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1、第一课,了解单片机及单片机的控制原理和制一个章学习内容： 单片机基本原理，如何使用何编程点亮和灭掉一个何进入何使用单步，断点，全速，停止的调试方法 聂小猛 2006年6月 单片机现在是越来越普及了，学习单片机的热潮也一阵阵赶来，许多人因为工作需要或者个人兴趣需要学习单片机。可以说，掌握了单片机开发，就多了一个饭碗。 51单片机已经有30多年的历史了，在中国，高校的单片机课程大多数都是51，而51经过这么多年的发展，也增长了许多的系列，功能上有了许多改进，也扩展出了不少分支。而国内书店的单片机专架上，也大多数都是51系列。可以预见，51单片机在市场上只会越来越多，功能只会越来越丰富，在可以预见的
2、数十年内是不可能会消失的。 作为一个初学者，如何单片机入门？需要那些知识和设备呢？知识上，其实不需要多少东西，会简单的道51单片机的基本结构就可以了。一般的大学毕业生都可以快速入门，自学过这2门课程的高中生也够条件。 就算你没有学过单片机课程，只掌握了过本系列的教程，您也会逐渐的进入单片机的大门。当然在学习的过程中，您还是必须多去研读单片机书籍，了解他们的基本结构及工作方式。 下面以51为例来了解一下单片机是什么东西，控制原理又是什么？ 在数字电路中，电压信号只有两种情况，高电平和低电平，用数字来记录就是1和0。单片机内部的存器，总线等等结构都是通过1和0两种信号来运作的，数据也是以1或者0来
3、保存的。单片机的输入输出管脚，也就是是只输出或识别1和0两种信号，也就是高电平和低电平。当单片机输出一个或一组电平信号到部的设备就可以读到这些信号，并进行相应操作，这就是单片机对外部的控制。当外部一个或一组电平信号送到单片机的片机也可以读到这些信号，并进行分析操作，这就是单片机对外部设备信号的读取。当然实际的操作中，这些信号可能十分复杂，必须严格地按照规定的时间顺序（时序）输入输出。每种设备也都规定了自己的时序，只要都严格遵守，就可以控制任何设备，做出只要你想象得出的任何事情。 您可能会再问，我如何让单片机去控制和分析外部设备呢？答案是程序，您可以编写相关的程序，并且把他们烧写到单片机内部的程
4、序空间，单片机在上电时，就会一步一步按照您写的程序去执行指令，做您想做的事情。 在51标准芯片中，有32个输入输出为4组，每组8个，分别为1口，3口。余类似。51就是用这32个口来完成所有外部操作的。对于51的内部结构，如果您已经了解，那是最好；如果不懂，也可以先放下，在完成了本教程开始的几个章节之后，您就会大有兴趣，自己去寻找资料阅读了。当然，如果您希望成为一个优秀的单片机开发程序员，还是必须熟悉单片机的内部结构及工作原理，切不可偷懒！ 在这一章，您将用程序去控制一个应该知道，通电就灭。为了不让们还要串上限流电阻。51的输出高电平时，只能输出几十微安的电流到地，而在输出低电平时，般们就将间串
5、上电阻，当就亮了，反之，灯就灭了。参考一下我们将要使用的试验板的电路图，这个试验板是在购买图1，试验电路图 图2：试验板外观图 下面介绍一下仿真器和仿真环境。 在实际的单片机学习和开发中，你可以用仿真器模拟一个它按照您编写的程序工作，并且进行调试，一步步排除程序的程序正常工作。程序工作正常后，您就可以用烧写器将您编写的程序烧入购买来的单片机芯片中，让它自己去运行了。 要使用仿真器，还得有一个编译调试的环境，这个环境是在计算机上运行的，我们就在计算机上编写和调试程序，计算机和仿真器有连接，仿真器中的各种数据和程序，都可以从计算机上观察到，并可以观察变量，写入变量的值，单步调试程序，在程序中设置断
6、点调试，全速运行，停止程序运行，等等操作。 我们使用世界上目前最先进的真器使用大虾电子网（ ）设计的个仿真器功能齐全，性价比最佳，是学习开发的好工具！ 您可以在此页，这些资料详细地说明了如何使用在本章试验完成或者试验过程中，如果遇到不懂的地方，一定要抽时间阅读！ 您应该也可以在上面的网页中找到下载破解版本的国法律规定，在学习和研究工作中使用有版权的软件是可以的，但是，如果您开发产品时，建议您还是去购买一个正版的软件。 下面是1。安装 将仿真器和试验板按图3组装好，串口线按照正确方向插入仿真器，另一端和电脑串口连接，请尽量使用计算机的硬串口。 仿真器底座左边的跳线，请放在进入仿真状态。如果放在会
