《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 》中職配套PPT課件,單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) ,《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù),》中職配套PPT課件,單片機(jī),應(yīng)用技術(shù),配套,PPT,課件 項(xiàng)目一　閃爍報(bào)警燈 一、教學(xué)目標(biāo) 1.了解AT89S51系列單片機(jī)基本知識。 2.掌握單片機(jī)最小化系統(tǒng)的構(gòu)成條件及電路。 3.掌握LED基本知識，與單片機(jī)I/O口的連接，會畫電路圖。 4.掌握基本程序結(jié)構(gòu)，讀懂基本程序。 5.初步認(rèn)識KEIL C與PROTEUS等軟件，實(shí)現(xiàn)基本調(diào)試步驟。 6.掌握按功能模塊設(shè)計(jì)子程序并按控制要求調(diào)用的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。 7.掌握單片機(jī)控制延時及延時子程序的編寫方法。 8.學(xué)會KEIL C與PROTEUS仿真聯(lián)調(diào)。 二、課時分配 本項(xiàng)目共5個任務(wù)，安排10課時。 三、教學(xué)重點(diǎn) 通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)51系列單片機(jī)及最小化系統(tǒng)、點(diǎn)亮LED燈、KEIL C與PROTEUS基本使用、LED報(bào)警燈閃爍、LED報(bào)警燈制作與調(diào)試等概念；通過制作一個閃爍報(bào)警燈，來掌握單片機(jī)的基本知識，會用C語言編寫程序并能讀懂基本控制程序，并學(xué)會使用KEIL C等相關(guān)軟件導(dǎo)入、編譯并調(diào)試源程序，學(xué)會用PROTEUS等軟件仿真等。 四、教學(xué)難點(diǎn) 1．掌握單片機(jī)控制延時及延時子程序的編寫方法。 2．按功能模塊設(shè)計(jì)子程序并按控制要求調(diào)用的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。 3.掌握KEIL C與PROTEUS仿真聯(lián)調(diào)。 五、教學(xué)內(nèi)容 任務(wù)一 51系列單片機(jī)及最小化系統(tǒng) 知識準(zhǔn)備 一、單片機(jī)的基本概念 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，在有的書中也稱單片微型控制器。它是把組成微型計(jì)算機(jī)的各種功能部件，包括CPU、隨機(jī)存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、基本輸入/輸出（Input/Output，I/O）接口電路、定時器/計(jì)數(shù)器等部分都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。 二、 單片機(jī)發(fā)展史 三、 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。 １.在智能儀器儀表上的應(yīng)用 2. 在家用電器中的應(yīng)用 3. 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 四、 MCS51系列單片機(jī) MCS51是原先由美國INTEL公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱，這一系列單片機(jī)包括了許多品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其他單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用8051來稱呼MCS51系列單片機(jī)，而8031是前些年在我國最流行的單片機(jī)，所以很多場合會看到8031的名稱。 