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1、项目一 发光二极管LED点亮控制 1ARM嵌入式系统教学目的u了解单片机的内部结构与主要型号； u掌握单片机引脚功能； u掌握单片机I/O口的基本功能； u掌握用I/O口实现简单控制的方法； u利用单片机的I/O口实现LED闪烁的控制。工作模块一 点亮一个发光二极管u工作任务 使用AT89S52单片机 ，P1.0引脚接发光二 极管（LED）的阴极 ，通过C语言程序控 制，从P1.0引脚输出 低电平，使发光二极 管点亮。 PROTEUS简介uPROTEUS是英国Labcenter Electronics公司开 发的多功能EDA软件。PROTEUS不仅是模拟电 路、数字电路、模数混合电路的设计与仿
2、真平 台，也是目前较先进的单片机和嵌入式系统的设 计与仿真平台。 u它实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、 电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系 统测试与功能验证到形成PCB的完整的电子设计 、研发过程。 LED控制电路u按照工作任务要求，点亮一个LED电路是由 AT89S52单片机和1个LED电路构成。 uAT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低电 压、高性能8位单片机，具有丰富的内部资源, 使 用AT89S52单片机无须外部存储器。 用PROTEUS设计第一个LED控制电路u新建设计文件 u保存设计文件 u选取元器件 u放置元器件 u编辑元器件 u放置终端 u连线 u属性
3、设置 u电气规则检测 工作过程uP1.0引脚接发光二极管（LED）的阴极，P1.0引 脚输出低电平时，发光二极管点亮。 问题：为什么P1.0引脚输出低电平，发光二极管点亮？ u通过程序控制，使P1.0引脚输出低电平，使发光 二极管点亮。 问题：程序怎么使P1口的引脚输出低电平？下面我们来看一下程序，就可以找到答案。LED点亮程序ORG 0000H ;程序开0000H存储单元开始LJMP STARTORG 0030H ;主程序从0030H存储单元开始 START:MOV P1,#0FFH ;P1口全部输出1CLR P1.0 ; P1口第一位输出低电平,P1.0所接的灯点亮SJMP $ ;执行完后
4、等待END ; 结束KEIL C51(P32)uKeil C51 是德国Keil软件公司开发的基于8051 内核的微控制器软件开发平台，是51系列单片机 C语言软件开发系统，是目前开发8051 内核单片 机的主流工具。 uKeil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集 成开发调试工具，全Windows界面。Vision2 集成开发环境可以完成从工程建立和管理、编译 、连接、目标代码的生成、软件仿真和硬件仿真 等完整的开发流程。 用KEIL C51编写第一个C语言程序 u建立第一个C程序项目u建立工程文件 u建立源文件 u加载源文件 u设置工程的配置参数 u进行编译和连接 u进入调试模式 u
5、全速运行程序用PROTEUS仿真运行调试 u加载“点亮一个LED.hex ”目标代码文件 u打开Proteus “点亮一个LED”电路。 u双击单片机“AT89S52”，在弹出的“编辑元件”对话框 中单击“Program File”栏的打开按钮，在弹出的“选择 文件名”对话框找到前面编译生成的“点亮一个 LED.hex ”HEX文件,单击“打开“按钮，完成“点亮一个 LED.hex ”HEX文件加载。 u将“Clock Frequency”栏中的频率设为12MHz，单击 “确定”，即可完成加载目标代码文件。 u仿真运行调试 u单击仿真工具栏“运行”按钮，单片机全速运行程序。 认识单片机u单片机
6、实质上是一个芯片(P7)C P U存 储 器定 时 器 / 计 数 器中 断 系 统P0-P3TxDRxDTINT并 行 I/ O 口串 行 I/ O 口单片机的发展 u第一阶段（1974-1976年）为单片机初级阶段u由于受工艺及集成度的限制，单片机采用双片形式 ，且功能比较简单。 u第二阶段（1976-1978年）为低性能单片机阶 段 u单片机采用单芯片形式，是“小而全”。 u第三阶段（1978-1982年）为高性能单片机阶 段，也是单片机普及阶段 u第四阶段（1982年以后）为16位单片机阶段单片机的特点 u由于单片机是在一块芯片上集成了一台微型计算 机所需的CPU、存储器、输入/输出部
7、件和时钟 电路等。因此它具有体积小，使用灵活、成本低 、易于产品化、抗干扰能力强，可在各种恶劣环 境下可靠地工作等特点。 u体积小、重量轻，价格低、功能强，电源单一、功耗 低，可靠性高、抗干扰能力强； u使用方便灵活、通用性强； u目前大多数单片机采用哈佛（Harvard）结构体系； u突出控制功能的指令系统； u较低的处理速度和较小的存储容量。单片机的应用 u单片机主要应用在以下几个方面： u家用电器 u智能卡 u智能仪器仪表 u网络与通信 u工业控制单片机的分类u单片机可分为通用型单片机和专用型单片 机两大类。u通用型单片机是把可开发资源全部提供给使用 者的微控制器。我们通常所说的单片机即
8、指通 用型单片机。u专用型单片机则是为过程控制、参数检测、信 号处理等方面的特殊需要而设计的单片机。u按片内不同程序存储器的配置来分 u片内带ROM、片内带EPROM型、片内无ROM u按片内不同容量的存储器配置来分 u51子系列型（是基本型）、52子系列型（是增强型） u按芯片的半导体制造工艺上的不同来分 uHMOS工艺型、CHMOS工艺型（用“C”表示） u按所能适应的环境温度范围，可划分为三个等级： u070民用级、40+85工业级、65+125军用级 。MCS-51单片机uMCS-51是美国Intel公司的8位高档单片机系列，也是我 国目前应用最为广泛的一种单片机系列。 u8051/8
