單片機(jī)最小系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)教案知識(shí)匯總

1、第1章單片機(jī)最小系統(tǒng)【本章內(nèi)容簡介】本章首先介紹有關(guān)單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)、單片機(jī)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢，以及單片機(jī)應(yīng)用的主流機(jī)型；其次介紹AT89C51單片機(jī)的引腳功能、時(shí)鐘電路與時(shí)序、復(fù)位電路，以及單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)；最后以模擬開關(guān)燈為例講述Proteus開發(fā)環(huán)境下單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，以使讀者對(duì)單片機(jī)有初步的了解，并能夠直觀地認(rèn)識(shí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程。1.1單片機(jī)概述單片機(jī)自問世以來，已廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)檢測與控制、智能儀器儀表、機(jī)電一體化設(shè)備、汽車電子、家用電器等各個(gè)方面。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產(chǎn)品中都會(huì)集成單片機(jī)。例如，手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器

2、、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電子產(chǎn)品中都含有單片機(jī)，汽車上一般配備40多片單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百片單片機(jī)在同時(shí)工作。單片機(jī)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PC機(jī)和其他計(jì)算機(jī)的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。1.1.1單片機(jī)簡介單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器（CPU）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、多種I/O口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、系統(tǒng)時(shí)鐘電路及系統(tǒng)總線等功能集成到一塊硅片上，構(gòu)成一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是一種典型的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1單片機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生于1946年，在其后漫長的歷史進(jìn)程中，計(jì)算機(jī)始終是“供養(yǎng)”

3、在特殊的機(jī)房中，實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算的大型昂貴設(shè)備。直到20世紀(jì)70年代微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)才出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)具有體積小、價(jià)格便宜、可靠性高等特點(diǎn)，微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使計(jì)算機(jī)進(jìn)入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展階段?；诟咚贁?shù)值計(jì)算能力的微型計(jì)算機(jī)所表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣，他們將微型計(jì)算機(jī)經(jīng)電氣加固、機(jī)械加固，并配置各種外圍接口電路，嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系的智能化控制。這樣一來，計(jì)算機(jī)便失去了原來的形態(tài)與通用的計(jì)算機(jī)功能。為了區(qū)別于原有的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，把嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化控制的計(jì)算機(jī)稱做嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的誕生，標(biāo)志著計(jì)

4、算機(jī)進(jìn)入了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支并行發(fā)展的時(shí)代。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計(jì)算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲(chǔ)容量的無限擴(kuò)大。而嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對(duì)象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。為了滿足廣大對(duì)象系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用要求，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)走上了一條與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完全不同的道路，即單芯片化道路，以一個(gè)芯片作為計(jì)算機(jī)載體，從而開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的單片機(jī)時(shí)代。嵌入式系統(tǒng)以器件形態(tài)迅速進(jìn)入傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域中，以電子技術(shù)應(yīng)用工程師為主體，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的智能化。它整合了原有的傳統(tǒng)電子系統(tǒng)領(lǐng)

5、域的廠家與專業(yè)人士，迅速地將傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)發(fā)展到智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)。單片機(jī)是典型的、獨(dú)立發(fā)展起來的嵌入式系統(tǒng)，由于單片機(jī)具有電子系統(tǒng)底層應(yīng)用特點(diǎn)，所以單片機(jī)應(yīng)用屬于嵌入式系統(tǒng)的低端應(yīng)用。2單片機(jī)的發(fā)展歷史及趨勢單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了單片微型計(jì)算機(jī)、微控制器、單片應(yīng)用系統(tǒng)3大階段。 （1）單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer，SCM），主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。單片機(jī)的發(fā)展歷史中有過兩種模式，即模式與創(chuàng)新模式。模式本質(zhì)上是通用計(jì)算機(jī)直接芯片化的模式，它將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本單元進(jìn)行裁剪后，集成在一個(gè)芯片上，構(gòu)成單片微型計(jì)算

6、機(jī)；創(chuàng)新模式則完全按嵌入式應(yīng)用要求全新設(shè)計(jì)，滿足嵌入式應(yīng)用要求的體系結(jié)構(gòu)、微處理器、指令系統(tǒng)、總線方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照創(chuàng)新模式發(fā)展起來的單片微型計(jì)算機(jī)。其中MCS-51是在MCS-48基礎(chǔ)上探索，發(fā)展成全面、完善的嵌入式系統(tǒng)。歷史證明，創(chuàng)新模式是嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的正確道路，MCS-51的體系結(jié)構(gòu)也因此成為單片嵌入式系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)體系。創(chuàng)新模式的成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的道路上，Intel公司功不可沒。 （2）微控制器（Micro Controller Unit，MCU），主要的技術(shù)發(fā)展方向是不斷

