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1、实验一：硬件，软件介绍以及闪烁灯和流水灯一实验目的1.认识单片机以及外围硬件。 2.掌握KEIL软件的基本操作。3.掌握单片机编程的一般流程。二实验内容1.认识单片机开发板上的硬件，串口以及usb转串口线。2.使用keil软件建立工程并编写闪烁灯程序，下载到开发板上进行验证。3.改写闪烁灯程序，进一步熟悉操作。3.编写流水灯程序并下载到开发板上进行验证。三实验设备电脑，单片机开发板，串口线，usb转串口线。四硬件介绍1.51单片机介绍图1-1 开发板的硬件资源图1-1为本实验中用到的单片机开发板，该开发板包含了较多的硬件资源。这里主要介绍一下主芯片stc89c52，其它大部分硬件在以后相应的实
2、验中再做介绍。上图中间最大的那个黑色长方块就是单片机，使用单片机就可以控制开发板上其他的硬件，此单片机全名为STC89C52RC,其中STC代表生产该单片机的厂家，8代表单片机是8051内核，9代表内部有EEPROM存储器，C表示该器件是CMOS产品，5是固定不变的数字，2表示单片机内部含有8KB的程序存储空间（如果是1表示4KB，如果是3表示12KB，以此类推。），RC表示内部的随机存储器RAM大小为512B。除了这些文字还有标明单片机的最大接入频率，产品级别，封装形式，生产日期，以及生产工艺的文字，这里就不一一说明。2.串口线以及usb转串口线的介绍图1-2 串口线串口线如图1-2所示，串
3、口线主要用来给单片机下载程序以及串口通讯时使用，其结构以及通讯方式将在串口通讯实验时介绍，开始只拿串口下载程序使用。一般的台式机都会有串口，将串口线一段插在台式机上一段插在单片机上，接上电源就可以给单片机下载程序。但是很多时候使用的是笔记本，笔记本上很少有串口，所以就需要使用usb转串口线，如图1-3所示。图1-3 usb转串口线usb转串口线将usb接口通过芯片和程序虚拟出一个串口来进行电脑与单片机的通讯，所以使用时还需给笔记本安装驱动，芯片一般为PL2303或者HL340，根据usb转串口使用的芯片不同安装不同的驱动。3.led灯的硬件电路图1-4 led灯的电路如图所示，8个led灯的阳
4、极通过排阻接到了电源上，阴极接到了74hc573锁存器的输出口，输入口与单片机的P1口连接，锁存器的锁存口L与单片机的P2.5连接。锁存器的功能如图1-5所示。图1-5 锁存器功能表如上图，E()为使能端口，低电平有效。L为锁存口，当锁存口L为高时，输入和输出口的状态一致，当L为低时锁存上一个L为高时的状态。4.建立第一个工程首先，在桌面新建一个文件夹，然后打开keil软件，显示如图1-6。图1-6 打开keil然后，单击菜单栏的project，在弹出的子菜单中点击new uvision project，在弹出的对话框中给工程命名（这里命名为闪烁灯或者其他）并将工程保存在刚才新建的文件夹之中。
5、如图1-7。图1-7点击保存，会弹出选择单片机的对话框，选择STC89C52RC，单击OK，如图1-8。然后会弹出一个对话框问你是否添加启动代码，单击 是（Y）。图1-8下来，单击菜单栏的file在子菜单中单击new，此时会生成一个文本输入框text1，然后单击filesave，将该文件保存为 闪烁灯，如图1-9.图1-9在软件左侧project窗口中打开文件夹target，在子文件夹中右键单击source group 1，在弹出的菜单中单击add files to group source group 1，在弹出的对话框中选择刚才保存好的 流水灯.c 点击add，然后点击close关闭对话框
6、。如图1-10,1-11所示。图1-10图1-11这样，一个工程就建立好了，如图1-12，接下来就是在闪烁灯.c中编写程序了。图1-12 建立工程完毕5.闪烁灯程序的编写要想使led灯产生一明一暗的闪烁效果，根据电路图1-4，可以将锁存器的锁存端L置高电平，然后通过编程使片机的P1口每隔一段时间为高电平一段时间为低电平，而led灯的阳极接电源所以当P1口为低电平时led灯亮，P1为高电平时led灯灭。如图1-13.图1-13 P1口的状态在闪烁灯.c中输入程序如图1-14,（/以及后面的文字是注释，用来解释程序可以不输）。图1-14首先介绍头文件，reg52.h文件定义了stc89c52单片机
