1）標(biāo)號(hào)：標(biāo)號(hào)是指令的符號(hào)地址，有了標(biāo)號(hào)，程序中的其它語(yǔ)句就可以訪問(wèn)該語(yǔ)句。有關(guān)標(biāo)號(hào)的規(guī)定如下：標(biāo)號(hào)是由不超過(guò)8位的英文字母和數(shù)字組成，但頭一個(gè)字符必須是字母。不能使用系統(tǒng)中已規(guī)定的符號(hào)，如：MOV、DPTR等。標(biāo)號(hào)后面必須有跟英文半角冒號(hào)（:）。同一個(gè)標(biāo)號(hào)在一個(gè)程序中只能定義一次，不能重復(fù)定義。2）操作碼：指明語(yǔ)句執(zhí)行的操作內(nèi)容，是以助記符表示的。3）操作數(shù)：用于給指令的操作提供數(shù)據(jù)或地址

6、。在一條語(yǔ)句中，操作數(shù)可能有0個(gè)、1個(gè)、2個(gè)或者是3個(gè)，各操作數(shù)之間用英文半角逗號(hào)（,）隔開(kāi)。4）注釋：對(duì)語(yǔ)句的解釋說(shuō)明，提高程序的易讀性。注釋前必須加英文半角分號(hào)（;）。(2)匯編程序的基本結(jié)構(gòu)為了使程序結(jié)構(gòu)清晰明了，方便修改、維護(hù)，一般可按下面結(jié)構(gòu)書(shū)寫(xiě)程序。ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP START ;轉(zhuǎn)移到程序初始化部分STARTORG 0003H ;外部中斷0入口地址LJMP WAIBU0 ;轉(zhuǎn)移到外部中斷0的服務(wù)程序WAIBU0ORG 000BHRETISTART: MOV A,#7FH ;初始化程序部分MAIN: MOV P1,A ;主程序部分 LJMP MAIN ;循

7、環(huán)執(zhí)行主程序DELAY: MOV R0,#0FFH ;子程序RETWAIBU0：PUSH A ;中斷服務(wù)程序RETI1）復(fù)位入口地址 0000H稱為復(fù)位入口地址，因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)位后，單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始取指令執(zhí)行程序，但實(shí)際上三個(gè)單元并不能存下任何完整的程序，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)在復(fù)位入口地址存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令如LJMP START，以便轉(zhuǎn)移到指定的程序執(zhí)行(標(biāo)號(hào)為START處)。2）中斷入口地址 一般在入口地址存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令如LJMP WAIBU0，而將實(shí)際的中斷服務(wù)程序存放在后面的其它空間（標(biāo)號(hào)為WAIBU0處）。對(duì)于系統(tǒng)沒(méi)有使用的中斷源，可以不做任何處理，也可以放一條RETI指令，在

8、誤中斷時(shí)直接返回，以增強(qiáng)抗干擾能力。3）初始化程序 初始化程序主要對(duì)一些特定的存儲(chǔ)單元設(shè)置初始值或執(zhí)行特定的功能，如開(kāi)中斷、設(shè)置計(jì)數(shù)初值等。該部分程序只在系統(tǒng)復(fù)位后執(zhí)行一次，然后直接進(jìn)入主程序。所以初始化程序必須放在主程序之前4）主程序 主程序一般為死循環(huán)程序。CPU運(yùn)行程序的過(guò)程，實(shí)際就是反復(fù)執(zhí)行主程序的過(guò)程，因此實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)接收輸入和不停的將新的結(jié)果輸出的功能。5）子程序 在主程序中，如果要反復(fù)多次執(zhí)行某段完全相同的程序，為了簡(jiǎn)化程序，可以將該段重復(fù)的程序單獨(dú)書(shū)寫(xiě)，這就是子程序。在主程序需要的時(shí)候，只要調(diào)用子程序即可。子程序可以放在初始化和主程序構(gòu)成的程序段之外的任何位置，但習(xí)慣上放在主程序

9、之后的任何位置。子程序必須有子程序返回指令RET結(jié)束。6）中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序以叫中斷服務(wù)子程序，是指響應(yīng)“中斷”后執(zhí)行的相應(yīng)的處理程序。中斷服務(wù)程序類似于子程序，習(xí)慣上也是放在主程序之后的任何位置。關(guān)于中斷的內(nèi)容將在后面相關(guān)項(xiàng)目中詳細(xì)介紹。注意：在匯編程序中，數(shù)值既可以使用二進(jìn)制，也可以使用十進(jìn)制和十六進(jìn)制。后面跟“B”的表示二進(jìn)制數(shù)，后面跟“D”的表示十進(jìn)制數(shù)（對(duì)于十進(jìn)制數(shù)“D”可以省略），后面跟“H”的表示十六進(jìn)制數(shù)，在程序中一般使用十六進(jìn)制數(shù)。下面三條指令的結(jié)果是完全一樣的。MOV A,#01100100BMOV A,#100MOV A,#64H2. 相關(guān)指令 本項(xiàng)目相關(guān)指令主要有

