项目一 发光二极管LED点亮控制 1ARM嵌入式系统教学目的u了解单片机的内部结构与主要型号； u掌握单片机引脚功能； u掌握单片机I/O口的基本功能； u掌握用I/O口实现简单控制的方法； u利用单片机的I/O口实现LED闪烁的控制。工作模块一 点亮一个发光二极管u工作任务 使用AT89S52单片机 ，P1.0引脚接发光二 极管（LED）的阴极 ，通过C语言程序控 制，从P1.0引脚输出 低电平，使发光二极 管点亮。 PROTEUS简介uPROTEUS是英国Labcenter Electronics公司开 发的多功能EDA软件。PROTEUS不仅是模拟电 路、数字电路、模数混合电路的设计与仿真平 台，也是目前较先进的单片机和嵌入式系统的设 计与仿真平台。 u它实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、 电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系 统测试与功能验证到形成PCB的完整的电子设计 、研发过程。 LED控制电路u按照工作任务要求，点亮一个LED电路是由 AT89S52单片机和1个LED电路构成。 uAT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低电 压、高性能8位单片机，具有丰富的内部资源, 使 用AT89S52单片机无须外部存储器。 用PROTEUS设计第一个LED控制电路u新建设计文件 u保存设计文件 u选取元器件 u放置元器件 u编辑元器件 u放置终端 u连线 u属性设置 u电气规则检测 工作过程uP1.0引脚接发光二极管（LED）的阴极，P1.0引 脚输出低电平时，发光二极管点亮。 问题：为什么P1.0引脚输出低电平，发光二极管点亮？ u通过程序控制，使P1.0引脚输出低电平，使发光 二极管点亮。 问题：程序怎么使P1口的引脚输出低电平？下面我们来看一下程序，就可以找到答案。LED点亮程序ORG 0000H ;程序开0000H存储单元开始LJMP STARTORG 0030H ;主程序从0030H存储单元开始 START:MOV P1,#0FFH ;P1口全部输出1CLR P1.0 ; P1口第一位输出低电平,P1.0所接的灯点亮SJMP $ ;执行完后等待END ; 结束KEIL C51(P32)uKeil C51 是德国Keil软件公司开发的基于8051 内核的微控制器软件开发平台，是51系列单片机 C语言软件开发系统，是目前开发8051 内核单片 机的主流工具。 uKeil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集 成开发调试工具，全Windows界面。Vision2 集成开发环境可以完成从工程建立和管理、编译 、连接、目标代码的生成、软件仿真和硬件仿真 等完整的开发流程。 用KEIL C51编写第一个C语言程序 u建立第一个C程序项目u建立工程文件 u建立源文件 u加载源文件 u设置工程的配置参数 u进行编译和连接 u进入调试模式 u全速运行程序用PROTEUS仿真运行调试 u加载“点亮一个LED.hex ”目标代码文件 u打开Proteus “点亮一个LED”电路。 u双击单片机“AT89S52”，在弹出的“编辑元件”对话框 中单击“Program File”栏的打开按钮，在弹出的“选择 文件名”对话框找到前面编译生成的“点亮一个 LED.hex ”HEX文件,单击“打开“按钮，完成“点亮一个 LED.hex ”HEX文件加载。 u将“Clock Frequency”栏中的频率设为12MHz，单击 “确定”，即可完成加载目标代码文件。 u仿真运行调试 u单击仿真工具栏“运行”按钮，单片机全速运行程序。 认识单片机u单片机实质上是一个芯片(P7)C P U存 储 器定 时 器 / 计 数 器中 断 系 统P0-P3TxDRxDTINT并 行 I/ O 口串 行 I/ O 口单片机的发展 u第一阶段（1974-1976年）为单片机初级阶段u由于受工艺及集成度的限制，单片机采用双片形式 ，且功能比较简单。 u第二阶段（1976-1978年）为低性能单片机阶 段 u单片机采用单芯片形式，是“小而全”。 u第三阶段（1978-1982年）为高性能单片机阶 段，也是单片机普及阶段 u第四阶段（1982年以后）为16位单片机阶段单片机的特点 u由于单片机是在一块芯片上集成了一台微型计算 机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟 电路等。因此它具有体积小，使用灵活、成本低 、易于产品化、抗干扰能力强，可在各种恶劣环 境下可靠地工作等特点。 u体积小、重量轻，价格低、功能强，电源单一、功耗 低，可靠性高、抗干扰能力强； u使用方便灵活、通用性强； u目前大多数单片机采用哈佛（Harvard）结构体系； u突出控制功能的指令系统； u较低的处理速度和较小的存储容量。单片机的应用 u单片机主要应用在以下几个方面： u家用电器 u智能卡 u智能仪器仪表 u网络与通信 u工业控制单片机的分类u单片机可分为通用型单片机和专用型单片 机两大类。u通用型单片机是把可开发资源全部提供给使用 者的微控制器。我们通常所说的单片机即指通 用型单片机。u专用型单片机则是为过程控制、参数检测、信 号处理等方面的特殊需要而设计的单片机。u按片内不同程序存储器的配置来分 u片内带ROM、片内带EPROM型、片内无ROM u按片内不同容量的存储器配置来分 u51子系列型（是基本型）、52子系列型（是增强型） u按芯片的半导体制造工艺上的不同来分 uHMOS工艺型、CHMOS工艺型（用“C”表示） u按所能适应的环境温度范围，可划分为三个等级： u070民用级、40+85工业级、65+125军用级 。MCS-51单片机uMCS-51是美国Intel公司的8位高档单片机系列，也是我 国目前应用最为广泛的一种单片机系列。 u8051/80C51是整个MCS-51系列单片机的核心。u51系列单片机源于Intel公司的MCS-51系列，在Intel公 司将MCS-51系列单片机实行技术开放政策之后，许多公 司都以MCS-51中的基础结构8051为基核推出了许多各具 特色、具有优异性能的单片机，如Philips、Atmel等。 