7、进入脱机运行状态。 晶振选择跳线请放在使用仿真器内部晶振，内部晶振更加可靠。如果放在会使用外部的用户板晶振。 图3 仿真器插在试验板上 2。电源 因为用户板使用电流不大，可以使用实际应用中，如果用户板使用电流超过100们就建议使用外部电源） 3。启动 在仿真器上电，或者按一下仿真器上面的按钮时，仿真器会发出“嘀”，表示仿真器正常启动。同时仿真器上面的灯闪烁一次，表示进入正常仿真状态。 4。仿真设置 第一个设置： 函数前面，加上一句： _如果以上设置你没有做，在装载过程中，仿真器会发出“嘀嘀嘀” 的三声短声报警，这时的仿真结果将可能不正确。 在我们的例程中，这句话已经加入了。这句话并不会影响程序
8、的工作，可以一直保留。 第二个设置： 请在硬件仿真设置选项中，选择前面打勾。 如果以上设置你没有做，在装载过程中，仿真器会发出“嘀” 的一声长声报警，这时的仿真结果将可能不正确。 其余设置： 请选择这样才会使用硬件仿真 请选择at ，在启动时直接装载程序 请选择Go 装载后直接运行到在硬件仿真设置选项中，选择115200有者只选时请选择正确的串口号。 图4仿真设置 好了，现在可以开始做试验了，我们打开已经建立好的工程和编写好的程序试验。顺便还会学习一下程序调试的技巧。至于如何建立一个新工程，请参考者自己摸索一下，步步教你如何第一次做”的文章可以学习。 开后界面如下： 图6：程序界面 这个界面是
9、点一下上图第三排第2或者第3个按钮（您的编译器按钮位置不一定在那个位置，自己找找），就可以看到编译结果了。上面显示是0是最佳的编译结果，如果有无法进行下一步仿真，如果有定要尽量消除，确实无法消除的，也要确认不会对程序造成影响，才进行下一步的仿真。 在编译结果中，我们还可以看到有注意您的单片机中是否有这么多的资源，如果不够，将来烧片运行时就可能出现问题。比如出这些范围，程序就不能在同的芯片有不同的容量，如部768字节有256个字节的们的例程中肯定都考虑了这些了，肯定不会超出，因为来自己开发时就要注意了。 下面我们故意把第9行的编译，因为没有预先定义以就报告错误了，如下图： 双击一下错误报告的那一
10、行，窗口就也会跳到这一行，方便您进行修改。好了，现在请把错误改回去，再编译一次，出现报告正确了以后，下面开始仿真了。 点一下第二行第5个一个放大镜里面一个可以进入仿真了，仿真器要事先连接好哟。进入仿真后要退出仿真环境也是点这个按钮。注意，等会如果程序在正在全速运行时，仿真环境是不能直接退出的，得先点停止运行后，再点仿真按钮才可以退出。 点进入仿真按钮，程序开始装载，停下，并指向了函数的第一行。 下面是进入了仿真环境的截图： 再顺便把调试界面上的按钮介绍一下： 图5：按钮说明 进入仿真窗口后，如果出现的不是前面的源代码窗口，而是夹有反汇编代码的窗口，直接关掉这个窗口就会恢复到代码窗口。下次进入也
11、会直接进入到源代码窗口。 现在先试验单步，点单步（两个单步都可以，一般点单步跨过）。可以看到灯亮了。图：照片，灯亮 再点一下单步，灭了。 再点一次，续点仍然在这一行。这句指令其实就是使程序不断地跳到自己这一行，别的什么也不做。一般称作程序挂起。 一般的实际应用中的程序是不会挂起的，一般是在序如下： ) ;/亮灯 ;/灭灯 请将们下一步将试验断点的操作。 编译后结果如下： 图： 进入仿真后 图： 可以看到下面的提示窗口中显示：“后面的V. D . D 在第15行双击一下，可以看到程序行左边出现了一个红方块，这就是设置断点，再双击一次，断点就取消了。如果程序在全速运行的过程中遇到断点，就会自动停下
12、来给你分析。注意在进入仿真后，并且程序是停止状态时，才可以设置或者取消断点。 图：设置了断点 现在点全速运行，可以看到程序在断点处停了下来，并且由于前一句指令刚刚执行了点灯，所以这时灯是亮着的。 现在在第14行设置断点，并且取消上一个断点。 图：设置了另一个断点 现在点全速运行，可以看到程序在断点处停了下来，并且由于刚刚执行了灭灯，灯是灭着的。 好，现在试验全速运行和停止。 把断点取消，再点全速运行，可以看到灯是亮着的，但是不是很亮，这是由于程序是循环的，亮灭交替进行，亮的时间并不是全部的时间。 现在点停止，可以看到程序停止了，重复几次进行全速和停止，可以发现每次停止的地方不一定是同一位置。 这一课就先结束了，我们学习了如何点灯及一些基本的编译和调试操作，下一课将学习如何使更多的调试方法，和如何查看运行状态和设置内部寄存器的值。 课后作业： 改为第2个完本章的试验。