10、：MOV、RR、RL、SETB、CLR、CPL、LJMP、DJNZ、LCALL、RET、ORG。(1)數(shù)據(jù)傳送指令：MOV 通用格式：MOV ,舉例：MOV A，#30H ;將立即數(shù)30H送入累加器A MOV P1,#0FH ;將立即數(shù)0FH送到P1口(2)移位指令：RR、RL 循環(huán)右移：RR A ;將A中的各位循環(huán)右移一位循環(huán)左移：RL A ;將A中的各位循環(huán)左移一位 循環(huán)移位指令示意圖如圖2-3所示。循環(huán)移位指令的操作數(shù)只能是累加器A。（a） 循環(huán)右移循環(huán)右移 （b） 循環(huán)左移循環(huán)左移圖圖2-3 循環(huán)移位指令示意圖循環(huán)移位指令示意圖(3)置位、清零取反指令 舉例：SETB C ;將進(jìn)位標(biāo)志

11、C置“1”SETB P1.0 ;將端口P1.0置“1”CLR C ;將進(jìn)位標(biāo)志C清“0”CLR P1.0 ;將端口P1.0清“0”CPL C ;位標(biāo)志C取反CPL P1.0 ;端口P1.0取反(4)無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令LJMP 通用格式：LJMP 舉例：LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)為MAIN處執(zhí)行 其它無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令請(qǐng)參看相關(guān)內(nèi)容。(5)減1非0條件轉(zhuǎn)移指令：DJNZ 通用格式：DJNZ ,舉例：DJNZ R0,LOOP ;先對(duì)R0中的數(shù)減1，若R00，轉(zhuǎn)移到LOOP處執(zhí)行;若R0=0，則順序執(zhí)行該指令常用來(lái)編寫(xiě)指定次數(shù)的循環(huán)程序。雖然單片機(jī)執(zhí)行一條指令的時(shí)間很短，僅為1m（具體時(shí)間和時(shí)鐘與具體

12、指令的指令周期有關(guān)）左右，但如果使單片機(jī)反復(fù)執(zhí)行指令幾百次、幾千次或幾萬(wàn)次，所需時(shí)間就比較明顯，因此我們常通過(guò)編寫(xiě)循環(huán)程序來(lái)達(dá)到延時(shí)的目的。軟件延時(shí)程序。 MOV R0,#0FFH ;延時(shí)程序LOOP2: DJNZ R0,LOOP2該程序循環(huán)次數(shù)為255次，如果延時(shí)時(shí)間不夠，可以編寫(xiě)如下循環(huán)嵌套程序，以增加循環(huán)次數(shù)，達(dá)到更長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)。MOV R0,#0FFH ;延時(shí)程序LOOP2: MOV R1,#0FFHLOOP1: DJNZ R1,LOOP1DJNZ R0,LOOP2(6)子程序調(diào)用和返回指令LCALL、RET 子程序調(diào)用：LCALL 舉例：LCALL DELAY子程序返回：RET技能實(shí)

13、訓(xùn)一技能實(shí)訓(xùn)一 制作廣告燈控制電路制作廣告燈控制電路一、硬件電路制作 1. 電路原理圖根據(jù)任務(wù)要求，廣告燈電路如圖2-4所示。P1口作輸出口，采用低電平驅(qū)動(dòng)方式。圖圖2-4 廣告燈電路廣告燈電路2. 元件清單3. 電路制作步驟對(duì)于簡(jiǎn)單電路，可以在萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行電路的插裝焊接。制作步驟如下：（1）按圖2-4所示電路原理圖在萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)板中繪制電路元器件排列布局圖；（2）按布局圖依次進(jìn)行元器件的排列、插裝；（3）按焊接工藝要求對(duì)元器件進(jìn)行焊接，背面用0.5mm1mm鍍錫裸銅線鏈接（可以使用雙鉸網(wǎng)線），直到所有的元器件鏈接并焊完為止。廣告燈電路裝接圖如圖2-5所示。注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)絕對(duì)不能直接焊接在電路板

14、上，應(yīng)先焊接一個(gè)40腳的IC插座，等將程序編寫(xiě)調(diào)試完成并燒寫(xiě)入單片機(jī)中后，再插入電路板。4. 電路的調(diào)試 通電之前先用萬(wàn)用表檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 給硬件系統(tǒng)加電，檢查所有插座或器件的電源端是否有符合要求的電壓值、接地端電壓是否0V。 在不插上單片機(jī)時(shí)，模擬單片機(jī)輸出低電平，檢查相應(yīng)的外部電路是否正常。 方法是：用一根導(dǎo)線將低電平（接地端）分別引到P1.0到P1.7相對(duì)應(yīng)的集成電路插座的管腳上，觀察相應(yīng)的發(fā)光二極管是否正常發(fā)光。二、程序編寫(xiě)1. 發(fā)光二極管的點(diǎn)亮欲點(diǎn)亮某只二極管，只需使與之相連的口線輸出低電平即可。如點(diǎn)亮從高位到低位的第1、3、5、7只二極管，實(shí)現(xiàn)的方法有字節(jié)