五、 AT89S51單片機(jī) AT89S51是一個低功耗、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-System Programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 六、 單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成條件及電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)是由單片機(jī)芯片外接時鐘電路、復(fù)位電路、電源和接地構(gòu)成的。 　?。?復(fù)位電路 2. 時鐘信號引腳XTAL1和XTAL2 七、 單片機(jī)學(xué)習(xí)方法 1. 實(shí)驗(yàn)板 2. 仿真器 3. 編程器 任務(wù)實(shí)施 觀察單片機(jī)最小系統(tǒng)是否工作，將單片機(jī)的18腳接入示波器，調(diào)整示波器的量程，觀察示波器輸出。單片機(jī)有兩個信號輸入腳，一個是19腳（XTAL1），一個是18腳（XTAL2)，對應(yīng)單片機(jī)內(nèi)部的電路是高增益放大器。當(dāng)外面接晶振的時候，19腳對應(yīng)高增益放大器的輸入端，18腳對應(yīng)高增益放大器的輸出端，會輸出一個近似正弦波，這里需要注意的是晶振和電容在焊接的時候，要靠近18和19腳。 知識拓展 將示波器接在單片機(jī)的ALE引腳上，觀察示波器的輸出。 目標(biāo)檢測 任務(wù)二 點(diǎn)亮LED燈 知識準(zhǔn)備 本次任務(wù)我們將在KEIL 軟件中編寫源程序，并在Proteus軟件中仿真。具體要求為AT89S52單片機(jī)的P0.7引腳接發(fā)光二極管（LED）的陰極，點(diǎn)亮發(fā)光二極管。 一、LED知識 發(fā)光二極管，也叫做LED，是一種常用的指示器件，例如電源指示、工作指示等。 二、 拉電流和灌電流 單片機(jī)輸出低電平時，將允許外部器件，向單片機(jī)引腳內(nèi)灌入電流，這個電流，稱為“灌電流”，外部電路稱為“灌電流負(fù)載”；單片機(jī)輸出高電平時，則允許外部器件從單片機(jī)的引腳拉出電流，這個電流稱為“拉電流”，外部電路稱為“拉電流負(fù)載”。 三、 LED限流電阻 51單片機(jī)點(diǎn)亮LED方式，主要還是采用灌電流形式。 四、 KEIL C軟件 KEIL C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編語言相比，C語言在功能、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 五、 PROTEUS 軟件 PROTEUS是英國Labcenter Electro-nics公司開發(fā)的一款電路仿真軟件，軟件由兩部分組成： 一部分是智能原理圖輸入系統(tǒng)ISIS(Intelligent Schematic Input System)和虛擬系統(tǒng)模型VSM(Virtual Model System)；另一部分是高級布線及編輯軟件ARES(AdvAncd Routing and Editing Software)，也就是PCB。 任務(wù)實(shí)施 一、 在KEIL軟件中編寫源程序 1. 打開程序 在桌面上點(diǎn)擊KEIL圖標(biāo)，出現(xiàn)KEIL軟件工作界面。 2. 新建工程 點(diǎn)擊Project 菜單，選擇彈出的下拉式菜單中的New Project，如圖所示。接著彈出一個標(biāo)準(zhǔn)Windows 文件對話窗口。在“文件名”中輸入您的第一個C 程序項(xiàng)目名稱，這里我們用“test”。“保存”后的文件擴(kuò)展名為uv2，這是KEIL uVision2 項(xiàng)目文件擴(kuò)展名，以后可以直接點(diǎn)擊此文件以打開先前做的項(xiàng)目。在圖中選擇AT89S51單片機(jī)，在圖中選擇“否”。 3. 新建源程序 點(diǎn)擊圖中的“File”菜單中的“NEW”命令，會出現(xiàn)一個文本編輯區(qū)域，在這個文本里輸入下面的程序，如圖所示，點(diǎn)擊file中的“另存為”，如圖所示。這里我們保存的時候要保存為××.c的格式。這里我們保存為yz.c。 4. 添加文件到當(dāng)前工程中 右鍵單擊圖中“Source Group 1”，選擇“add files to group ‘Source Group’”命令，選擇目標(biāo)文件并確定。當(dāng)出現(xiàn)圖時，表示目標(biāo)文件已經(jīng)添加進(jìn)工程。 