7、擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)PHILIPS公司。PHILIPS公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。（3）單片應(yīng)用系統(tǒng)，即片上系統(tǒng)（System on Chip，SOC），單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決，因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SOC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SOC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的

8、發(fā)展。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不只是在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。SOC技術(shù)使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更高層次上的集成，使單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)從選擇廠家提供的定制產(chǎn)品時(shí)代進(jìn)入用戶自行開發(fā)設(shè)計(jì)器件的時(shí)代。這標(biāo)志著單片機(jī)應(yīng)用的歷史性變化，一個(gè)全新的單片機(jī)應(yīng)用時(shí)代已經(jīng)到來。3單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)已經(jīng)滲透到生活中的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到?jīng)]有單片機(jī)蹤跡的領(lǐng)域。單片機(jī)之所以應(yīng)用如此廣泛，主要因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）性價(jià)比高。目前國內(nèi)市場上，有些單片機(jī)的芯片價(jià)格便宜

9、，在單片機(jī)基礎(chǔ)上，加入外圍元件，就能構(gòu)成一臺(tái)功能豐富的智能化控制裝置。（2）集成度高，體積小，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。單片機(jī)把各個(gè)功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少各個(gè)芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。同時(shí)，單片機(jī)采取電磁屏蔽或密封措施，適合于在惡劣環(huán)境下工作。（3）低功耗，低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。（4）簡單方便，易于普及?？筛鶕?jù)需要，擴(kuò)展并行或串行，構(gòu)成各種不同應(yīng)用規(guī)模的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（5）指令豐富。單片機(jī)的指令豐富，能充分滿足工業(yè)控制的各種要求。由于具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質(zhì)，單片機(jī)廣泛應(yīng)用于智能儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)

10、備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。例如，導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，汽車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等。1.1.2常用單片機(jī)介紹20世紀(jì)80年代以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，世界上一些著名廠商投放市場的產(chǎn)品就有數(shù)百個(gè)機(jī)型。由于應(yīng)用中的單片機(jī)品種繁多，下面選擇幾種主流的單片機(jī)進(jìn)行介紹。151單片機(jī)MCS-51系列單片機(jī)是Intel公司在MCS-48系列的基礎(chǔ)上于20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的，是最早進(jìn)入我國并在我國應(yīng)用最為廣泛的單片機(jī)機(jī)型之一，也是單片機(jī)應(yīng)用的主流品種。其代表性產(chǎn)

11、品為8051，其他單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增減。后來，Intel公司把精力集中在高檔CPU芯片的研發(fā)上，逐漸淡出單片機(jī)芯片的開發(fā)和生產(chǎn)，隨后將8051內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出讓等方式轉(zhuǎn)給世界許多著名IC制造廠商，如PHILIPS、NEC、Atmel、AMD、Dallas、SIEMENS、Fujitsu、OKI、華邦、LG等。在保持與8051單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上，這些公司融入了自身的優(yōu)勢，擴(kuò)展了針對(duì)滿足不同測控對(duì)象要求的外圍電路，開發(fā)出上百種功能各異的新品種，人們習(xí)慣把這些具有8051內(nèi)核、使用8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)稱為51單片機(jī)。在眾多51單片機(jī)中，Atmel公司推出的AT89系

12、列單片機(jī)，尤其是該系列中的AT89C5x/ AT89S5x單片機(jī)在我國目前的8位單片機(jī)市場中占有較大的份額。AT89C51單片機(jī)把作為控制應(yīng)用所必需的基本外圍部件都集成在一個(gè)集成電路芯片上，其主要特點(diǎn)如下。（1）8位微處理器（CPU）。AT89C51中有1個(gè)8位的CPU，包括運(yùn)算器和控制器兩大部分，同時(shí)具有面向控制的位處理功能。（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。AT89C51片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128B（增強(qiáng)型為256B），用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果、暫存數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)緩沖。片外最多還可擴(kuò)展64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。（3）程序存儲(chǔ)器（ROM）。AT89C51片內(nèi)集成了4KB的Flash存儲(chǔ)器（增強(qiáng)型為8KB），用來存

13、儲(chǔ)程序。片外最多還可擴(kuò)展64KB程序存儲(chǔ)器。（4）中斷系統(tǒng)。AT89C51具有5個(gè)中斷源，2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。（5）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。AT89C51片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（增強(qiáng)型為3個(gè)），具有4種工作方式。（6）串行口。AT89C51有1個(gè)全雙工的異步串行口，具有4種工作方式，可以進(jìn)行串行通信，擴(kuò)展并行I/O口，還可以與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)串行通信系統(tǒng)。（7）4個(gè)8位并行I/O口。即P0P3口，它們均為雙向口，既可作為輸入，又可作為輸出，每個(gè)口各有8條I/O線。（8）特殊功能寄存器（SFR）。AT89C51片內(nèi)共有21個(gè)特殊功能寄存器（增強(qiáng)型為26個(gè)，增加的5個(gè)單元均與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2相

