任务一单片机控制单灯亮灭

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1、任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭教学导航 任务单 任务准备 案例示范 知识梳理与总结 任务作业教学教学导导导导航航教知识重点(1)单片机存储器结构 (2)并行输入/输出接口 (3)单片机引脚功能 知识难点 并行输入/输出接口推荐教学 方式以任务入手，通过单片机控制单只发光二极管的亮灭 任务的完成初步了解单片机的基本结构，并行输入/ 输出接口的控制方法。建议学时 6学时学 推荐学习 方法通过对教师提供的电路图和给定的程序调试，初步学 会使用Keil C开发环境和Proteus完成程序编辑、编译 、调试与仿真运行方法，理解相关理论知识，学会应 用。必须掌握 的理论 知识(1)数制

2、与编码 （2）单片机内部结构与CPU结构 (3)存储器配置 （4）并行输入/输出接口 (5)单片机引脚功能必须掌握 的技能利用Keil C开发环境和Proteus编辑、编译、调试与仿 真运行C51程序的初步过程。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 任务单任务 描述针对第一个项目交通灯控制系统，由单片机控制十二只发光二极管 ，分别对应四个路口的红绿黄灯，定时让相应的红绿灯亮、黄灯闪烁。 为了实现这一目标，首先必须解决单片机如何控制单只发光二极管亮和 灭的问题，因此通过本任务的学习，学会利用单片机控制任意一只发光 二极管发光和不发光。任务 要求由P0连接8只发光二极管（如图1-1所

3、示，P0口各脚分别连接红、绿、 黄、蓝四种颜色），实现如下功能：（1）让左边4只发光二极管亮、右边4只发光二极管不亮；（2）让8只发光二极管间隔亮，即从左边开始让第1、3、5、7亮，另 外4只不亮，或反过来；（3）自行设置哪些灯亮、哪些灭（如让指定亮的颜色），实现之。实现 方法1利用Proteus仿真运行，采用不同的方法实现单灯（或几个灯）的发 光。 2在开发板等实训设备上按任务要求连线，完成程序设计并运行。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 任务一电路图任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 任务一 单片机控制单灯亮灭1.1 数制与编码1.2 8051单片机基本结

4、构1.3 存储器结构1.4 并行输入/输出接口1.5 MCS-51单片机引脚功能案例1 单片机控制右侧发光二极管亮灭案例2 仿真调试简单的C语言程序任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 1.1 数制与编码 计算机最基本的功能是进行数据的计 算和处理加工，为了方便和可靠，计算机 内部采用了二进制数字系统，因此，所有 数值数据都必须采用二进制数表示，所有 非数值数据，例如，字母、符号等也都必 须采用二进制代码表示。 任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭1.1.1 进位计数制 数制是进位计数制的简称。为区别不同 的进位计数制，通常用字母来表示数制：D（Decimal）代表

5、十进制（也可省略）B（Binary）代表二进制O（Octal）代表八进制H(Hexadecimal)代表十六进制。 任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 几种进制的对应关系十进制 十六进制 二进制 十进制 十六进制二进制 000000881000 110001991001 22001010A1010 33001111B1011 44010012C1100 55010113D1101 66011014E1110 77011115F1111任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 进制间的转换技巧：利用“开始”“附件”“计算器”任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯

6、亮灭 1.1.2 计算机中的常用编码 1二十进制编码 二十进制编码是指将十进 制数的09十个数字用二进制数表示的编码，即BCD （Binary Coded Decimal）编码。由于十进制数需用4位二进制数来表示。4位二进制编码有多种方案，BCD码也有多种 方案。最常用的编码是8421BCD码，它是一种恒权 码，8（23）、4（22）、2（21）、1（20）分别 是4位二进制数的权值。 任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 8421BCD码十进制数8421BCD码十进制数8421BCD码00000501011000160110200107011130011810004010091

7、001任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭十进制数86.5转换为8421BCD码为：86.5（1000 0110.0101）8421BCD BCD码1001 0011.0100转换为十进制数为 ：（1001 0011.0100）8421BCD93.4例1-5 十进制数和BCD码相互转换同一二进制代码，当把 它看作是二进制数和把 它看作是二进制编码的 十进制数（BCD），其数 值是不同的！ 任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 2字符编码计算机中普遍采用的是美国国家信息交换标准字 符码，即ASCII码（American Standard Code for Inform

8、ation Interchange）。ASCII码采用7位二进制代码对字符进行编码。它 包括52个大、小写英文字母，10个阿拉伯数字，32个 通用控制符号，34个专用符号，共128个字符。例如0 9对应的ASCII码为30H39H，AZ对应的ASCII码 为41H5AH。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 ASCII 码 表 任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 1.2 单片机基本结构MCS-51系列单片机都是以8051为核心 电路发展起来的，包括51子系列（基本型 ）和52子系列（增强型）两大类，因此它 们都具有MCS-51的基本结构与软件特征， 具有很强的兼容

