第1章 点亮led

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子情境二 单片机开发设计常用工具软件
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任务一 keil C51仿真软件
图1-34 选择源程序文件
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任务一 keil C51仿真软件
4．输入源程序:此时就可以输入源程序了，如图135所示。
图1-35 输入源程序
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子情境一 单片机结构 任务一 单片机组成
三、相关知识 1．单片机的内部结构 51系列单片机主要包括CPU、程序存储器、数 据存储器以及接口电路等各组成部分。
图1-1 单片机内部结构框图
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单片机的内部结构: ① 1个8位的CPU。 ② 时钟电路。 ③ 程序存储器。 ④ 数据存储器。 ⑤ 定时器/计数器。 ⑥ 4个并行口。 ⑦ 1个全双工串行口。 ⑧ 5个中断源。
图1-36 “Target”选项卡
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“Output”选项卡 如图1-37所示，其中有多个选项，此处选择 “Create HEX File”复选框用于生成可执行代码文件， 该文件可以用编程器写入单片机芯片，文件的扩展 名为.HEX，默认情况下该项未被选中，如果要写芯 片做硬件实验，就必须选中该项。其余选项均取默 认值，不做任何修改。
情境一 单片机控制led灯点亮



子情境一 单片机结构 任务一 单片机组成 任务二 单片机工作条件 任务三 单片机输入/输出端口 子情境二 单片机开发设计常用工具软件 任务一 keil C51仿真软件 任务二 仿真软件Proteus 子情境三 单片机开发设计流程 子情境四 点亮一盏led
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子情境一 单片机结构 任务一 单片机组成
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子情境一 单片机结构 任务一 单片机组成
3．单片机发展概况 单片机的发展历史不长，自1976年9月， Intel公司推出MCS-48八位单片机后，已有上百家 生产厂商加入单片机的生产和研发行列，生产出 几百个系列上万个品种的单片机。除51系列单片 机（MCS-51及其兼容机）以外，其他一些公司如 ROKWELL公司、NEC公司、Motorola公司以及德 州仪器公司等都推出一些各具特色的单片机。51 系列单片机曾在世界单片机市场占有50%以上的 份额，多年来国内也一直以51系列单片机作为教 学的主要机型，因此本书以51系列单片机作为目 标机型学习单片机原理及应用。
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图1-31 选择单片机型号
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3．创建一个新的源程序文件，并把这个源文件添加 到项目中 单击工具栏中的新建文件图标（或选择“File” （文件）→“New”（新建）命令），文件操作窗口 即可出现新建文件。保存该空白文件，单击工具栏 中的保存图标（或选择“File”（文件）→“Save” （保存）命令），弹出如图1-32所示的“Save as” （保存为）对话框，在“文件名”文本框中输入欲 保存的文件名，保存时注意加上正确的后缀名。
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选择“Add Files to Group ’Source Group 1’” （添加文件到项目）命令，弹出如图1-34所示的对 话框。选中LED.ASM文件（注意选择文件类型）， 然后单击“Add”（添加）按钮，即可添加LED.ASM 到项目中。