15、操作和位操作兩種。方法一（字節(jié)操作）：ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到主程序MAINMAIN: MOV P1,#55H ;將立即數(shù)55H（即二進(jìn)制數(shù)01010101B）送到P1口LJMP MAIN ;循環(huán)執(zhí)行主程序方法二（位操作）：ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到主程序MAINMAIN: MOV P1,#0FFH ;熄滅所有的燈（該句可省略，因復(fù)位后為0FFH）CLR P1.7 ;點(diǎn)亮第1位CLR P1.5 ;點(diǎn)亮第3位CLR P1.3 ;點(diǎn)亮第5位CLR P1.1 ;點(diǎn)亮第7位LJMP MAIN ;循環(huán)執(zhí)行主程序2. 發(fā)光二極管的閃

16、爍欲使某位二極管閃爍，可先點(diǎn)亮該位，再熄滅，然后循環(huán)。程序如下：ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到主程序MAINMAIN: CLR P1.7 ;點(diǎn)亮第1位SETB P1.7 ;熄滅第1位LJMP MAIN ;循環(huán)執(zhí)行主程序但實(shí)際運(yùn)行這個(gè)程序發(fā)現(xiàn)第1位一直在亮，原因是單片機(jī)執(zhí)行一條指令速度很快，大約1m（具體時(shí)間和時(shí)鐘與具體指令的指令周期有關(guān)）。也就是說(shuō)二極管確實(shí)在閃爍，只不過(guò)速度太快，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，主觀感覺(jué)一直在亮。解決的辦法是在點(diǎn)亮和熄滅后都要加入延時(shí)。實(shí)現(xiàn)的方法有字節(jié)操作和位操作兩種。發(fā)光二極管的閃爍方法一（字節(jié)操作）：ORG 0000H ;復(fù)位入口地址

17、LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到主程序MAINMAIN: MOV P1,#7FH ;點(diǎn)亮第1位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,#0FFH ;熄滅第1位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序LJMP MAIN ;循環(huán)執(zhí)行主程序DELAY: MOV R0,#0FFH ;延時(shí)子程序LOOP2: MOV R1,#0FFHLOOP1: DJNZ R1,LOOP1DJNZ R0,LOOP2RETv方法二（位操作）：ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到主程序MAINMAIN: CPL P1.7 ; P1.7取反LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序LJMP MAIN

18、 ;循環(huán)執(zhí)行主程序DELAY: MOV R0,#0FFH ;延時(shí)子程序LOOP2: MOV R1,#0FFHLOOP1: DJNZ R1,LOOP1DJNZ R0,LOOP2RET3. 流水燈效果實(shí)現(xiàn)該效果的方法是輪流點(diǎn)亮每個(gè)發(fā)光二極管，延時(shí)后熄滅。按字節(jié)操作的程序如下：ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到主程序MAINMAIN: MOV P1,#7FH ;點(diǎn)亮第1位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,#0BFH ;點(diǎn)亮第2位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,#0DFH ;點(diǎn)亮第3位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,

19、#0EFH ;點(diǎn)亮第4位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,#0F7H ;點(diǎn)亮第5位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,#0FBH ;點(diǎn)亮第6位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,#0FDH ;點(diǎn)亮第7位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序MOV P1,#0FEH ;點(diǎn)亮第8位LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序LJMP MAIN ;循環(huán)執(zhí)行主程序DELAY: MOV R0,#0FFH ;延時(shí)子程序LOOP2: MOV R1,#0FFHLOOP1: DJNZ R1,LOOP1DJNZ R0,LOOP2RET這個(gè)程序清晰易懂，但過(guò)于冗長(zhǎng)。下面我

20、們使用循環(huán)移位指令來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的效果，程序長(zhǎng)度可大縮短。流水燈效果ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP START ;轉(zhuǎn)移到程序初始化部分STARTSTART: MOV A,#7FH ;初始化A值，使最高位為“0”MAIN: MOV P1,A ;A值送P1口LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序RR A ;循環(huán)右移LJMP MAIN ;循環(huán)執(zhí)行主程序DELAY: MOV R0,#0FFH ;延時(shí)子程序LOOP2: MOV R1,#0FFHLOOP1: DJNZ R1,LOOP1DJNZ R0,LOOP2RET讀者可以將循環(huán)右移指令改為循環(huán)左移指令看其運(yùn)行效果。注意：要制作復(fù)雜的效果，可以使