9、性。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 MCS51系列单片机配置Flash Rom单片机：89X5189C51、89S51等。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭1.2.1 单片机的内部结构（1）1个8位的中央处理器（CPU，具有位处理 功能）和1个全双工的异步串行口。 （2） 2个16位定时器/计数器 （3）3个逻辑存储空间 64KB程序存储器空间（ 包括4KB片内程序存储器 ROM） 128B内部数据存储器（RAM） 64KB数据存储器空间 （4） 4个双向并可按位寻址的I/O口 （5）5个中断源，具有两个优先级 （6）片内还有振荡器和时钟电路VCCALERA

10、M地址 寄存器RAMP0锁存器P2锁存器ROMP0驱动器P2驱动器ACC 寄存器B 暂存2暂存1SP程序地址 寄存器缓冲器PC加1PCDPTRPSWP1驱动器P3驱动器P1锁存器P3锁存器SFR特殊功能 寄存器PSENVSSEA RESET内部 时钟外接晶振P1.0P1.7P3.0P3.7P0.0P0.7P2.0P2.7中断、串行口 及定时器ALU定 时 及 控 制指 令 寄 存 器指 令 译 码 器用 EPROM, 为8751无ROM 为8031任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭MCS-51系列单片机的结构框图P0 P1 P2 P3并行接口C P U时钟电路串行接口中断系统R

11、OMRAM定时/计数器T0 T1TXD RXD任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭1.2.2 单片机CPU的结构1. CPU 结构MCS51内部有一个8位CPU（8 位是CPU的字长，指CPU对数据的处理是按 一个字节进行的），它象通常的微处理器 一样，也是由算术逻辑运算单元ALU、定 时控制部件（即控制器）和各种专用寄存 器等组成的。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭ALU 由定时和控制部件构成的控制器，包括 定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码 器、数据指针DPTR、程序计数器PC、 堆栈指针SP、RAM地址寄存器以及16 位地址缓冲器等。运算器（ALU、专 用

12、寄存器）任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 2.CPU的专用寄存器组MCS-51的CPU专用寄存器组包括6个寄存器 程序计数器PC 累加器ACC 寄存器B 程序状态标志寄存器PSW 堆栈指针SP 数据指针DPTR。 除PC外，其余5个寄存器均为可编程可访问寄存 器。 专用寄存器组中只有PC在物理上是独立的（即 没有与其他器件共同编码的物理地址），其余5个寄 存器都有相应的直接地址（称字节地址）。 任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 是一个独立的计数器，用于存放下一条待执行指 令的地址。 PC的基本工作过程可以描述为： PC中的数作为指令地址输出给程序存储器，程

13、序存储器按此地址输出指令字节，同时PC本身 自动加1，指向下一条指令。 MCS-51的PC是一个16位寄存器，其寻址范围是 64KB（即216Byte）。（1）程序计数器PC（Program Counter）任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭（2）累加器ACC （Accumulator）简称A寄存器或累加器A，是一个具有特殊 用途的8位寄存器，主要用来存放一个操作数 或存放运算的结果。 累加器ACC是CPU中使用最频繁的寄存器 ，MCS-51指令系统中多数指令的执行都通过 它进行。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 （3）程序状态字PSW （Program St

14、ate Word）CyACF0RS 1RS 0OVPD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0PSW进 位 标 志 、 “ 位 累 加 器 ” 辅 助 进 位 标 志用 户 通 用 状 态 标 志 溢 出 标 志奇 偶 标 志 位保 留 位 工作寄 存器组 选择控 制位 若A中有奇数 个“1”，则P 置位，否则清 零 任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 1.3 存储器的结构自学，回答以下问题： 1、MCS-51存储器的ROM和RAM分别存放什么内容，其 体系结构什么样的结构？有何特点？ 2、8051单片机的片内ROM的容量有多大？如果要扩展 了程序存储器，单片机的程序存储在

15、片内ROM和片外ROM 两个空间中，必须对单片机的引脚如何处理？片外ROM的 地址范围是怎样的？ 3、8031没有片内ROM，则对单片机的引脚如何处理？ 4、51子系列单片机片内RAM容量多大，分为哪几大区 域？ 5、51单片机片机RAM中的工作寄存器区有多少个单元 ，分几组，每组多少个单元？这些单元如何命名的？ 6、ROM、片内RAM、片外RAM分别称为什么区？任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭 1.3 存储器结构普林斯顿（Princeton）结构：将程序和数据合用一个存 储器空间的结构。 哈佛（Harvard）结构： 程序存储器和数据存储器截然分开，ROM和 RAM独立编址并分别寻址的结构，相互间不会冲突 。在MCS-51系列单片机中，不仅在片内预留了一 定容量的程序存储器、数据存储器，而且还具有很 强的外部存储器扩展能力，可扩展到64KB。任务一任务一 单片机控制单灯亮灭单片机控制单灯亮灭1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15EPROM27641 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 25 24 23 22 21 20 19 1