单片机开发快速入门课件

本章导读本章导读本章以AT89C2051单片机控制的单灯闪烁实验为例，来阐述集编辑、编译、连接、调试、仿真于一体的著名51工具软件Keil Vision3的设置和使用，让读者一开始就初步掌握单片机开发过程，在动手中迅速入门，建立起单片机软硬件控制的整体概念。第第2章章 单片机开发快速入门单片机开发快速入门7/2/20231MCS-51单片机原理与应用用AT89C2051单片机控制一个LED灯的亮与灭。2.1.1 AT89C2051引脚功能引脚功能AT89C2051是Atmel公司生产的一种低功耗、高性能CMOS八位单片机,20个引脚的双列直式芯片,其实物外形如图2.1（a）所示。单片机的基本功能部件都集成在这个小小的芯片中,AT89C2051是40个引脚AT89C51的简化版，电气特性都与AT89C51基本一样,2.1 初识单片机初识单片机 17/2/20232MCS-51单片机原理与应用只是FEPROM容量减少到2KB,I/O口线,减少到15个。AT89C2051是PDIP封装,引脚排列如图2.1（b）。对比上面两个图,容易看出引脚的排列规律。引脚功能说明：（1）VCC:电源输入,12MHz下电压范围为2.7V6.0V。（2）GND:接地端。（3）RST:复位输入。晶振工作时，RST引脚持续保持2个机器周期高电平将使单片机复位。（4）XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。（5）XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。（6）P1.0P1.7，P3.0P3.5、P3.7共15个I/O引脚。引脚的第二功能,在图2.1（b）中是用括号括起来的。2.1 初识单片机初识单片机 27/2/20233MCS-51单片机原理与应用1.单灯闪烁的硬件线路单灯闪烁的硬件线路AT89C2051控制单灯闪烁的完整电路如下图2.2所示,只需一个引脚P1.0控制LED灯的亮与灭。在图2.2中,电源电压是5V,即第20脚VCC接正极,第10脚2.1.2 AT89C2051控制的单灯闪烁控制的单灯闪烁 17/2/20234MCS-51单片机原理与应用GND接负极。单片机振荡电路：在4脚和5脚间接12MHz晶振T1,T1两端分别接两只20pF小电容到地,以保证振荡器稳定。C3和R2组成了高电平复位电路。P1.0引脚与LED阴极相连,采用了P1.0低电平直接驱动LED电路。当P1.0为高电平时,LED没有正向偏压而不会点亮;只有当P1.0为低电平时,LED因正向偏置而点亮。R1是LED的限流电阻,流过LED的电流I可以用以下公式估算：I=（5V-VD）/R1,其中VD是LED的导通压降,在1.51.8V之间。2.单灯闪烁的汇编源程序单灯闪烁的汇编源程序控制要求:单灯闪烁间隔为0.1s。P1.0置1:SETBP1.0,并延时0.1s使LED熄灭。P1.0清0:CLR P1.0,延时0.1s使LED点亮。2.1.2 AT89C2051控制的单灯闪烁控制的单灯闪烁 27/2/20235MCS-51单片机原理与应用ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART:CLR P1.0;使P1.0=0，LED点亮ACALL DELAY;调用0.1秒延时子程序，等待0.1秒SETB P1.0;使P1.0=1，LED熄灭ACALL DELAY;调用0.1秒延时子程序，等待0.1秒LJMP START;返回到标号START处再循环DELAY:MOV R0,#255;延时子程序，延时0.1秒D1:MOV R1,#195DJNZ R1,$DJNZ R0,D1RETEND START2.1.2 AT89C2051控制的单灯闪烁控制的单灯闪烁 37/2/20236MCS-51单片机原理与应用汇编源程序需要在Keil Vision3软件中编辑、汇编,直到最后得到对应的十六进制代码的目的文件,然后用编程器将该文件写入到89C2051中。将固化好的芯片插入用户板的座子上,就可以进行本实验了。Keil Vision3是Keil C51（V8.02）工具包中的一个重要组件,Vision3是用于多种8051MCU的集成开发环境(IDE，Integrated Development Environment),集编辑、编译、连接、调试、仿真于一体，支持汇编和C语言的程序设计。Vision3提供对多种最新的8051类MCU支持,其内嵌的仿真器不但可以对目标系统进行实时在线仿真,而且允许模拟仿真,从而对没有仿真器的用户带来了便利。2.2Keil Vision3软件的安装与界面软件的安装与界面7/2/20237MCS-51单片机原理与应用2.2.1 Keil Vision3软件的安装软件的安装 1 1.Keil Vision3软件的安装软件的安装供学习目的用的Keil C51最新版V8.02的安装步骤：（1）双击安装执行文件c51v802.exe,出现安装向导,一路按提示进行,直到结束。若选用默认的安装路径,Vision3就安装在c:keiluv3目录中,同时在桌面会出现一个Vision3的执行图标：。（2）双击Vision3的执行图标,首次运行此软件时,要选择菜单命令：“File_License Management”,在弹出窗口的“New License ID Code”中输入注册码,然后单击Add LIC；成功的标志是在此窗口中注册码行的末端可以看到软件的使用期限。（3）复制ccKeilVxx.exe文件到c:keilc51bin下面并7/2/20238MCS-51单片机原理与应用2.2.1 Keil Vision3软件的安装软件的安装 2 运行它,以修正0 xFD的BUG。（4）双击keil C51的汉化执行文件“汉化程序.exe”,执行完后,就可以在中文环境中使用此软件了。2 Keil Vision3软件的启动软件的启动双击桌面上Keil Vision3图标 ,先出现的是软件的Logo窗,如图2.3所示。