21、用查表的方法實(shí)現(xiàn)，關(guān)于查表指令將在后面的相關(guān)項(xiàng)目中介紹。技能實(shí)訓(xùn)二技能實(shí)訓(xùn)二 程序的調(diào)試與燒寫(xiě)程序的調(diào)試與燒寫(xiě)一、程序的調(diào)試 任何程序很難做到一次書(shū)寫(xiě)成功，一般都需要反復(fù)的調(diào)試修改才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。程序調(diào)試的實(shí)現(xiàn)方法有多種，比如可以使用編程器把編譯后的程序燒寫(xiě)入單片機(jī)，然后插在目標(biāo)電路板上看其能否實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的功能，若不能，修改后重新燒寫(xiě)試機(jī)，直到調(diào)試完成；對(duì)于支持ISP在線下載的單片機(jī)，可以通過(guò)下載線實(shí)現(xiàn)程序的燒寫(xiě)進(jìn)行驗(yàn)證。在所有的方法中最為方便、直觀、高效的方法是使用仿真器進(jìn)行程序的調(diào)試。 下面一種Keil C仿真器為例介紹軟件調(diào)試的具體過(guò)程Keil C仿真器。程序調(diào)試的基本步驟(一）程序調(diào)

22、試的基本步驟（二）（二）程序調(diào)試的基本步驟（三）對(duì)于本項(xiàng)目的程序相對(duì)簡(jiǎn)單，排查語(yǔ)法錯(cuò)誤和功能錯(cuò)誤難度不是很大，但對(duì)于有些程序，任務(wù)較多，可以采用分模塊調(diào)試，如BCD碼轉(zhuǎn)換程序、數(shù)碼管顯示程序、中斷程序、子程序等。全部正常后，再一個(gè)模塊一個(gè)模塊的添加，最后達(dá)到所要求的功能。另外，在調(diào)試過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)錯(cuò)誤正確定位，可以采用單步與全速執(zhí)行相結(jié)合的方法。全速執(zhí)行配合設(shè)置斷點(diǎn)，可以確定錯(cuò)誤的大致范圍；單步執(zhí)行可以了解程序中每條指令的執(zhí)行情況，對(duì)照指令運(yùn)行結(jié)果可以知道該指令執(zhí)行的正確性。程序全部調(diào)試完成后，就可以進(jìn)行程序燒寫(xiě)了。二、程序燒寫(xiě) 程序燒寫(xiě)是指將編譯好（一般為HEX或BIN文件）的程序?qū)懭雴?/p>

23、片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。對(duì)于支持ISP在線下載的單片機(jī)既可以通過(guò)編程器完成燒寫(xiě)，也可以通過(guò)ISP下載線來(lái)完成。1. 編程器燒寫(xiě) 下面以Easy PRO 80B型號(hào)的編程器為例介紹程序燒寫(xiě)的過(guò)程。其過(guò)程如表2-4所示。表表2-4程序燒寫(xiě)的過(guò)程（一）程序燒寫(xiě)的過(guò)程（一）表表2-4 程序燒寫(xiě)的過(guò)程（二）程序燒寫(xiě)的過(guò)程（二）表表2-4 程序燒寫(xiě)的過(guò)程（三）程序燒寫(xiě)的過(guò)程（三）表表2-4 程序燒寫(xiě)的過(guò)程（四）程序燒寫(xiě)的過(guò)程（四）2. 下載線下載程序所謂下載線下載程序，是指通過(guò)下載線將計(jì)算機(jī)中編譯好的程序下載到單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。目前市場(chǎng)上流行的下載線有并行口下載線、串行口下載線和USB口下載線。無(wú)論采用哪

24、種下載線，都需要下載線和單片機(jī)目標(biāo)板進(jìn)行連接，這時(shí)可以在目標(biāo)板上焊接一個(gè)插座。ISP接口為ATMEL標(biāo)準(zhǔn)10針，其引線配置圖如圖2-7所示。注意：有些下載線的接線并非采用標(biāo)準(zhǔn)接線，這時(shí)需要調(diào)整引線。圖圖2-7 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)ISP口引線配置圖口引線配置圖注：注：SCK接接P1.7，MISO接接P1.6MOSI接接P1.5，RST接第接第9腳腳 (1)并口ISP下載線下載程序下面以下載軟件ISPlay以例說(shuō)明并口下載線下載程序的方法。連接好下載線和單片機(jī)目標(biāo)板，目標(biāo)板加上+5V電源。啟動(dòng)ISPlay軟件，如圖2-8 所示。首先選擇單片機(jī)型號(hào)或讓軟件自動(dòng)檢測(cè)單片機(jī)型號(hào)。點(diǎn)擊“文件”按鈕，打開(kāi)待下載的HE