14、關(guān)），用于CPU對(duì)片內(nèi)各功能部件進(jìn)行管理、控制和監(jiān)視。特殊功能寄存器實(shí)際上是片內(nèi)各個(gè)外圍部件的控制寄存器和狀態(tài)寄存器。AT89S51單片機(jī)完全兼容AT89C51單片機(jī)，使用AT89C51單片機(jī)的系統(tǒng)，在保留原來軟硬件的條件下，完全可以用AT89S51直接代替。盡管AT89系列單片機(jī)有多種機(jī)型，但掌握好基本機(jī)型AT89C51單片機(jī)是十分重要的，因?yàn)樗蔷哂?051內(nèi)核的各種型號(hào)單片機(jī)的基礎(chǔ)，最具典型性和代表性，同時(shí)也是各種增強(qiáng)型、擴(kuò)展型等衍生品種的基礎(chǔ)。2PIC系列單片機(jī)PIC系列單片機(jī)是美國MICROCHIP公司的產(chǎn)品，其CPU采用精簡指令集（RISC），提高了指令執(zhí)行效率；采用數(shù)據(jù)總線和指令

15、總線分離的哈佛（Harvard）雙總線結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)有：運(yùn)行速度快、工作電壓低、功耗低、輸入/輸出直接驅(qū)動(dòng)能力較大、價(jià)格低、一次性編程、體積小。PIC單片機(jī)最大的特點(diǎn)不是單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性價(jià)比，靠發(fā)展多種型號(hào)來滿足不同層次的應(yīng)用要求、適用于用量大、檔次低、價(jià)格敏感的產(chǎn)品，在辦公自動(dòng)化設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品、電訊通信、智能儀器儀表、汽車電子、金融電子、工業(yè)控制等不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。PIC系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場份額排名中逐年提高，主要產(chǎn)品是PIC 16C系列和17C系列8位單片機(jī)。3AVR系列單片機(jī)AVR系列單片機(jī)是Atmel公司在20世紀(jì)90年代利用Flash新技術(shù)推

16、出的精簡指令集的高速8位單片機(jī)。與PIC類似，使用哈佛雙總線結(jié)構(gòu)，是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī)。AVR單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通信設(shè)備、家用電器、宇航設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。4嵌入式微處理器嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的CPU演變而來的，其特點(diǎn)是具有32位以上的處理器，具有較高的性能，當(dāng)然價(jià)格也相應(yīng)較高。與通用計(jì)算機(jī)的CPU不同的是，在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，這樣就以最低的功耗和資源實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。嵌入式微處理器中

17、比較有代表性的產(chǎn)品為ARM系列，主要有5個(gè)產(chǎn)品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。1.2AT89C51單片機(jī)的引腳功能AT89C51單片機(jī)有3種封裝形式：雙列直插式封裝（Dual in-line Package，DIP）、塑封方型扁平式封裝（Plastic Quad Flat Package，PQFP）和塑封有引線芯片載體封裝（Plastic Leaded Chip Carrier，PLCC），DIP封裝與MCS-51系列單片機(jī)的引腳完全兼容，可互換使用。目前，AT89C51單片機(jī)大多采用40只引腳的雙列直插式封裝（DIP40）形式，這里僅介紹常用的總線型DI

18、P40封裝。AT89C51單片機(jī)實(shí)物如圖1.1（a）所示，引腳封裝如圖1.1（b）所示。（a）AT89C51實(shí)物圖（b）AT89C51引腳封裝圖1.1AT89C51單片機(jī)實(shí)物圖及引腳封裝1.2.1電源及時(shí)鐘引腳1主電源引腳電源引腳接入單片機(jī)的工作電源，主電源引腳為VCC和VSS。（1）VCC（40腳）：接+5V電源正端。（2）VSS（20腳）：接+5V電源地端。2時(shí)鐘引腳AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。兩時(shí)鐘引腳XTAL1和XTAL2在兩種電路下的作用分別如下。（1）XTAL1（19腳）：使用內(nèi)部振蕩方式時(shí)，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容，是