几秒后即出现Vision3的IDE窗口,如图2.4所示。7/2/20239MCS-51单片机原理与应用2.2.2 Keil Vision3 软件的界面软件的界面 17/2/202310MCS-51单片机原理与应用2.2.2 Keil Vision3 软件的界面软件的界面 27/2/202311MCS-51单片机原理与应用2.2.2 Keil Vision3 软件的界面软件的界面 3表2.1列出了几个常用按钮的功能,以及对应的快捷键和菜单命令,这些按钮以后会陆续用到的。7/2/202312MCS-51单片机原理与应用以单灯闪烁程序说明Keil Vision3集成开发环境使用。2.3.1如何创建一个新工程如何创建一个新工程1.创建新工程创建新工程选择菜单命令：“工程工程_新建工程新建工程”,如图2.5所示。在弹出的如图2.6所示“Create New Project”窗口中,选择工程文件存放的路径并输入文件名2.3Keil Vision3集成开发环境使用之一集成开发环境使用之一 17/2/202313MCS-51单片机原理与应用oneled.Uv2,单击“保存”按钮。单灯闪烁工程文件就建立了,可以看到在工程区创建了缺省的目标target1和文件组Source Group1,如图2.7所示。若看不到此目录结构,可以单击工程区下部的File标签。2.3Keil Vision3集成开发环境使用之一集成开发环境使用之一 27/2/202314MCS-51单片机原理与应用接着,会弹出如图2.8所示选择CPU厂家和型号的对话框,应选择Atmel公司的89C2051,在窗口的右边栏中将同时显示所选的单片机的简要说明,然后单击“确定”按钮。2.选择选择CPU厂家和型号厂家和型号7/2/202315MCS-51单片机原理与应用3.复制启动代码到工程复制启动代码到工程这时会弹出如图2.9所示的对话框,对于大多数器件Vision3会询问是否将CPU的特殊启动代码拷贝到工程中。如果工程中需要使用这些启动代码,选择“是（Y）”；如果不使用Keil编写启动代码,或者是库工程文件以及附加工程文件,则选择“否（N）”。这里单击“否（N）”，工程创建完成。2.3Keil Vision3集成开发环境使用之一集成开发环境使用之一 47/2/202316MCS-51单片机原理与应用1.创建新源文件创建新源文件选择菜单命令：“文文件件_新新建建”,在主工作区打开一个空源文件编辑窗。建议先保存该空白的文件,用菜单命令：“文文件件_另另存存为为”,在弹出的如图2.10所示“另存为”窗口中,输入文件名oneled.asm。注意,对对于于汇编源程序汇编源程序,其扩展名其扩展名asm也也必须输入必须输入；单击“保存保存”按钮,将此文件保存在同一工程文件夹中。新文件成功创建。2.3.2如何创建新源文件如何创建新源文件 17/2/202317MCS-51单片机原理与应用2.将源文件添加到工程将源文件添加到工程输入完源程序后,移动鼠标到工程区,单击“Target 1”前面的“+”号,展开后在“Source Group 1”上单击鼠标右键,将弹出一个快捷菜单,屏幕如图2.11所示。2.3.2如何创建新源文件如何创建新源文件 27/2/202318MCS-51单片机原理与应用在快捷菜单中选择并单击“Add File to Group Source Group 1”命令,在出现如图2.12所示“Add File to Group Source Group 1”窗中,选择要加入的文件oneled.asm,单击“Add”按钮,再单击“Close”按钮,关闭此窗口。2.3.2如何创建新源文件如何创建新源文件 37/2/202319MCS-51单片机原理与应用如果源文件已存在,同样可用此法把它添加到工程中。添加源程序文件后的Vision3窗口如图2.13所示。2.3.2如何创建新源文件如何创建新源文件 47/2/202320MCS-51单片机原理与应用2.4.1如何编译连接工程如何编译连接工程程序代码编写完成后需要编译连接生成目的代码,然后进行模拟仿真或硬件调试。选择菜单命令：“工工程程_创创建建目目标标”,就会对源文件进行编译、连接。如果有错误或警告产生,就会在输出区显示出错信息提示。用户可据此来纠错,直至把程序调试出来,成功的标志是在输出区显示：“0 Error(s),0 Warning(s).”,同时也会显示系统资源占用情况，如图2.14所示。2.4Keil Vision3集成开发环境使用之二集成开发环境使用之二 17/2/202321MCS-51单片机原理与应用2.4Keil Vision3集成开发环境使用之二集成开发环境使用之二 2表2.1中的最后三个按钮都可用来编译，须注意区别:第10号按钮 用于单个源文件编译,没有产生应用,不能进入调试模式中运行。第11号按钮 是用于编译修改过的源文件并生成应用,如果源文件编译后,在没有改变的情况下再次单击它,将不会重新执行编译、连接的操作,原来生成的目标文件oneled.obj将不会变化。第12号按钮 是用于重新编译所有的文件并生成应用,不管源文件是否改动过,只要单击它,就会重新执行编译、连接的操作。7/2/202322MCS-51单片机原理与应用2.4.2如何调试运行程序如何调试运行程序 11.进入调试模式进入调试模式单击调试模式按钮 ,系统进入调试模式。选择菜单命令：“外外围围设设备备_I/O-Ports_Port 1”,出现P1口的调试窗口如图2.15所示。因程序尚未运行,图2.15中显示了上电复位后的状态,P10 xFF,表示P1口初始状态输出全1,所以P1.7P1.0各位均是打“”的。这里以“”表示“1”,否则表示“0”。图中也有Ins=xFF,其对应各位也均是打“”的,表示P1口中还未发现受指令控制的引脚位,这也是因为程序尚未运行之故。7/2/202323MCS-51单片机原理与应用2.单步运行方式单步运行方式以单步运行的方式来调试程序,可选择菜单命令：“调调试试