25、X文件或BIN文件；點(diǎn)擊“擦除”按鈕，將單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中原有內(nèi)容擦除；點(diǎn)擊“寫(xiě)”按鈕，將打開(kāi)的文件下載到單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中。圖圖2-8 ISP界面界面(2)串口ISP下載線下載程序下面以下載軟件電子在線ISP編程器2.0為例說(shuō)明串口下載線下載程序的方法。連接好下載線和單片機(jī)目標(biāo)板，目標(biāo)板加上+5V電源。啟動(dòng)電子在線ISP編程器v2.0軟件，如圖2-9 所示。首先選擇端口，根據(jù)下載線實(shí)際連接的端口進(jìn)行設(shè)置。點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕，打開(kāi)待下載的HEX文件；點(diǎn)擊“鑒別”按鈕，檢查單片機(jī)型號(hào)；點(diǎn)擊“擦除”按鈕，將單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中原有內(nèi)容擦除；點(diǎn)擊“寫(xiě)入”按鈕，將打開(kāi)的文件下載到單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中。也可以

26、設(shè)置好自動(dòng)選項(xiàng)后，點(diǎn)擊“自動(dòng)”按鈕完成程序的擦除和寫(xiě)入。圖圖2-9 電子在線電子在線ISP編程器編程器v2.0界面界面(3)USB口ISP下載線下載程序下面以下載軟件Progisp軟件為例說(shuō)明USB口下載線下載程序的方法。連接好下載線和單片機(jī)目標(biāo)板，對(duì)于USB下載線，由于USB傳輸線同時(shí)帶有+5V電源，所以目標(biāo)板不需要外加電源。啟動(dòng)Progisp軟件，如圖2-10 所示。首先選擇編程器及接口，并選擇芯片。點(diǎn)擊“調(diào)入Flash”按鈕，打開(kāi)待下載的HEX文件或BIN文件；在“編程”選項(xiàng)下選擇所進(jìn)行的操作；點(diǎn)擊“自動(dòng)”按鈕，便可以完成芯片擦除和編程等操作。程序燒寫(xiě)完成后，觀察電路運(yùn)行情況。圖圖2-1

27、0 Progisp界面界面技能實(shí)訓(xùn)三技能實(shí)訓(xùn)三 制作交通燈控制電路制作交通燈控制電路實(shí)訓(xùn)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 交通燈控制電路的要求：假定A、B兩個(gè)交通干道交于一個(gè)十字路口，A為主干道，B為支干道，A、B干道各有一組紅、黃、綠三色指示燈，指揮行人和車輛的通行。系統(tǒng)要求，能夠上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，初始狀態(tài)4個(gè)路口都亮紅燈，2s后正常工作。 白天工作期間：東西方向?yàn)橹鞲傻?，南北方向?yàn)橹Ц傻?，共有四種狀態(tài)，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車。延時(shí)5s后東西路口的綠燈熄滅，黃燈閃爍，閃爍若干次后，東西路口的紅燈亮，同時(shí)南北路口的綠燈亮，南北方向通車，延時(shí)4s后南北路口的綠燈熄滅，黃燈閃爍，閃爍若干次

28、后，再切換到東西路口方向。循環(huán)重復(fù)上述過(guò)程，其狀態(tài)如表2-5所示。表表2-5 紅綠燈工作狀態(tài)及功能紅綠燈工作狀態(tài)及功能控制狀控制狀態(tài)態(tài)信號(hào)燈狀態(tài)信號(hào)燈狀態(tài)車道運(yùn)行狀態(tài)車道運(yùn)行狀態(tài)狀態(tài)1東西綠燈亮，南北紅燈亮，延時(shí)5s東西車道路通行，南北車道禁行狀態(tài)2東西黃燈閃5次，南北紅燈亮東西車道路緩行，南北車道禁行狀態(tài)3東西紅燈亮，南北綠燈亮，延時(shí)4s東西車道路禁行，南北車道通行狀態(tài)4東西紅燈亮，南北黃燈閃5次東西車道路禁行，南北車道緩行一、硬件電路制作 1. 電路原理圖交通燈控制電路的硬件電路如圖2-11所示。由于每個(gè)干道相對(duì)的兩組燈的亮滅關(guān)系完全一樣，屬于并聯(lián)關(guān)系，所以圖中只用兩組燈來(lái)表示每個(gè)干道的三

29、只紅、黃、綠燈。圖圖2-11 交通燈控制電路交通燈控制電路2. 元件清單 交通燈控制電路元件清單如表2-6所示。3電路制作 交通燈控制電路裝接圖如圖2-12所示圖圖2-12 交通燈控制電路裝接圖交通燈控制電路裝接圖4電路的調(diào)試 通電之前先用萬(wàn)用表檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。給硬件系統(tǒng)加電，不插入單片機(jī)，用一根導(dǎo)線，一端接地，另一端分別接觸IC插座的5、6、7、8腳，觀察四個(gè)二極管是否正常發(fā)光。1. 程序流程圖白天工作模式：主要是按照系統(tǒng)要求完成白天工作期間的交通燈執(zhí)行功能。流程圖如圖2-13所示。夜間工作模式：以P1.7口輸入的開(kāi)關(guān)狀態(tài)判斷是白天還是夜間，P1.7為高電平，系統(tǒng)工作