19、片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端；使用外部振蕩方式時(shí)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。（2）XTAL2（18腳）：使用內(nèi)部振蕩方式時(shí)，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容，是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端；使用外部振蕩方式時(shí)，該引腳懸空。1.2.2控制引腳控制引腳提供控制信號(hào)，有的引腳還具有復(fù)用功能。（1）RST（9腳）：RST即為RESET。該引腳為單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，該引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)位。在單片機(jī)正常工作時(shí)，該引腳應(yīng)為

20、小于等于0.5V的低電平。（2）/VPP（31腳）：為片外程序存儲(chǔ)器選用端，低電平有效。當(dāng)該引腳接低電平時(shí)，單片機(jī)只選用片外程序存儲(chǔ)器，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器不起作用；當(dāng)該引腳接高電平時(shí)，單片機(jī)上電或復(fù)位后選用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，超出片內(nèi)程序存儲(chǔ)器范圍時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向訪問外部程序存儲(chǔ)器。VPP為該引腳的第二功能，在對(duì)單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器固化編程時(shí)提供輸入電壓。對(duì)于AT89C51單片機(jī)，編程電壓為+5V或+12V。（3）（29腳）：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，該信號(hào)每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。該引腳接外部程序存儲(chǔ)器的輸出允許端

21、（）。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，信號(hào)無效。沒有擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)懸空即可。（4）ALE/（30腳）：地址鎖存有效信號(hào)輸出端。ALE在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)輸出兩個(gè)脈沖。在訪問片外程序存儲(chǔ)器期間，下降沿用于控制鎖存P0輸出的低8位地址；在不訪問片外程序存儲(chǔ)器期間，可作為對(duì)外輸出的時(shí)鐘脈沖或用于定時(shí)目的。但要注意，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，ALE脈沖會(huì)跳空一個(gè)，此時(shí)不宜作為時(shí)鐘輸出，因此嚴(yán)格來說，ALE不宜作為精確的時(shí)鐘源或定時(shí)信號(hào)。為該引腳的第二功能，在對(duì)單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器固化編程時(shí)，該引腳作為編程脈沖輸入端。綜上所述，、ALE只有擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)才會(huì)用到，VPP、只在對(duì)單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器固化編程時(shí)使

22、用。值得注意的是，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)主要是面向控制，對(duì)于AT89C51單片機(jī)來講，片內(nèi)4KB Flash程序存儲(chǔ)器往往可以滿足程序需要，不需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器。對(duì)于功能比較復(fù)雜的控制應(yīng)用，可以考慮選擇高端單片機(jī)或嵌入式處理器來實(shí)現(xiàn)。所以平常使用時(shí)只需將接高電平（不能懸空），、ALE懸空即可。1.2.3輸入/輸出引腳AT89C51單片機(jī)有4個(gè)8位并行I/O口：P0、P1、P2和P3。數(shù)據(jù)在每個(gè)I/O口可以以字節(jié)形式進(jìn)行輸入/輸出，各條I/O線也可以單獨(dú)用作輸入/輸出線。4個(gè)I/O口有雙向和準(zhǔn)雙向之分。雙向I/O口也稱雙向三態(tài)I/O口，可以形成高電平、低電平和高阻浮動(dòng)三態(tài)輸出，輸入前，端口線處于高阻狀態(tài)

23、，無需先寫入1后再作讀操作。準(zhǔn)雙向I/O口沒有高阻的浮動(dòng)狀態(tài)，在引腳執(zhí)行讀入操作之前，必須先對(duì)該端口寫入1。在2.5節(jié)對(duì)AT89C51原理及編程進(jìn)行詳細(xì)介紹，此處只做簡要說明。（1）P0口（3932腳）：P0.0P0.7統(tǒng)稱為P0口，為8位雙向三態(tài)I/O口。當(dāng)AT89C51單片機(jī)沒有擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及I/O接口芯片時(shí)，P0口可作為準(zhǔn)雙向通用I/O口使用，此時(shí)需加上拉電阻，P0口可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。在擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口芯片時(shí)，P0口作為地址總線（低8位）和雙向數(shù)據(jù)總線的分時(shí)復(fù)用端口。P0口是AT89C51單片機(jī)使用最廣泛的I/O口。（2）P1口（18腳）：P1.0P1.7統(tǒng)稱

24、為P1口，為8位準(zhǔn)雙向靜態(tài)I/O口，是通用I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻。P1口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口是AT89C51單片機(jī)中唯一的單功能I/O口，沒有特定的專用功能，輸出信號(hào)鎖存在引腳上，所以P1口又稱為通用靜態(tài)口。（3）P2口（2128腳）：P2.0P2.7統(tǒng)稱為P2口，為8位準(zhǔn)雙向動(dòng)態(tài)I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻。P2口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P2口一般可作為準(zhǔn)雙向I/O口使用，但是不能輸出靜態(tài)數(shù)據(jù)。當(dāng)AT89C51單片機(jī)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及I/O接口芯片，且尋址范圍超過256字節(jié)時(shí)，P2口用作高8位地址總線，所以P2口也稱為動(dòng)態(tài)地址端口。（4）P3口（1017腳）：P3.0P