7、内部的寄存器，为了使用方便将16进制地址的寄存器定义成了各种名称，例如P1，P2等。sbit diola=P25; sbit是位定义，意思是说之后的diola对应于单片机的P2.5脚，要注意的是，这里的P25中间的是异或的意思，是一个运算，不能直接使用。所以当使用单片机的一个引脚必须要对其重新定义。下来是延时函数，延时函数主要是为了是单片机的引脚保持一种状态一段时间，执行一次for循环大概使用1us，这里的两重for循环大概为0.5s。值得说明的是，每当单片机开始运行程序的时候是直接从主函数里运行的。diola=1;是将锁存器设置为非锁存状态，这样输入输出就会保持一致。下来进入while（1）
8、死循环，进入死循环的好处是防止重复运行不必要的程序（diola=1这句话执行一遍就够了）。接下来就是让led灯产生明暗变化，首先给P1赋值0xff，使得P1的8个引脚都为高电平，此时灯是灭的状态，保持0.5s左右，给P1赋值0，这样8个引脚都变成了低电平，此时，led灯导通发光，延时保持一段时间后再运行P1=0xff; 让led灯熄灭，就这样一直运行下去，是8个led灯产生了闪烁灯的效果。6.编译程序，并将程序下载到单片机开发板上运行程序编写完后，点击编译按钮如图1-15中被圈起的按钮。图1-15如果程序没有错误，那么会在窗口下方的build output窗口显示如图1-16.图1-16如果出
9、现错误，检查并修改程序，重新编译，编译成功后就要输出hex文件，hex文件是直接下载到单片机中的程序文件，它是由keil软件根据刚才编好的程序生成的单片机可以识别的16进制文件。点击target options如图1-17中被圈起的图标。图1-17再打开的对话框中选择output选项卡，将creat hex file前勾起，如图1-18。图1-18点击OK，然后再次点击编译按钮，重新编译程序，显示编译成功后，就会在工程所在的文件夹中生成一个闪烁灯.hex的文件。接下来就是下载程序到单片机，首先用串口线将电脑与开发板连接，然后用usb线把电脑与开发板连接（usb线主要是提供电源）。按下开关电源指
10、示灯亮说明没有问题，再次按下开关关掉电源。打开stc-isp软件（），在mcu type中选择STC89C52RC，然后点击打开程序文件按钮，找到刚才生成的闪烁灯.hex文件，选择合适的串口（comx不同的电脑串口不一样），然后点击download/下载，如图1-19.图1-19如图1-19，当出现握手连接时，打开单片机开发板的电源，程序就会下载到单片机里面，下载完后程序就会自动运行，观察程序运行状态。7.修改程序，让闪烁灯产生不同的闪烁效果，这里列举两例。（1）改变延时时间将程序中delay函数中的时间减小，将500改成200，如图1-20.图1-20重新编译程序，生成hex文件，重复刚才的
11、操作将程序下载到单片机当中，会发现闪烁的频率变快了。（2）改变闪烁灯样式将程序中对P1的赋值改变，如图1-21.图1-21重复编译，下载步骤，发现8个led灯前四个与后四个交替闪烁。8.流水灯的产生流水灯的原理与闪烁灯类似，只不过是让8个led灯顺序的点亮。将闪烁灯的程序删掉，输入以下程序，如图1-22.图1-22这个程序的原理是，先给P1口赋值0x01，这样就会使第一个灯灭，剩下七个灯亮，接下来进入while（1）死循环，先延时一段时间，然后对P1的数据左移，最后一位补零，这样P1的数据变成了0x02，然后判断P1是否为零，条件不满足，重新执行延时函数，再左移，P1等于0x04，当P1左移变
12、成0x00时，灯全亮，if条件满足，执行P1=0x01，然后再延时，左移，就这样就产生了流水灯。编译下载程序，观察实际状态。9.使用循环移动产生流水灯上面的流水灯比较容易理解，但是一个灯灭其他灯亮，不太好看，这里使用循环移动产生流水灯，程序更简单。这个程序需要用到库函数intrins.h中的函数_crol_(a,n)，它表示将a的二进制值左移n位。程序如图1-23.图1-23这个程序里包含了intrins.h这是软件自带的一个函数库，里面有很多函数都是方便写程序，这个程序使用到了intrins.h中的循环左移程序。这样的函数库还有很多，一般都是实际需要用到时再查取调用。之后的程序都很简单，就不做过多解释。编译下载程序，观察运行状态。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