30、在白天模式；P1.7為低電平，系統(tǒng)工作在夜間模式。流程圖如圖2-14所示。二、程序編寫(xiě)2. 參考程序ORG 0000HMOV P2,#7EH ;四個(gè)路口紅燈亮MOV R5,#100LCALL DELAY ;延時(shí)2sDAY:MOV P1,#0FFH ;P1口作為輸入口LOOP1: JNB P1.7,NIGHTMOV P2,#7BH ;東西綠燈亮,南北紅燈亮MOV R5,#250 ;延時(shí)5sLCALL DELAYMOV R7,#05H ;置黃燈閃爍次數(shù)05HH1: MOV P2,#7DH ;東西黃燈閃,南北紅燈亮MOV R5,#10 ;延時(shí)LCALL DELAYMOV P2, #7FH ;南北紅燈

31、亮MOV R5, #10 ;延時(shí)LCALL DELAY DJNZ R7,H1 ;閃爍次數(shù)未到繼續(xù)H2: MOV P2,#0DEH ;東西紅燈亮,南北綠燈亮MOV R5, #200 ;延時(shí)4sLCALL DELAYMOV R7,#05H ;置黃燈閃爍次數(shù)05HH3: MOV P2,#0BEH ;東西紅燈亮,南北黃燈閃MOV R5,#10 ;延時(shí)LCALL DELAYMOV P2,#0FEH ;東西紅燈亮MOV R5, #10 ;延時(shí)LCALL DELAYDJNZ R7,H3 ;閃爍次數(shù)未到繼續(xù)LJMP LOOP1 ;循環(huán)NIGHT:LOOP2: JB P1.7,DAYMOV P2, #0BDH

32、;東西黃燈亮,南北黃燈亮MOV R5, #10 ;延時(shí)LCALL DELAYMOV P2,#0FFH ;東西黃燈滅,南北黃燈滅MOV R5,#10LCALL DELAYLJMP LOOP2;延遲時(shí)間R520msDELAY: MOV R4, #38H ;延時(shí)子程序D1: MOV R3, #0F9HDJNZ R3,$DJNZ R4,D1DJNZ R5,DELAYRETEND參考程序（續(xù)）任務(wù)二任務(wù)二 制作音頻控制電路和繼電器制作音頻控制電路和繼電器控制電路控制電路 單片機(jī)的I/O口作輸出口，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出不同頻率、不同長(zhǎng)短的音頻；單片機(jī)I/O口作輸出口，驅(qū)動(dòng)繼電器吸合和釋放?；局R(shí)基本知識(shí)一、片

33、內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片內(nèi)程序一、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片內(nèi)程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部RAM）和片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部ROM）是供用戶使用的重要單片機(jī)硬件資源。一、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器什么是存儲(chǔ)器呢？打個(gè)比方來(lái)說(shuō)：存儲(chǔ)器就象一棟樓，假如這棟樓共有128層，每層有8個(gè)房間，每個(gè)房間可以存放1位二進(jìn)制數(shù)。我們可以給每個(gè)樓層編號(hào)，0層、1層、127層，每層樓就相當(dāng)于一個(gè)存儲(chǔ)單元，樓層號(hào)就相當(dāng)于單元地址，用十六進(jìn)制表示就是00H、01H、7FH。每層樓的每個(gè)房間就相當(dāng)于一位。在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，有的單元只能8位同時(shí)存入或者8位同時(shí)取出，這種操作叫字節(jié)操作；有的單元既能字節(jié)操作，又能對(duì)該單元的每1位單獨(dú)操作，這種

34、操作叫位操作。要想進(jìn)行位操作，通常要給位分配一個(gè)地址，這個(gè)地址叫做位地址，就好象再給每層樓的每個(gè)房間再編個(gè)號(hào)，如0號(hào)、1號(hào)、7號(hào)，用十六進(jìn)制表示也是00H、01H、07H。雖然位地址和字節(jié)地址的表示方法相同，但由于對(duì)位操作的指令和對(duì)字節(jié)操作的指令不同，所以在程序中并不會(huì)造成混淆。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器即所謂的內(nèi)部RAM，主要用于數(shù)據(jù)緩沖和中間結(jié)果的暫存。其特點(diǎn)是掉電后數(shù)據(jù)即丟失。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有256個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，通常把這256個(gè)單元按其功能分為兩部分：低128單元（單元地址00H7FH）和高128單元（單元地址80HFFH）。其中低128單元是供用戶使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，按用途可把低12

35、8單元分為三個(gè)區(qū)域，如圖2-15所示圖圖2-15 內(nèi)部?jī)?nèi)部RAM低低128單元結(jié)構(gòu)圖單元結(jié)構(gòu)圖1. 寄存器區(qū) 地址為00H1FH的空間為寄存器區(qū)，共32個(gè)單元，分成4個(gè)組，每個(gè)組8個(gè)單元，符號(hào)為R0R7，通過(guò)RS1和RS0的狀態(tài)選定當(dāng)前寄存器組，如圖2-14中表格所示。任一時(shí)刻，CPU只能使用其中的一組寄存器。2. 位尋址區(qū) 地址為20H2FH的16個(gè)單元空間稱為位尋址區(qū)，這個(gè)區(qū)的單元既可以字節(jié)操作，也可以對(duì)每1位單獨(dú)操作（置“1”或清“0”），所以每一位都有自己的位地址。通常在使用中，“位”有兩種表示方式。一種是以位地址的形式，如圖2-14中表格所示，例如25H單元的第0位的位地址是28H；