25、3.7統(tǒng)稱為P3口。為8位準(zhǔn)雙向靜態(tài)I/O口，是雙功能I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻。P1口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口可作為通用準(zhǔn)雙向靜態(tài)I/O口使用，應(yīng)用中，如不設(shè)定P3口各位的第二功能，則P3口自動(dòng)處于第一功能狀態(tài)，功能與P1口功能相同，也是靜態(tài)準(zhǔn)雙向I/O口。除作為準(zhǔn)雙向I/O口使用外，還可以將P3口的每一位用于第二功能，P3口的第二功能表如表1.1所示。對(duì)于P3口的第二功能的應(yīng)用在本書后續(xù)章節(jié)還要詳細(xì)講解，在這里只做簡要說明。P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入/輸出或第二功能，在很多時(shí)候可以根據(jù)應(yīng)用的需要，把幾條端口線設(shè)置為第二功能，而另外幾條端口線處于第一功能運(yùn)行狀

26、態(tài)，此時(shí)不宜對(duì)P3口進(jìn)行字節(jié)操作，需采用位操作的形式。由于輸出信號(hào)鎖存在引腳上并且有雙重功能，P3口也稱為靜態(tài)雙功能口。表1.1P3口第二功能表引腳第 二 功 能P3.0RXD串行口輸入口P3.1TXD串行口輸出口P3.2外部中斷0請(qǐng)求輸入口，低電平有效P3.3外部中斷1請(qǐng)求輸入口，低電平有效P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入口P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入口P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出口，低電平有效P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出口，低電平有效綜上所述，AT89C51單片機(jī)功能多、引腳數(shù)少，因而許多引腳都具有第二功能，所以在學(xué)習(xí)過程中可以先掌握各個(gè)引腳的基本功能，

27、再結(jié)合本書后續(xù)相應(yīng)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)一步理解和掌握第二功能。1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱為單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指在盡可能少的外部電路的條件下，形成一個(gè)可以獨(dú)立工作的單片機(jī)系統(tǒng)。對(duì)于51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般包括主控芯片（單片機(jī)）、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、按鍵輸入、輸出顯示等。單片機(jī)最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1.2所示。圖1.2單片機(jī)最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1.3.1時(shí)鐘電路與時(shí)序時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所必需的時(shí)鐘控制信號(hào)。單片機(jī)的時(shí)鐘控制信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，單片機(jī)嚴(yán)格按一定的節(jié)拍進(jìn)行工作（按一定的時(shí)序執(zhí)行指令）。1時(shí)鐘電路時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度

28、，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。（1）內(nèi)部時(shí)鐘方式。AT89S51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，其頻率范圍為1.212MHz，XTAL1和XTAL2分別為放大器的輸入端和輸出端，這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器（簡稱晶振）或陶瓷諧振器和微調(diào)電容，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部時(shí)鐘方式的外部電路如圖1.3所示。其中，電容C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振和微調(diào)的作用，電容值一般在530pF，振蕩器的振蕩頻率主要取決于晶振，晶振頻率的典型值為12MHz，采用6MH

29、z的情況也比較多。設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振、電容應(yīng)盡可能地靠近單片機(jī)，以減少分布電容的影響，從而保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。內(nèi)部時(shí)鐘方式所得到的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際應(yīng)用中使用較多。（2）外部時(shí)鐘方式。外部時(shí)鐘方式是把外部時(shí)鐘源產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)部，將其信號(hào)接單片機(jī)XTAL1腳，XTAL2腳懸空，使單片機(jī)的時(shí)鐘和外部信號(hào)保持同步，常用于多片AT89C51單片機(jī)同時(shí)工作。外部時(shí)鐘方式的外部電路如圖1.4所示。為了提高輸入電路的驅(qū)動(dòng)能力，通常使外部信號(hào)經(jīng)過一個(gè)帶有上拉電阻的TTL反相器后接入XTAL1腳。圖1.3內(nèi)部時(shí)鐘方式的外部電路圖1.4外部時(shí)鐘方式的外部電路2時(shí)序單片機(jī)的工作過程是：取一條