5. 設(shè)置 右鍵單擊“target1”，選擇“options for target ‘target 1’”，出現(xiàn)如圖所示對話框，單擊選項(xiàng)卡“target”，出現(xiàn)圖，將“Xtal （MHz）”后的值改為12。單擊選項(xiàng)卡“output”，單擊選中“create hex”項(xiàng)。 6. 編譯 設(shè)置好工程后，即可進(jìn)行編譯、連接。 二、 在PROTEUS軟件中繪制電路圖 1. 操作過程 運(yùn)行PROTEUS的ISIS，進(jìn)入仿真軟件的主界面，如圖所示。主界面分為菜單欄、工具欄、模型顯示窗口、模型選擇區(qū)、元件列表區(qū)等。 2. 元器件之間的連線 PROTEUS的智能化可以在你想要畫線的時候進(jìn)行自動檢測。 三、 KEIL與PROTEUS的對接 （1） 電路連接完成后，選中AT89S51單擊鼠標(biāo)左鍵，打開“Edit Component”對話窗口 (2) 在仿真過程中每個管腳旁邊會出現(xiàn)一個小方塊，紅色的方塊表示高電平，藍(lán)色的方塊表示低電平。通過方塊顏色的變化可以很方便地知道每個管腳電平的變化，從而能對系統(tǒng)的運(yùn)行有更直觀的了解，這對程序的調(diào)試有很大的幫助。 四、 程序分析 1. “文件包含”處理 程序的第一行是一個“文件包含”處理。所謂“文件包含”是指一個文件將另外一個文件的內(nèi)容全部包含進(jìn)來，所以這里的程序雖然只有5行，但C 編譯器在處理的時候卻要處理幾十或幾百行。源程序中頭文件包含“reg51.h”。 2. 符號P0_7 表示P0.7 引腳 3. 主函數(shù)“main” 每一個C 語言程序有且只有一個主函數(shù)，函數(shù)后面一定有一對大括號“{}”，在大括號里面書寫其他程序。 4. while（1）語句 While（1）語句連同其后的一對大括號“{}”構(gòu)成了一個無限循環(huán)語句，該大括號內(nèi)的語句將會被反復(fù)執(zhí)行。 5. P0_7=0語句 讓單片機(jī)的P0_7管腳輸出0，低電平，點(diǎn)亮一個燈。 知識拓展 修改電路,編寫程序讓P2.0控制燈亮。 目標(biāo)檢測 任務(wù)三 KEIL C與PROTEUS基本使用 知識準(zhǔn)備 上一次任務(wù)，我們基本掌握KEIL C和PROTEUS軟件的使用，本次任務(wù)我們將深入的了解這兩款軟件，并通過點(diǎn)亮一個燈程序，來學(xué)會KEIL C和PROTEUS的仿真聯(lián)調(diào)。 一、 KEIL C軟件 51單片機(jī)的開發(fā)除了需要硬件的支持以外，同樣離不開軟件。 （一） KEIL 編譯器簡介 隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷地發(fā)展，從普通使用匯編變速語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷地發(fā)展。KEIL是目前最流行的51單片機(jī)開發(fā)軟件，各仿真機(jī)廠商都宣稱全面KEIL的使用，對于使用C語言進(jìn)行單片機(jī)開發(fā)的用戶，KEIL已經(jīng)成為必備的開發(fā)工具。 （二） 如何使用KEIL開發(fā) 對KEIL軟件及其集成開發(fā)環(huán)境有了整體認(rèn)識后，本任務(wù)詳細(xì)介紹如何使用KEIL來進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)。 1. 建立工程 首先啟動KEIL軟件的集成開發(fā)環(huán)境μVision，μVision啟動以后，程序窗口的左邊會出現(xiàn)一個工程管理窗口。 選擇“Project/New Project ...”菜單，出現(xiàn)一個對話框。 要求給將要建立的工程取一個名字，不需要擴(kuò)展名，單擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個對話框。 2. 工程設(shè)置 工程建立好之后，還要對工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足要求。 設(shè)置對話框中的“Target”頁面，如圖所示。 3. 編譯與連接 在工程建立并設(shè)置好以后，接下來的工作就是對工作進(jìn)行編譯。 