36、另一種是以單元地址加位的形式表示，例如同樣的25H單元的第0位表示為25H.0。3. 用戶RAM區(qū) 地址為30H7FH的80個(gè)單元空間是供用戶使用的一般RAM區(qū)，對(duì)于該區(qū)，只能以單元的形式來(lái)使用（即字節(jié)操作）4. 特殊功能寄存器區(qū) 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高128單元的地址為80HFFH，在這128個(gè)單元中離散的分布著若干個(gè)特殊功能寄存器（簡(jiǎn)稱SFR），也就是說(shuō)其中有很多地址是無(wú)效地址，空間是無(wú)效空間。這些特殊功能寄存器在單片機(jī)中起到非常重要的作用。下面對(duì)一些常見(jiàn)的特殊功能寄存器做一簡(jiǎn)單介紹。其余的在相關(guān)項(xiàng)目應(yīng)用時(shí)介紹（1）累加器Acc 累加器Acc簡(jiǎn)稱A，是所有特殊功能寄存器中最重要、使用頻率最高、

37、最繁忙的寄存器，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)果最終都存在A中，許多功能也只有通過(guò)A才能實(shí)現(xiàn)。（2）B寄存器 B寄存器也是CPU內(nèi)特有的一個(gè)寄存器，主要用于乘法和除法運(yùn)算。也可以作為一般寄存器使用。（3）程序狀態(tài)字寄存器PSW 程序狀態(tài)字寄存器有時(shí)也稱為“標(biāo)志寄存器”，由一些標(biāo)志位組成，用于存放指令運(yùn)行的狀態(tài)。內(nèi)部8位的具體定義如表2-7所示表表2-7 MCS-51中中PSW寄存器各位功能寄存器各位功能B7B6B5B4B3B2B1B0CyACF0RS1RS0OV-P（3）程序狀態(tài)字寄存器PSWCy：進(jìn)位標(biāo)志。在進(jìn)行加法運(yùn)算且當(dāng)最高位（B7位）有進(jìn)位時(shí)，或執(zhí)行減法運(yùn)算且

38、最高位有借位時(shí)，Cy為1；反之為0。AC：輔助進(jìn)位標(biāo)志。在進(jìn)行加法運(yùn)算且當(dāng)B3位有進(jìn)位，或執(zhí)行減法運(yùn)算且B3位有借位時(shí)，AC為1；反之為0。RS1、RS0：工作寄存器組選擇位，前面已介紹過(guò)。F0：用戶標(biāo)志位，可通過(guò)位操作指令將該位置1或清0。PSW.1：保留位。OV：溢出標(biāo)志。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，帶符號(hào)數(shù)一律用補(bǔ)碼表示。在8位二進(jìn)制中，補(bǔ)碼所能表示的范圍是-128+127，而當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出這一范圍時(shí)，OV 標(biāo)志為1，即溢出；反之，為0。P：奇偶標(biāo)志。該標(biāo)志位始終體現(xiàn)累加器Acc中“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性。如果累加器Acc中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則P位置1；當(dāng)累加器A中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)（包括0個(gè)）時(shí)，P位為

39、“0”。 （4）數(shù)據(jù)指針DPTR 數(shù)據(jù)指針DPTR是單片機(jī)中唯一一個(gè)用戶可操作的16位寄存器，由DPH（數(shù)據(jù)指針高8位）和DPL（數(shù)據(jù)指針低8位）組成，既可以按16位寄存器使用，也可以將兩個(gè)8位寄存器分開(kāi)使用。（5）I/O端口寄存器 P0、P1、P2、P3口寄存器實(shí)際上就是P0口P3口對(duì)應(yīng)的I/O端口鎖存器， 用于鎖存通過(guò)端口輸出的數(shù)據(jù)。二、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器主要用來(lái)存放程序，但有時(shí)也會(huì)在其中存放數(shù)據(jù)表（如數(shù)碼管段碼表等）。89C51芯片內(nèi)有4K的程序存儲(chǔ)器單元，其地址為0000H0FFFH。在程序存儲(chǔ)器中地址為0000H002AH的43個(gè)單元在使用時(shí)是有特殊規(guī)定的。其中0000H000

