任务1 认识单片机的开发环境 任务分析任务实现相关知识 第一页，共43页。任务分析 单片机的开发环境用来调试单片机应用系统的硬件和软件，以完成系统的特定功能，并可以将程序下载到系统电路中。 为了更好地理解开发环境的使用，我们首先制作一块简单的单片机电路板采用单片机控制的信号灯系统电路。 电路中用一个发光二极管模拟信号灯，以单片机的I/O端口控制其亮灭，通过在开发环境下编程和调试程序，实现该信号灯的闪烁效果。第二页，共43页。任务实现步骤1硬件电路设计 单片机控制信号灯硬件电路如图1.1所示。图图图图1.1 1.1 单单单单片机控制信号灯硬件片机控制信号灯硬件电电电电路路图图图图第三页，共43页。 单片机控制信号灯电路的元器件清单如表1.1所示。步骤2准备元器件并制作电路板表表1.11.1单单单单片机最小片机最小应应应应用系用系统统统统的元器件清的元器件清单单单单元器件名称参 数数 量元器件名称参 数数 量IC插座DIP401按键1单片机87E51或89C511电阻1kW2晶体振荡器6MHz或12MHz1电阻470W1瓷片电容20pF2电解电容22F1发光二极管1第四页，共43页。图图图图1.2 1.2 单单单单片机控制信号灯片机控制信号灯电电电电路板硬件路板硬件实实实实物物 在万能板上按电路图焊接元器件，完成电路板制作，图1.2所示为焊接好的电路板硬件实物。第五页，共43页。PCUSBUSB下载接口电源+50123456789ABCDEF89C5151单片机实验板RESET实验板USB下载接口集成开发环境串口步骤3准备单片机开发环境第六页，共43页。步骤4编写控制程序步骤5输入、调试并运行程序第七页，共43页。相关知识 知识1 单片机及其内部结构1 1单片机及单片机应用系统单片机及单片机应用系统单片机应用系统的组成如图1.32所示。图图图图1.32 1.32 单单单单片机片机应应应应用系用系统统统统的的组组组组成成第八页，共43页。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12MHZ2 2MCS-51MCS-51单片机的内部结构单片机的内部结构第九页，共43页。（1）中央处理器（2）内部数据存储器（Random Access Memory，RAM）（3）内部程序存储器（Read-only Memory，ROM）（4）并行I/O端口（5）串行口（6）定时/计数器（7）中断系统（8）时钟电路第十页，共43页。8051单片机的基本组成中央处理器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第十一页，共43页。1单片机的信号引脚P3P3口线的第二功能口线的第二功能VCCVSSXTAL2XTAL1RSTP0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7P1. 0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0ALEP3. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.72 2、振荡电路：、振荡电路：XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL23 3、复位引脚：、复位引脚：RSTRST4 4、并行口：、并行口：P0P0、P1P1、P2P2、P3P37 7、ALEALE：地址锁存控制信号：地址锁存控制信号1 1、电源线：、电源线：VCC(+5V)VCC(+5V)、VSS(VSS(地地) )EAPSEN5 5、EAEA：访问程序存储控制信号：访问程序存储控制信号6 6、PSENPSEN：外部：外部ROMROM读选通信号读选通信号RXD/TXD/INT0/ INT1/ T0/ T1/WR/ RD/123456789101112819204039383736353433323252424222180318051 875189C51知识2 单片机的引脚和最小系统组成第十二页，共43页。表表1.31.380518051引脚介引脚介绍绍绍绍引 脚 名 称引 脚 功 能引 脚 名 称引 脚 功 能P0.0P0.7P0端口8位双向I/O口线访问程序存储控制信号P1.0P1.7P1端口8位双向I/O口线RST复位信号P2.0P2.7P2端口8位双向I/O口线XTAL和XTAL2外接晶体引线端P3.0P3.7P3端口8位双向I/O口线VCC+5V电源ALE地址锁存控制信号VSS地线外部程序存储器读选通信号第十三页，共43页。表表1.41.4P3P3端口各引脚与第二功能表端口各引脚与第二功能表第 一 功 能第 二 功 能第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2外部中断0申请P3.3外部中断1申请P3.4T0定时/计数器0的外部输入P3.5T1定时/计数器1的外部输入P3.6外部RAM或外部I/O写选通P3.7外部RAM或外部I/O读选通第十四页，共43页。2 2单片机最小应用系统单片机最小应用系统（1）单单片机时钟电时钟电 路图图图图1.35 1.35 时钟时钟时钟时钟 振振荡电荡电荡电荡电 路路第十五页，共43页。图图图图1.36 1.36 单单单单片机常片机常见见见见的复位的复位电电电电路路（2）单片机复位电路第十六页，共43页。