4. dScope for Windows的使用 在開發(fā)產(chǎn)品時，有時軟件，也就是應(yīng)用程序，先行于硬件設(shè)計(jì)，可以用軟件模擬仿真器（Simulator）對應(yīng)用程序進(jìn)行軟件模擬調(diào)試。 （1） 啟動 如果源程序代碼編譯成功，那么運(yùn)行dScope可以對8051應(yīng)用程序進(jìn)行軟件仿真調(diào)試——使用Simulator。為了運(yùn)行dScope，在如圖所示的“Option for Targe”選項(xiàng)的“Debug”選項(xiàng)中要選中“Use Simular”單選項(xiàng)。 （2） 調(diào)試 調(diào)試是檢查程序中看不見的錯誤，所以要認(rèn)真對待。其實(shí)比起開發(fā)來，排除錯誤的調(diào)試更應(yīng)該認(rèn)真去做，因此，必須熟練掌握其使用要領(lǐng)，并且在做開發(fā)計(jì)劃時，通常就把開發(fā)周期和調(diào)試周期同等對待。 （3） 調(diào)試窗口 KEIL軟件在調(diào)試程序時提供了多個窗口，主要包括輸出窗口（Output Window）、觀察窗口（Watch & Call Stack Window）、存儲器窗口（Memory Window）、反匯編窗口（Dissaembly Window）和串行窗口（Serial Window）等。進(jìn)入調(diào)試模式后，可以通過菜單“View”下的相應(yīng)命令打開或關(guān)閉這些窗口。 二、　PROTEUS軟件 PROTEUS ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。 （一） PROTEUS中繪制點(diǎn)亮LED電路圖 1. 建立文件 單擊工具欄上的“新建”按鈕，新建一個設(shè)計(jì)文檔。 2. 選取元器件 此簡單實(shí)例需要如下元器件： 單片機(jī)： AT89C51 發(fā)光二極管： LEDRED 瓷片電容： CAP* 電阻： RES* 選取元器件晶振： CRYSTAL 按鈕： BUTTON 3. 放置元器件至圖形編輯窗口 在對象選擇器窗口中，選中AT89C51，將鼠標(biāo)置于圖形編輯窗口該對象的欲放置的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，該對象被完成放置。 4. 放置終端（電源、地） 單擊工具欄中的終端按鈕，在對象選擇器窗口中選擇“POWER”。 5. 元器件之間的連線 PROTEUS的智能化可以在你想要畫線的時候進(jìn)行自動檢測。 6. 修改、設(shè)置元器件的屬性 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，只需要雙擊ISIS編輯區(qū)中的該元器件 (二) PROTEUS電路圖的繪制 效果圖如圖所示。 1. 將所需元器件加入到對象選擇器窗口 單擊對象選擇器按鈕“p”。 2. 放置元器件至圖形編輯窗口 將“74LS373”“80C51.BUS”和“MEMORY_13_8”放置到圖形編輯窗口。 3. 放置總線至圖形編輯窗口 單擊繪圖工具欄中的總線按鈕“”，使之處于選中狀態(tài)。將鼠標(biāo)置于圖形編輯窗口。 4. 添加時鐘信號發(fā)生器和接地引腳 單擊繪圖工具欄中的信號發(fā)生器按鈕。 5. 元器件之間的連線 在圖形編輯窗口，完成各對象的連線。 6. 給導(dǎo)線或總線加標(biāo)簽 7. 添加電壓探針 單擊繪圖工具欄中的電壓探針按鈕“”，在圖形編輯窗口，完成電壓探針的添加。 8. 設(shè)置元器件的屬性 在圖形編輯窗口內(nèi)，將鼠標(biāo)置于時鐘信號發(fā)生器上，單擊鼠標(biāo)右鍵，選中該對象，單擊鼠標(biāo)左鍵，進(jìn)入對象屬性編輯頁面，如圖所示。在“Frequency［Hz］”欄中輸入12M，單擊“OK”按鈕，結(jié)束設(shè)置。此番操作意味著時鐘信號發(fā)生器給單片機(jī)提供頻率為12MHz的時鐘信號。 9. 添加虛擬邏輯分析儀 在我們繪制圖形的過程中，遇到復(fù)雜的圖形，通常一幅圖很難準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計(jì)者的意圖，往往需要多幅圖來共同表達(dá)一個設(shè)計(jì)。 10. 