发 光 二 极 管 LED 控 制 教 学 目 标 终 极 目 标 能 完 成 单 片 机 最 小 系 统 和 输 出 电 路 设 计, 能 应 用 C 语 言 程 序 完 成 单 片 机 输 入 输 出 控 制, 实 现 对 LED 控 制 的 设 计 运 行 及 调 试 促 成 目 标. 了 解 AT89S52 单 片 机 结 构 ; 2. 掌 握 AT89S52 单 片 机 的 引 脚 功 能 ; 3. 掌 握 AT89S52 单 片 机 最 小 系 统 电 路 设 计 ; 4. 掌 握 C 语 言 基 本 构 成 和 基 本 语 句 ; 5. 会 利 用 单 片 机 I/O 口 实 现 点 亮 一 个 LED 和 控 制 LED 闪 烁. 工 作 模 块 点 亮 一 个 LED 使 用 AT89S52 单 片 机,P.0 引 脚 接 发 光 二 极 管 (LED) 的 阴 极, 通 过 C 语 言 程 序 控 制,
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 从 P.0 引 脚 输 出 低 电 平, 使 发 光 二 极 管 点 亮.. 用 Proteus 设 计 第 一 个 LED 控 制 电 路 Proteus 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 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 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 按 照 工 作 任 务 要 求, 点 亮 一 个 LED 电 路 是 由 AT89S52 单 片 机 和 个 LED 电 路 构 成 AT89S52 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 LED 加 正 向 电 压 发 光, 反 之 不 发 光 一 般 接 法 是 阳 极 接 高 电 平, 阴 极 接 单 片 机 的 某 一 输 出 口 线, 当 该 输 出 口 线 为 低 时,LED 亮, 该 输 出 口 线 为 高 时,LED 不 亮 这 样 我 们 只 要 编 程 控 制 单 片 机 的 该 输 出 口, 就 可 控 制 指 示 灯 亮 或 灭 在 本 工 作 模 块 中,LED 的 阳 极 通 过 220 限 流 电 阻 后 联 接 到 5V 电 源 上, 限 流 电 阻 在 这 里 起 到 了 限 流 的 作 用, 使 通 过 LED 的 电 流 被 限 制 在 十 几 个 毫 安 左 右 P.0 引 脚 接 LED 的 阴 极, P.0 引 脚 输 出 低 电 平 时 对 应 的 LED 点 亮, 输 出 高 电 平 时 对 应 的 LED 熄 灭 LED 点 亮 电 路 设 计 如 图 - 所 示 C R 0k 30pF C2 30pF X 9 CRYSTAL 8 9 U XTAL XTAL2 RST P0.0/AD0 P0./AD P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 39 38 37 36 35 34 33 32 C3 0uF R2 220 D LED-RED 29 30 3 2 3 4 5 6 7 8 PSEN ALE EA P.0/T2 P./T2EX P.2 P.3 P.4 P.5 P.6 P.7 P2.0/A8 P2./A9 P2.2/A0 P2.3/A P2.4/A2 P2.5/A3 P2.6/A4 P2.7/A5 P3.0/RXD P3./TXD P3.2/INT0 P3.3/INT P3.4/T0 P3.5/T P3.6/WR P3.7/RD 2 22 23 24 25 26 27 28 0 2 3 4 5 6 7 AT89S52 图 - LED 点 亮 电 路 2
发 光 二 极 管 LED 控 制 本 书 使 用 Proteus 7.5SP3 Professional 中 文 版 双 击 桌 面 上 的 ISIS 7 Professional 图 标 或 者 单 击 屏 幕 左 下 方 的 开 始 程 序 Proteus 7 Professional ISIS 7 Professional, 进 入 Proteus ISIS 集 成 环 境, 如 图 -2 所 示 图 -2 ISIS 集 成 环 境 () 新 建 设 计 文 件 单 击 文 件 新 建 设 计 命 令, 在 弹 出 的 新 建 设 计 对 话 框 中 选 择 DEFAULT 模 板 后 单 击 确 定 按 钮, 如 图 -3 所 示 图 -3 新 建 设 计 对 话 框 3