表表1.51.5单单单单片机复位状片机复位状态态态态专用寄存器复 位 状 态专用寄存器复 位 状 态PC0000HACC00HB00HPSW00HSP07HDPTR0000HP0P3FFHIP*00000BTMOD00HIE0*00000BTH000HSCON00HTL000HSBUF不定TH100HPCON0*0000BTL100HTCON00H第十七页，共43页。信号灯闪烁源程序如下：；*信号灯控制程序*；程序名：信号灯控制程序PM1_1.asm；程序功能：控制信号灯闪烁 ORG 0000H；将程序从地址0000H开始存放在存储器中 START:CLR P1.0 ；P1.0=0，点亮信号灯 ACALL DELAY；调用延时子程序 SETB P1.0 ；P1.0=1，熄灭信号灯 ACALL DELAY ；调用延时子程序 AJMP START ；返回，重复闪动过程；*延时子程序DELAY*步骤4编写控制程序第十八页，共43页。；程序名：延时子程序DELAY；程序功能：延时一段时间，延时时间长短主要由R3、R4的值决定，可尝试修改DELAY: MOV R3,#0FFH ；延时子程序DEL2: MOV R4,#0FFHDEL1: NOP DJNZ R4,DEL1 DJNZ R3,DEL2 RET；子程序返回 END；汇编结束第十九页，共43页。 启动中文版MedWin软件 步骤5输入、调试并运行程序图图图图1.4 MedWin1.4 MedWin工具工具软软软软件窗口件窗口（a） （b）第二十页，共43页。图图图图1.5 1.5 集成开集成开发环发环发环发环 境窗口境窗口第二十一页，共43页。图图图图1.6 “1.6 “设设设设置置” ”命令菜命令菜单单单单第二十二页，共43页。（a a） （b b）图图图图1.7 1.7 编译编译编译编译 、汇编汇编汇编汇编 、连连连连接配置窗口接配置窗口第二十三页，共43页。图图图图1.8 “1.8 “文件文件” ”命令菜命令菜单单单单 新建（New）或打开（Open）源程序文件。 第二十四页，共43页。图图图图1.9 1.9 新建文件窗口新建文件窗口第二十五页，共43页。图图图图1.10 “1.10 “项项项项目管理目管理” ”命令菜命令菜单单单单 对源程序进行编译/汇编。 排除错误。 产生代码。第二十六页，共43页。第二十七页，共43页。图图图图1.12 1.12 程序程序单单单单步运行窗口步运行窗口 运行程序。单步运行（F8）第二十八页，共43页。图图图图1.13 1.13 程序全速运行窗口程序全速运行窗口 跟踪运行（F7） 运行至光标处（F4） 连续运行（F9）第二十九页，共43页。图图图图1.14 1.14 设设设设置断点运行置断点运行 断点运行（F2）第三十页，共43页。图图图图1.15 1.15 程序运行至断点程序运行至断点处处处处停止停止第三十一页，共43页。图图图图1.16 “1.16 “查查查查看看” ”命令菜命令菜单单单单 观察单片机内部资源当前状况。 第三十二页，共43页。图图图图1.17 1.17 观观观观察察单单单单片机内部片机内部资资资资源源第三十三页，共43页。相关知识 知识1 单片机开发系统及功能（1 1）在线仿真功能）在线仿真功能（2 2）调试功能）调试功能 运行控制功能。 单步运行：CPU从任意的程序地址开始执行一条语句后停止运行。第三十四页，共43页。 断点运行：允许用户任意设置断点条件，启动CPU，从规定地址开始运行，当碰到断点条件（程序地址和指定断点地址符合或者CPU访问到指定的数据存储器单元等条件）符合以后停止运行。 全速运行：CPU从指定地址开始连续全速运行目标程序。 跟踪运行：类似单步运行过程，但可以跟踪到函数内部运行。第三十五页，共43页。 程序设计语言。 程序编译。（4 4）程序固化功能）程序固化功能（3 3）辅助设计功能）辅助设计功能第三十六页，共43页。任务2 控制8个信号灯亮灭闪烁 任务分析任务实现相关知识 第三十七页，共43页。任务实现步骤1硬件电路设计 采用单片机的P1端口来控制8个发光二极管，电路如图1.30所示。任务分析任务分析图图图图1.30 81.30 8个信号灯的控制个信号灯的控制电电电电路路图图图图第三十八页，共43页。信号灯控制电路元器件清单如表1.2所示。 步骤2准备元器件并制作电路板表表1.21.2信号灯控制信号灯控制电电电电路元器件清路元器件清单单单单元器件名称参 数数 量元器件名称参 数数 量单片机89C511按键1电阻1kW8电阻470W18反相器74LS2401电解电容22F1发光二极管8IC插座直列式40脚1晶体振荡器12MHz1IC插座直列式20脚1电源直流+5V1瓷片电容20pF、33pF2第三十九页，共43页。图图图图1.31 81.31 8个信号灯的控制个信号灯的控制电电电电路路第四十页，共43页。根据汇编语言编写的源程序如下：；*8个信号灯同时闪烁程序*；程序名：8个信号灯控制程序PM1_2.asm；程序功能：8个发光二极管同时闪烁 ORG 0000H ;将程序从地址0000H开始存放在存储器中START:MOVP1,#0FFH ;熄灭P1端口连接的8个信号灯 ACALL DELAY ;调用延时子程序 MOVP1,#00H ;点亮P1端口连接的8个信号灯 ACALL DELAY;调用延时子程序 AJMP START;返回，重复闪动过程；*延时子程序*步骤3编写控制程序第四十一页，共43页。；程序名：延时子程序DELAY；程序功能：延时一段