40、2H三個(gè)單元是系統(tǒng)的啟動(dòng)單元，0000H稱為復(fù)位入口地址，因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)位后，單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始取指令執(zhí)行程序。但實(shí)際上三個(gè)單元并不能存下任何完整的程序，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)在復(fù)位入口地址存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便轉(zhuǎn)移到指定的程序執(zhí)行。地址為0003H002AH的40個(gè)單元被均勻地分為五段，每段8個(gè)單元，分別作為五個(gè)中斷源的中斷地址區(qū)。具體劃分如下：0003H000AH 外部中斷0中斷地址區(qū)，0003H為其入口地址000BH0012H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷地址區(qū)，000BH為其入口地址0013H001AH 外部中斷1中斷地址區(qū)，0013H為其入口地址001BH0022H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷地址區(qū)

41、，001BH為其入口地址0023H000AH 串行中斷地址區(qū)，0023H為其入口地址中斷響應(yīng)后，CPU能按中斷種類，自動(dòng)轉(zhuǎn)到各中斷區(qū)的入口地址去執(zhí)行程序。但實(shí)際上8個(gè)單元難以存下一個(gè)完整的中斷服務(wù)程序，我們可以在中斷區(qū)的入口地址存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，而將實(shí)際的中斷服務(wù)程序存放在后面的其它空間。在中斷響應(yīng)后，通過(guò)入口地址的這條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令再轉(zhuǎn)到實(shí)際的中斷服務(wù)程序執(zhí)行。二、音頻接口電路二、音頻接口電路在單片機(jī)系統(tǒng)中經(jīng)常使用蜂鳴器或揚(yáng)聲器作為聲音提示、報(bào)警及音樂(lè)輸出等。單片機(jī)音頻接口電路如圖2-16所示。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流驅(qū)動(dòng)，使用中只需加直流電壓（由單片機(jī)輸出高電平）

42、即可發(fā)出單一頻率的音頻。驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器則需要20Hz20KHz的音頻信號(hào)才能使其發(fā)出人耳聽(tīng)到的聲音。單片機(jī)的端口只能輸出數(shù)字量，單片機(jī)可以輸出由高電平和低電平組成的方波,方波經(jīng)放大濾波后，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。聲音的單調(diào)高低由端口輸出的方波的頻率決定。 （a） （b）圖圖2-16 音頻接口電路音頻接口電路 三、繼電器接口電路三、繼電器接口電路繼電器通常用于驅(qū)動(dòng)大功率電器并起到隔離作用，由于繼電器所需的驅(qū)動(dòng)電流較大，一般都要有三極管等電路的驅(qū)動(dòng)。如圖2-17（a）所示是高電平驅(qū)動(dòng)繼電器的電路。圖2-17（b）似乎是低電平驅(qū)動(dòng)繼電器，但仔細(xì)分析，該電路并不能正常工作，因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出的高電平也只有+5V，而繼

43、電器的工作電壓+12V使三極管的發(fā)射結(jié)處于正偏，繼電器并不能釋放，而且這個(gè)電壓加在單片機(jī)的輸入端還有可能損壞單片機(jī)。所以在使用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí)采用高電平驅(qū)動(dòng)方式更加安全可靠。（b）圖圖2-17 繼電器驅(qū)動(dòng)電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路（a）技能實(shí)訓(xùn)四技能實(shí)訓(xùn)四 制作音頻控制電路制作音頻控制電路一、硬件電路制作1. 電路原理圖圖圖2-18 音頻控制電路音頻控制電路2. 元件清單3. 電路制作音頻控制電路裝接圖如圖2-19所示。圖圖2-19 音頻控制電路裝接圖音頻控制電路裝接圖4. 電路的調(diào)試 通電之前先用萬(wàn)用表檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 給硬件系統(tǒng)加電，檢查所有插座或器件的電源端是否有符合要

44、求的電壓值、接地端電壓是否0V。不插入單片機(jī)，用一根導(dǎo)線，一端接+5V，另一端碰觸IC插座的1腳，聽(tīng)揚(yáng)聲器是否有咔咔聲。二、程序編寫(xiě)1. 單頻率聲音 ORG 0000H ;復(fù)位入口地址LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)移到主程序MAINMAIN: CPL P1.0 ;P1.0取反LCALL DELAY ;調(diào)延時(shí)子程序LJMP MAIN ;循環(huán)執(zhí)行主程序DELAY: MOV R0,#07H ;延時(shí)子程序LOOP2: MOV R1,#1FHLOOP1: DJNZ R1,LOOP1DJNZ R0,LOOP2RET請(qǐng)讀者修改延時(shí)時(shí)間，聽(tīng)音調(diào)的變化。2. 雙音報(bào)警聲本程序可模擬出非常急促的雙音報(bào)警聲。ORG 0000HLJMP MAINMAIN: MOV R0,#0FFHLOOP1: CPL P1.0LCALL DELAY1DJNZ R0,LOOP1MOV R0,#0FFHLOOP2: CPL P1.0LCALL DELAY2DJNZ r0,LOOP2LJMP MAINDELAY1: MOV R6,#07HD1: MOV R7,#20HDJNZ R7,$DJN