30、指令、譯碼、進(jìn)行微操作，再取一條指令、譯碼、進(jìn)行微操作，這樣自動(dòng)地、一步一步地由微操作依序完成相應(yīng)指令規(guī)定的功能。各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序稱做時(shí)序。時(shí)序是用定時(shí)單位來說明的。AT89C51單片機(jī)的時(shí)序定時(shí)單位共有4個(gè)，從小到大依次是節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期，如圖1.5所示，下面分別加以說明。（1）節(jié)拍與狀態(tài)。單片機(jī)以晶體振蕩器的振蕩周期（或外部引入的時(shí)鐘周期）為最小的時(shí)序單位，定義為節(jié)拍（用P表示）。振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的周期，定義為狀態(tài)（用S表示），也稱為時(shí)鐘周期。這樣，一個(gè)狀態(tài)就包含兩個(gè)節(jié)拍，且前半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍稱為節(jié)拍1（P1）

31、，后半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍稱為節(jié)拍2（P2）。若單片機(jī)的外接晶振頻率為12MHz，則：時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過分頻器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。要特別注意時(shí)鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系，否則會(huì)造成概念上的錯(cuò)誤。圖1.5AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)（2）機(jī)器周期。AT89C51單片機(jī)采用定時(shí)控制方式，因此有固定的機(jī)器周期。規(guī)定一個(gè)機(jī)器周期的寬度為6個(gè)狀態(tài)，并依次表示為S1S6。由于一個(gè)狀態(tài)又包括兩個(gè)節(jié)拍，因此，一個(gè)機(jī)器周期總共有12個(gè)節(jié)拍，分別記作S1P1、S1P2S6P2。由于一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩脈沖周期，因此振蕩脈沖十二分頻后形成機(jī)器周期。若單片機(jī)的外接晶振頻率為12

32、MHz，則機(jī)器周期為：（3）指令周期。指令周期是最大的時(shí)序定時(shí)單位，是指執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成。不同的指令所需要的機(jī)器周期數(shù)也不相同。AT89C51單片機(jī)的指令按執(zhí)行時(shí)間可以分為3類：單周期指令、雙周期指令和四周期指令，四周期指令只有乘法和除法指令，其余均為單周期和雙周期指令。若單片機(jī)的外接晶振頻率為12MHz時(shí)機(jī)器周期為，則指令周期為14個(gè)機(jī)器周期，即為。1.3.2復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使單片機(jī)和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。單片機(jī)的工作就是從復(fù)位開始的，例如復(fù)位后PC=0000H，單片機(jī)從程序存儲(chǔ)器的第一個(gè)單元取指令。除單片機(jī)

33、的正常初始化外，當(dāng)程序出錯(cuò)（如程序“跑飛”）或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于“死鎖”狀態(tài)時(shí)，也需要復(fù)位，使單片機(jī)擺脫“跑飛”或“死鎖”狀態(tài)而重新啟動(dòng)程序。1復(fù)位的條件利用外部硬件電路在單片機(jī)的復(fù)位引腳（RST，9腳）加上一個(gè)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)振蕩周期）以上的高電平，單片機(jī)即進(jìn)入復(fù)位工作方式。例如，若時(shí)鐘頻率為12MHz，每機(jī)器周期為1s，則只需2s以上時(shí)間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。需要注意的是，在單片機(jī)剛開始接上電源（上電）時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，RST引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)位。2復(fù)位電路實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是

34、上電復(fù)位，另一種是按鍵與上電均有效的復(fù)位，如圖1.6所示。（a）上電復(fù)位電路（b）按鍵與上電復(fù)位電路圖1.6單片機(jī)復(fù)位電路（1）上電復(fù)位：要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常見的上電復(fù)位電路如圖1.6（a）所示，該電路是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)的。在上電瞬間，RST引腳的電位與VCC相同，隨著電容C的充電，充電電流的減少，RST引腳的電位逐漸下降。只要保證RST引腳為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為12MHz時(shí)，C為，R為；晶振為6MHz時(shí)，C為，R為。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST引腳內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，可將電阻R去掉，而將電容

35、C選為。（2）按鍵與上電復(fù)位：除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。常見的按鍵與上電復(fù)位電路如圖1.6（b）所示，該電路除具有上電復(fù)位功能外，在單片機(jī)運(yùn)行期間，若要復(fù)位，只需按下按鍵S，此時(shí)+5V電源經(jīng)電阻Rs、Rk分壓，在RST引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平，從而使單片機(jī)完成復(fù)位操作，其中Rs典型值為。單片機(jī)復(fù)位期間不產(chǎn)生ALE和信號(hào)，即ALE=1，=1。這表明單片機(jī)復(fù)位期間不會(huì)有任何取指令操作。3單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)。初始化后，內(nèi)部各專用寄存器的狀態(tài)如表1.2所示。（1）復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器PC值為0000H，表明復(fù)位后程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。（2）單