一、任务目标 掌握单片机的内部结构及单片机的外部引脚 及其功能，并且了解单片机的发展概况及单片机 的常见类型等相关知识。
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二、任务分析 51系列单片机包括许多类型，它们的内部 结构基本相同。89C51/89C52是目前应用比较广 泛的51系列兼容单片机中的代表产品，因此本 任务主要以89C51为目标机型，介绍单片机的内 部结构、各组成部分的功能及外部引脚。在后 续章节中将通过具体的设计实例进一步介绍。
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三、任务实施 1．启动Vision Vision2是一个标准的Windows应用程序，双 击Keil Vision2图标即可启动，也可以选择“开 始”→“程序”Keil Vision2”命令来启动运行。其 主界面如图1-28所示。
三、相关知识 1．P0口
图1-8 P0口的位结构图
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2．P1口
图1-9 P1口的位结构图
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3．P2口
图1-10 P2口的位结构图
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4．P3口
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以上操作也可以通过工具栏中的图标直接进行。 如图1-39所示，从左到右的图标分别是：编译、编译 连接、全部重建、停止编译和对工程进行设置。
图1-39 工具栏中的编译工具
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图1-38 “Debug”选项卡
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6．编译项目并创建HEX文件 设置好项目参数后，即可进行编译、连接。选 择“Project”（项目）→“Build target”（连接工程） 命令，对当前工程进行连接。如果当前文件已修改 ，将先对该文件进行编译，然后再连接以产生目标 代码；如果选择“Rebuild All target files”（重新编译 所有文件后再连接）将会对当前工程中的所有文件 重新进行编译然后再连接，确保最终生产的目标代 码是最新的，而选择“Translate…”（编译）命令则 仅对当前文件进行编译，不进行连接。
一、任务目标 掌握单片机的并行I/O端口的结构及其应用。 二、任务分析 51系列单片机有4个8位的并行输入/输出端口， 即P0，P1口，P2口和P3口。各个端口的功能有所 不同，其结构也略有差异。在本任务中，将分别学 习各个端口的结构、功能及其应用。
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对源程序修改之后再次编译，最终要得到如图1-40所示 的结果，提示0个错误，0个警告，该文件即可被编程器读入 并写到AT89C51芯片中。同时还可看到，该程序的内部RAM 的使用量（data=8.0），外部RAM的使用量（xdata=0）， 代码量（code=13）等一些信息。
图1-40 编译成功后的输出信息
图1-29 “Project”菜单
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图1-30 建立项目文件
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随后会弹出一个对话框，要求选择单片机的型号，如 图1-31所示。在该对话框中显示了Vision2的器件数据库， 从中可以根据使用的单片机来选择。
图1-3 内部时钟电路
图1-4 外部时钟电路
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2．复位电路
图1-5 51系列单片机上电复位电路
图1-6 51系列单片机外部按键复位电路
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四、任务实施
图1-7 51系列单片机基本工作条件接线图
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子情境一 单片机结构 任务一 单片机组成
图1-2 AT89C51单片机引脚图
2．单片机的引脚 （1）电源：40号引脚VCC是芯片电源，接+5V。20号引 脚VSS为电源接地端。 （2）时钟引脚：XTAL2（18号脚）采用内部时钟电路时， 外接晶体振荡器；采用外部时钟电路时，此引脚接地。 XTAL1（19号脚）采用内部时钟电路时，外接晶体振 荡器；采用外部时钟电路时，此引脚接外部时钟源。 （3）控制引脚 ALE/为地址锁存允许信号，用来把低8位地址锁存到外 部地址锁存器。ALE引脚以不变的1/6振荡频率周期性 地发出正脉冲信号，可用做对外输出的时钟信号。 （4）I/O口线 P0口（32～39号脚）为双向输入/输出端口。 P1口（1～8号脚）为准双向输入/输出端口。 P2口（21～28号脚）为准双向输入/输出端口。 P3口（10～17号脚）为准双向输入/输出端口。
二、任务分析 单片机的电源部分，只要将51系列单片机的第40脚接 +5V电源，第20脚接地即可。注意电压过高或过低都会 引起单片机CPU不能正常工作。 时钟电路分为内部方式和外部方式两种电路，复位电 路又可以分为上电复位和外部按键复位两种方式。
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三、相关知识 1．时钟电路 ① 内部方式时钟电路 ② 外部时钟方式
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4．单片机的特点 ① 单片机的引脚多为复用引脚。 ② 单片机内部集成有小容量的存储器。 ③ 单片机的程序存储器和数据存储器严格分工。 ④ 单片机的有很强的位处理功能，可以满足工业 控制的需要。
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一、任务目标 理解单片机的工作条件，掌握单片机的时钟 电路和复位电路的设计。
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一、任务目标 掌握Keil软件在单片机仿真中的应用，为开发、 调试单片机应用系统做准备。 二、任务分析 Keil C51软件集成了文件编辑处理、编译连接、 项目管理、窗口、工具引用和软件仿真调试等多种 功能，是非常强大的C51开发工具，在Keil C51的 仿真功能中，提供了两种仿真模式：软件模拟仿真 和目标板调试。下面将通过一个实际项目的创建、 编译及调试来学习Keil软件的使用。
5．设置目标硬件的工具选项 程序编写完成后，还要对项目进行进一步的设 置，以满足要求。 al”后面的 数值是晶 振频率值，默认值是所选目标CPU的最高可用频率 值，该值与最终产生的目标代码无关，仅用于软件 模拟调试时显示程序执行时间。
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图1-11 P3口的位结构图
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四、任务实施
图1-12 输入/输出应用实例仿真运行图
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子情境一 单片机结构 思考题
1．掌握单片机基本工作条件，用面包板搭建单片机基本工 作电路。 2．设计简单的输入/输出电路，要求：一个开关作为输入 设备，8个发光二极管作为输出设备。
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图1-37 “Output”选项卡
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“Debug”选项卡 如图1-38所示，该选项卡用于设置调试器，Keil 提供了软件仿真和硬件仿真两种方式。如果没有相 应的硬件调试器，应选择左边的“Use Simulator”单 选钮，其余设置一般不必更改。
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图1-28
Vision2初次启动后的界面
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2．创建一个项目并选择单片机 选择“Project”（项目）→“New Project”（新 建项目）命令，如图1-29所示，将弹出“Greate New Project”（新建项目）对话框，如图1-30所示
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图1-32 保存源程序文件
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单击Target 1前面的+号，然后在Source Group 1 上单击鼠标右键，弹出快捷菜单，如图1-33所示。
图1-33 添加文件到项目中