这样，把这些厂家以8051为基核推出的各种型号的兼容 型单片机统称为51系列单片机。Atmel公司的AT89系列单片机uAT89系列单片机不但具有一般MCS-51单片机的所有特 性，而且其Flash程序存储器可以用电擦除方式瞬间擦除 、改写, 写入单片机内的程序还可以进行加密。型号快闪 ROM片内 RAM寻址 范围并行 口线串行口中断源定时器AT89C514K128264K3215216AT89C528K256264K3216316AT89C20512K12824K1515216AT89C40514K12824K1515216 AT89S514K128264K3215216AT89S528K256264K3216316单片机硬件结构(P10)时钟电路CPUROMRAMT0 T1中断系统串行接口并行接口P0 P1 P2 P3TXD RXDINT0 INT1定时计数器 中央处理器 CPU：8位 ，运算和控 制功能 内部RAM：共 256个RAM单 元，用户使用 前128个单元 ，用于存放可 读写数据，后 128个单元被 专用寄存器占 用。 内部ROM： 4KB掩膜ROM ，用于存放程 序、原始数据 和表格。 定时/计数器： 两个16位的定 时/计数器，实 现定时或计数 功能。 并行I/O口：4个 8位的I/O口P0 、P1、P2、P3 。 串行口：一个全 双工串行口。 中断控制系统 ：5个中断源（ 外中断2个，定 时/计数中断2 个，串行中断1 个） 时钟电路：可 产生时钟脉冲 序列，允许晶 振频率6MHZ和 12MHZ复位电路中央处理器（CPU）u中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。uMCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。内部数据存储器（内部RAM）u芯片中共有256个RAM单元前128单元，作为供用户使用的寄存器和用于存放可读写的数据；后128单元被专用寄存器占用。u通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。内部程序存储器（内部ROM）u芯片中共有4 KB个ROM单元。u用于存放程序、原始数据或表格，因此，称之为程序存储器，简称内部ROM。定时/计数器u两个16位的定时/计数器。u实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。并行I/O口u4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）u实现数据的并行输入/输出串行口u一个全双工的串行口，以实现单片机和其它设备 之间的串行数据传送。 u该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收 发器使用，也可作为同步移位器使用。中断控制系统u5个中断源，即外中断两个，定时/计数中断两个 ，串行中断一个。 u全部中断分为高级和低级共两个优先级别。AT89S52单片机结构 u一个8位CPU； u一个片内振荡器及时钟电路； u8K字节可重复擦写的Flash闪速存储器 u三级加密程序存储器； u2568字节内部RAM； u3个16位定时器/计数器； u32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）； u一个可编程全双工串行口； u具有8个中断源、两个优先级嵌套中断结构。 AT89S52引脚功能(P11) u电源线：VCC(+5V)、VSS(地 ) u振荡电路：XTAL1、XTAL2 u复位引脚：RST u并行口：P0、P1、P2、P3 uEA：访问程序存储控制信号 uPSEN：外部ROM读选通信号 uALE：地址锁存控制信号 uP3口线的第二功能AT89S52引脚功能u电源引脚(2根) VCC(40脚)：电源端，接+5V电源。VSS(20脚)：接地端。u时钟引脚(2根) XTAL1(19脚)：接外部晶振和微调电容的一端。XTAL2(18脚)：接外部晶振和微调电容的另一端。AT89S52引脚功能 控制引脚(4根) RST/VPD(9脚)：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效， 用以完成单片机的复位初始化操作。ALE/PROG (30脚)：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来 ，以实现低位地址和数据的隔离。EA/VPP(31脚)：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器； 当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始， 并可延至外部程序存储器。PSEN(29脚)：片外ROM读选通信号端。在读片外ROM时，PSEN有效，为低电平，以实现对片外ROM 的读操作。AT89S52引脚功能uP0口 （引脚32-39）普通I/O口uP1口 （引脚1-8） 普通I/O口uP2口 （引脚21-28）普通I/O口uP3口 （引脚10-17）普通I/O口，或作为其他第 二功能口P3口各引脚与第二功能表引脚 第二功能 功能说说明 P3.0RXD串行口输入P3.1TXD串行口输出P3.2INT0外部中断0输入P3.3INT1外部中断1输入P3.4T0定时器/计数器0计数输入P3.5T1定时器/计数器1计数输入P3.6WR片外RAM写选通信号(输出)P3.7RD片外RAM读选通信号(输出)最小单片机系统(P13)u单片机 u5V电源，接地 u时钟电路（晶振） u复位电路时钟电路u时钟电路为单片机产生时钟 脉冲序列。u系统允许的晶振频率一般为 6 MHz和12 MHz，电容C1 和C2取30 pF左右。u晶体振荡频率高，则系统的 时钟频率也高，单片机运行 速度也就快。时序的概念 u单片机内的各种操作都是在一系列脉冲控制下进行的 ，而各脉冲在时间上是有先后顺序的，这种顺序就称 为时序。 u单片机的时序定时单位从小到大依次为：时钟周期、 状态周期、机器周