36、片機(jī)啟動(dòng)后，片內(nèi)RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中復(fù)位操作不修改片內(nèi)RAM的內(nèi)容。（3）P0P3口值為FFH。P0P3口用作輸入口時(shí)，必須先寫入1。單片機(jī)在復(fù)位后，已使P0P3口每一端線為1，此時(shí)不但可用于輸出，也可以用于輸入。表內(nèi)其他特殊功能寄存器會(huì)在后續(xù)章節(jié)逐步進(jìn)行講解。表1.2單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)PC0000HTMOD00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HIP0 0000BSBUF未定IE00 0000BSCON00HP0P3FFHPCON(HMOS)0BTCON00HPCON(CHMOS)00000B1.3.3單片

37、機(jī)最小系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)使用AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)，一般需要滿足如下基本要求。（1）電源電路：一般采用7805三端穩(wěn)壓集成電路，為單片機(jī)提供+5V的穩(wěn)壓電源。（2）時(shí)鐘電路：一般采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。（3）復(fù)位電路：具有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位功能，一般采用按鍵與上電復(fù)位電路。（4）使用單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，/VPP（31腳）接高電平：對(duì)于AT89C51單片機(jī)來講，片內(nèi)4KB Flash程序存儲(chǔ)器往往可以滿足程序需要，不需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，所以只需將接高電平（不能懸空）。（5）具有基本的人機(jī)交互接口：按鍵輸入、LED顯示功能等。（6）具有一定的可擴(kuò)展性，單片機(jī)I/O口可方便地與其他電路板

38、連接。如圖1.7所示的電路就是一個(gè)典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)，包括主控芯片（AT89C51單片機(jī)）、7805穩(wěn)壓電源電路、采用內(nèi)部時(shí)鐘方式的外接晶振電路、按鍵與上電復(fù)位電路、使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（/VPP（31腳）接高電平）和LED顯示電路。圖1.7典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路1.4讓單片機(jī)動(dòng)起來模擬開關(guān)燈通過前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們對(duì)單片機(jī)有了初步的認(rèn)識(shí)，下面設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)模擬開關(guān)燈。通過該實(shí)例，可從宏觀上更直觀地認(rèn)識(shí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。1.4.1模擬開關(guān)燈設(shè)計(jì)要求利用AT89C51單片機(jī)、1個(gè)開關(guān)和1個(gè)發(fā)光二極管，構(gòu)成一個(gè)開關(guān)燈系統(tǒng)。在單片機(jī)P1.0口接一個(gè)發(fā)光二極管（低電平有效），在P3.0口

39、接一個(gè)單刀開關(guān)（低電平有效）。要求實(shí)現(xiàn)開關(guān)閉合時(shí)，發(fā)光二極管亮，開關(guān)斷開時(shí)，發(fā)光二極管滅。開關(guān)與發(fā)光二極管沒有任何電氣上的聯(lián)系。為了縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，這里采用Proteus仿真軟件進(jìn)行虛擬仿真。在Proteus ISIS開發(fā)環(huán)境下，單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真一般分為3個(gè)步驟。（1）Proteus ISIS平臺(tái)下的電路設(shè)計(jì)。在Proteus ISIS平臺(tái)下進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計(jì)，主要包括選擇元器件、連接插件、連接電路和檢查電氣屬性等。（2）Keil Vision軟件平臺(tái)下的源程序設(shè)計(jì)和生成目標(biāo)代碼文件。在Keil Vision軟件平臺(tái)上進(jìn)行源程序的輸入、編譯與調(diào)試，并生成目標(biāo)代碼文

40、件（*.hex文件）。（3）調(diào)試與仿真。在Proteus ISIS平臺(tái)下將目標(biāo)代碼文件（*.hex文件）加載到單片機(jī)系統(tǒng)中，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互、協(xié)同仿真。也可使用Proteus ISIS與Keil Vision軟件的聯(lián)合仿真調(diào)試。它在相當(dāng)程度上反映了實(shí)際中單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。Proteus ISIS平臺(tái)和Keil Vision軟件平臺(tái)的使用詳見附錄A和附錄B。1.4.2模擬開關(guān)燈電路設(shè)計(jì)1電路原理圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，模擬開關(guān)燈電路原理圖如圖1.8所示。圖中時(shí)鐘電路采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，晶振頻率選取12MHz，微調(diào)電容C1、C2為30pF。復(fù)位電路采用按鍵與上電復(fù)位電路，電容C3為22F電解電