9、0C51是整个MCS-51系列单片机的核心。u51系列单片机源于Intel公司的MCS-51系列，在Intel公 司将MCS-51系列单片机实行技术开放政策之后，许多公 司都以MCS-51中的基础结构8051为基核推出了许多各具 特色、具有优异性能的单片机，如Philips、Atmel等。 这样，把这些厂家以8051为基核推出的各种型号的兼容 型单片机统称为51系列单片机。Atmel公司的AT89系列单片机uAT89系列单片机不但具有一般MCS-51单片机的所有特 性，而且其Flash程序存储器可以用电擦除方式瞬间擦除 、改写, 写入单片机内的程序还可以进行加密。型号快闪 ROM片内 RAM寻
10、址 范围并行 口线串行口中断源定时器AT89C514K128264K3215216AT89C528K256264K3216316AT89C20512K12824K1515216AT89C40514K12824K1515216 AT89S514K128264K3215216AT89S528K256264K3216316单片机硬件结构(P10)时钟电路CPUROMRAMT0 T1中断系统串行接口并行接口P0 P1 P2 P3TXD RXDINT0 INT1定时计数器 中央处理器 CPU：8位 ，运算和控 制功能 内部RAM：共 256个RAM单 元，用户使用 前128个单元 ，用于存放可 读写数据
11、，后 128个单元被 专用寄存器占 用。 内部ROM： 4KB掩膜ROM ，用于存放程 序、原始数据 和表格。 定时/计数器： 两个16位的定 时/计数器，实 现定时或计数 功能。 并行I/O口：4个 8位的I/O口P0 、P1、P2、P3 。 串行口：一个全 双工串行口。 中断控制系统 ：5个中断源（ 外中断2个，定 时/计数中断2 个，串行中断1 个） 时钟电路：可 产生时钟脉冲 序列，允许晶 振频率6MHZ和 12MHZ复位电路中央处理器（CPU）u中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。uMCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。内部数据存储器（内部RAM）u芯片中共有256
12、个RAM单元前128单元，作为供用户使用的寄存器和用于存放可读写的数据；后128单元被专用寄存器占用。u通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。内部程序存储器（内部ROM）u芯片中共有4 KB个ROM单元。u用于存放程序、原始数据或表格，因此，称之为程序存储器，简称内部ROM。定时/计数器u两个16位的定时/计数器。u实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。并行I/O口u4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）u实现数据的并行输入/输出串行口u一个全双工的串行口，以实现单片机和其它设备 之间的串行数据传送。 u该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收
13、 发器使用，也可作为同步移位器使用。中断控制系统u5个中断源，即外中断两个，定时/计数中断两个 ，串行中断一个。 u全部中断分为高级和低级共两个优先级别。AT89S52单片机结构 u一个8位CPU； u一个片内振荡器及时钟电路； u8K字节可重复擦写的Flash闪速存储器 u三级加密程序存储器； u2568字节内部RAM； u3个16位定时器/计数器； u32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）； u一个可编程全双工串行口； u具有8个中断源、两个优先级嵌套中断结构。 AT89S52引脚功能(P11) u电源线：VCC(+5V)、VSS(地 ) u振荡电路：XTAL1、XTAL2 u复
14、位引脚：RST u并行口：P0、P1、P2、P3 uEA：访问程序存储控制信号 uPSEN：外部ROM读选通信号 uALE：地址锁存控制信号 uP3口线的第二功能AT89S52引脚功能u电源引脚(2根) VCC(40脚)：电源端，接+5V电源。VSS(20脚)：接地端。u时钟引脚(2根) XTAL1(19脚)：接外部晶振和微调电容的一端。XTAL2(18脚)：接外部晶振和微调电容的另一端。AT89S52引脚功能 控制引脚(4根) RST/VPD(9脚)：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效， 用以完成单片机的复位初始化操作。ALE/PROG (30脚)：地址锁存控制
15、信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来 ，以实现低位地址和数据的隔离。EA/VPP(31脚)：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器； 当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始， 并可延至外部程序存储器。PSEN(29脚)：片外ROM读选通信号端。在读片外ROM时，PSEN有效，为低电平，以实现对片外ROM 的读操作。AT89S52引脚功能uP0口 （引脚32-39）普通I/O口uP1口 （引脚1-8） 普通I/O口uP2口 （引脚21-28）普通I/O口uP3口 （引脚10-17）普通I/O口，或作为其他第 二
16、功能口P3口各引脚与第二功能表引脚 第二功能 功能说说明 P3.0RXD串行口输入P3.1TXD串行口输出P3.2INT0外部中断0输入P3.3INT1外部中断1输入P3.4T0定时器/计数器0计数输入P3.5T1定时器/计数器1计数输入P3.6WR片外RAM写选通信号(输出)P3.7RD片外RAM读选通信号(输出)最小单片机系统(P13)u单片机 u5V电源，接地 u时钟电路（晶振） u复位电路时钟电路u时钟电路为单片机产生时钟 脉冲序列。u系统允许的晶振频率一般为 6 MHz和12 MHz，电容C1 和C2取30 pF左右。u晶体振荡频率高，则系统的 时钟频率也高，单片机运行 速度也就快。时序的概念 u单片机内的各种操作都是在一系列脉冲控制下进行的 ，而各脉冲在时间上是有先后顺序的，这种顺序就称 为时序。 u单片机的时序定时单位从小到大依次为：时钟周期、 状态周期、机器周