給邏輯分析儀添加信號終端 單擊繪圖工具欄中的Inter-sheet Terminal按鈕“”，在對象選擇器窗口，選中對象DEFAULT，如圖所示，將其放置到圖形編輯窗口；在對象選擇器窗口，選中對象BUS，將其放置到圖形編輯窗口，如圖所示。 11. 將信號終端與虛擬邏輯分析儀連線并加標(biāo)簽 在圖形編輯窗口，完成信號終端與虛擬邏輯分析儀連線。 12. 調(diào)試運(yùn)行 使用快捷鍵“Page Down”，將圖幅切換到“Root sheet 1”。 三、 PROTEUS和KEIL聯(lián)調(diào) ① 首先，安裝PROTEUS和KEIL軟件。 ② 把PROTEUS＼＼MODEL目錄下的VDM51.DLL文件復(fù)制到KEIL安裝目錄的＼＼c51＼＼bin目錄中。 ③ 修改KEIL安裝目錄下的TOOLS.INI文件，在c51字段中加入TDRV5=BIN＼＼VDM51.DLL（“PROTEUS VSM MONITOR51 DRIVER”），并保存。 注： 不一定要用TDRV5，根據(jù)原來字段選用一個不重復(fù)的數(shù)值就可以了，引號中的名字可隨意寫。 ④ 運(yùn)行PROTEUS，畫出要設(shè)計(jì)的電路圖，在Debug菜單中選擇Use Remote Debug Monitor選項(xiàng)。 ⑤ 在KEIL中編寫相應(yīng)的程序代碼。 ⑥ 在KEIL中Project菜單中選擇Options for target “target 1”選項(xiàng)。 任務(wù)實(shí)施 根據(jù)任務(wù)實(shí)施里面的第三項(xiàng)，我們先對KEIL和PROTEUS進(jìn)行設(shè)定。 ① 在KEIL軟件中輸入源代碼并編譯，如圖所示。 ② 在PROTEUS軟件中繪制電路，如圖所示。 ③ KEIL和PROTEUS聯(lián)調(diào): 點(diǎn)擊KEIL軟件“”圖標(biāo)，在點(diǎn)擊“”后，大家會發(fā)現(xiàn)PROTEUS圖中的燈在閃爍。我們可以利用KEIL中的工具欄，對PROTEUS進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)試，如圖所示，我們設(shè)置了一個斷點(diǎn)，點(diǎn)擊“”，程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處，同時PROTEUS的燈不亮。 知識拓展 利用KEIL軟件中的F10、F11快捷鍵調(diào)試觀察燈的變化。 目標(biāo)檢測 任務(wù)四 LED報(bào)警燈閃爍 知識準(zhǔn)備 通過任務(wù)二我們已經(jīng)知道，要讓圖141中的LED發(fā)光，只要將P0_7置成低電平就可以了，反之把P0_7置成高電平就可以使LED滅掉。本次任務(wù)是要讓LED閃動起來，即讓亮和滅在一段時間內(nèi)交替出現(xiàn)。 一、 函數(shù) C程序是由函數(shù)組成的，對于規(guī)模較大、比較復(fù)雜的問題，人們常采用模塊化設(shè)計(jì)方法，即將一個較大的程序按功能劃分成若干個程序模塊，每個模塊用來實(shí)現(xiàn)一個特定的功能。在C語言中，函數(shù)就是實(shí)現(xiàn)模塊化程序設(shè)計(jì)的工具，C語言中的函數(shù)相當(dāng)于其他高級語言中的子程序和過程，由于采用函數(shù)結(jié)構(gòu)的寫法，使C語言的程序代碼結(jié)構(gòu)清晰，同時有利于程序的編寫、閱讀和維護(hù)。本次任務(wù)中的延時功能，便是使用函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。 二、 函數(shù)定義的一般形式 （一） 無參函數(shù)的定義形式 類型標(biāo)識符 函數(shù)名() { 聲明部分 語句 } （二） 有參函數(shù)定義的一般形式 類型標(biāo)識符 函數(shù)名(形式參數(shù)表列) { 聲明部分 語句 } 任務(wù)實(shí)施 一、 源程序 二、 程序分析 (一) delay_ms（1000） 因?yàn)閱纹瑱C(jī)的程序執(zhí)行速度很快，如果在很短的時間內(nèi)改變P0.7的狀態(tài)，人眼是看不出來的，必須有個合適的延時時間。 （二） 函數(shù)分析 void delay_ms(unsigned int time) { unsigned int i,j; for(i=0;i

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