41、容，電阻R1為。（31腳）接高電平，使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。單片機(jī)P1.0口接一個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極，為了避免將發(fā)光二極管燒掉，所以串聯(lián)限流電阻R2，阻值為。單片機(jī)P3.0口接一個(gè)單刀開關(guān)，為了確保P3.0口能夠檢測到正確的輸入電平，設(shè)計(jì)電路時(shí)添加上拉電阻R3，阻值為。22F圖1.8模擬開關(guān)燈電路原理圖2Proteus電路設(shè)計(jì)Proteus ISIS平臺(tái)下進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計(jì)步驟如下。（1）進(jìn)入Proteus ISIS工作界面。雙擊桌面上的ISIS 7 Professional圖標(biāo)或者執(zhí)行“開始”“程序” Proteus 7 Professional ISIS 7 Professional

42、命令，出現(xiàn)如圖1.9所示的啟動(dòng)界面，表明進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境。圖1.9Proteus ISIS的啟動(dòng)界面Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，包括標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對(duì)象選擇按鈕、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口和圖形編輯窗口，如圖1.10所示。圖1.10Proteus ISIS工作界面（2）將所需元器件添加到對(duì)象選擇器窗口。單擊“對(duì)象選擇”按鈕，彈出如圖1.11所示的選取元器件對(duì)話框。在其左上角“關(guān)鍵字”文本框中輸入元器件名稱，如AT89C51，則在元件列表中自動(dòng)搜索與關(guān)鍵字匹配的元器件。

43、在元件列表中雙擊AT89C51所在行，或單擊選中AT89C51所在行，再單擊“確定”按鈕，即可將AT89C51添加至對(duì)象選擇器窗口。本設(shè)計(jì)中使用的各元器件的關(guān)鍵字分別為AT89C51、CRYSTAL（晶振）、CAP（瓷片電容）、CAP-ELEC（電解電容）、LED（發(fā)光二極管）、RES（電阻）和SWITCH（單刀開關(guān)）。圖1.11選取元器件對(duì)話框（3）放置元器件至圖形編輯窗口。單擊繪圖工具欄中的“元器件模式”按鈕，顯示出區(qū)域中的元器件，單擊對(duì)象選擇窗口中的元器件名稱，選中該元器件，將鼠標(biāo)指針移動(dòng)至圖形編輯窗口中該對(duì)象的放置位置并單擊，即可完成該對(duì)象的放置。若需要移動(dòng)對(duì)象，將鼠標(biāo)指針移到該對(duì)象上

44、，單擊選中對(duì)象，按下鼠標(biāo)左鍵，將對(duì)象拖動(dòng)至新位置后釋放鼠標(biāo)，即可完成移動(dòng)操作。（4）放置電源、接地。單擊繪圖工具欄中的“終端模式”按鈕，如圖1.12所示，在對(duì)象選擇窗口中選擇POWER選項(xiàng)以選中電源，將鼠標(biāo)指針移動(dòng)至圖形編輯窗口電源的放置位置并單擊，即可放置電源。放置接地GROUND的操作類似。（5）元器件之間的連線。Proteus具有線路自動(dòng)路徑功能，系統(tǒng)默認(rèn)自動(dòng)布線有效，可通過使用標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的命令按鈕來關(guān)閉或打開。依次單擊元器件引腳間、線間等要連線處，會(huì)自動(dòng)生成連線。（6）設(shè)置、修改元器件的屬性。Proteus庫中的元器件都有相應(yīng)的屬性，要設(shè)置、修改元器件的屬性，可以在圖形編輯窗口雙擊該

45、元器件，則彈出“編輯元件屬性”對(duì)話框，可在其中進(jìn)行設(shè)置、修改。如圖1.13所示為AT89C51的編輯元件屬性對(duì)話框。圖1.12添加信號(hào)終端圖圖1.13AT89C51的編輯元件屬性對(duì)話框（7）電氣檢查。電路設(shè)計(jì)完成后，單擊“電氣檢查”按鈕，會(huì)出現(xiàn)電氣檢查報(bào)告。電氣檢查也可以通過執(zhí)行“工具”“電氣規(guī)則檢查”命令完成。通過以上各個(gè)步驟的操作后，即可完成電路原理圖的設(shè)計(jì)。1.4.3模擬開關(guān)燈程序設(shè)計(jì)1程序流程圖模擬開關(guān)燈程序流程圖如圖1.14所示。圖1.14模擬開關(guān)燈程序流程圖2源程序設(shè)計(jì)通過Keil Vision軟件建立工程，然后再建立源程序文件“模擬開關(guān)燈.c”，具體操作詳見附錄B。參考源程序如下：/*/#include /AT89C51的頭文件void main(void) /主函數(shù) while(1) If(P3_0=0) P1_0=0; /開關(guān)閉合，燈亮 else P1_