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) (2) 设 置 图 纸 尺 寸 单 击 系 统 设 置 图 纸 大 小 命 令, 在 弹 出 的 Sheet Size Configuration 对 话 框 中 选 择 A4 图 纸 尺 寸 或 自 定 义 尺 寸 后 单 击 确 定 按 钮 (3) 设 置 网 格 单 击 查 看 网 格 命 令, 显 示 网 格 ( 再 次 单 击, 不 显 示 网 格 ) 单 击 查 看 Snap xxth( 或 Snap x.xin), 可 改 变 网 格 单 位, 默 认 为 Snap 0.in (4) 保 存 设 计 文 件 单 击 文 件 保 存 设 计, 在 弹 出 的 保 存 ISIS 设 计 文 件 对 话 框 中 指 定 文 件 夹 输 入 文 件 名 点 亮 一 个 LED 并 选 择 保 存 类 型 为 设 计 文 件 (*.DSN) 后 单 击 保 存 (5) 选 取 元 器 件 从 Proteus 元 器 件 库 中 选 取 元 器 件 AT89C52( 单 片 机 ),AT89S52 可 用 AT89C52 代 替 单 击 模 式 选 择 工 具 栏 元 件 按 钮, 单 击 器 件 选 择 按 钮, 在 弹 出 的 Pick Devices ( 选 取 元 器 件 ) 对 话 框 的 关 键 字 栏 中 输 入 元 器 件 名 称 AT89C52( 也 可 以 是 分 类 小 类 属 性 值 ), 与 关 键 字 匹 配 的 元 器 件 AT89C52 显 示 在 元 器 件 列 表 ( 结 果 ) 中 双 击 选 中 的 元 器 件 AT89C52, 便 将 所 选 元 器 件 AT89C52 加 入 到 对 象 选 择 器 窗 口, 单 击 确 定 完 成 元 器 件 选 取, 如 图 -4 所 示 图 -4 Pick Devices 对 话 框 (6) 用 同 样 方 法 选 取 其 他 元 器 件 从 Proteus 元 器 件 库 中 选 取 元 器 件 CRYSTAL( 晶 振 ) CAP( 电 容 ) CAP-ELEC( 电 解 电 容 ) RES( 电 阻 ) LED-RED( 红 色 发 光 二 极 管 ) (7) 放 置 元 器 件 单 击 对 象 选 择 器 窗 口 的 元 器 件 AT89C52, 元 器 件 名 AT89C52 变 为 蓝 4
发 光 二 极 管 LED 控 制 底 白 字, 预 览 窗 口 显 示 AT89C52 元 器 件 ; 单 击 方 向 工 具 栏 按 钮 可 实 现 元 器 件 的 左 旋 右 旋 水 平 和 垂 直 翻 转, 以 调 整 元 器 件 的 摆 放 方 向 ; 将 鼠 标 指 针 移 到 编 辑 区 某 一 位 置, 单 击 一 次 就 可 放 置 元 器 件 AT89C52 用 同 样 方 法 放 置 其 他 元 器 件 按 图 - 所 示 放 置 元 器 件 (8) 编 辑 元 器 件 单 击 模 式 选 择 工 具 栏 编 辑 按 钮, 进 入 编 辑 状 态 右 击 ( 或 单 击 ) 元 器 件, 该 元 器 件 变 为 红 色 表 明 被 选 中, 鼠 标 指 针 放 到 被 选 中 的 元 器 件 上, 按 住 左 键 拖 动, 将 鼠 标 移 到 编 辑 区 某 一 位 置 松 开, 即 完 成 元 器 件 的 移 动 鼠 标 指 针 放 到 被 选 中 的 元 器 件 上 右 击, 单 击 弹 出 的 快 捷 菜 单 中 的 方 向 工 具 栏 按 钮 可 实 现 元 器 件 的 旋 转 和 翻 转 右 击 被 选 中 的 元 器 件, 可 删 除 该 元 器 件 被 选 中 的 元 器 件 外 单 击, 可 撤 销 选 中 按 图 - 所 示 编 辑 元 器 件 (9) 放 置 终 端 单 击 模 式 选 择 工 具 栏 终 端 按 钮, 单 击 对 象 选 择 器 窗 口 的 电 源 终 端 POWER, 该 终 端 名 背 景 变 为 蓝 色, 预 览 窗 口 显 示 该 终 端 ; 单 击 方 向 工 具 栏 左 旋 转 按 钮, 电 源 终 端 逆 时 针 旋 转 90 ; 将 鼠 标 指 针 移 到 编 辑 区 某 一 位 置, 单 击 一 次 就 可 放 置 一 个 终 端 用 同 样 方 法 放 置 接 地 终 端 GROUND (0) 连 线 单 击 命 令 工 具 栏 实 时 Snap( 捕 捉 ) 按 钮, 实 时 捕 捉 有 效 ( 再 次 单 击, 实 时 捕 捉 无 效 ), 当 鼠 标 指 针 接 近 引 脚 末 端 时, 该 处 会 自 动 出 现 一 个 小 方 框, 表 明 可 以 自 动 连 接 到 该 点 按 图 - 所 示 单 击 要 连 线 的 元 器 件 起 点 和 终 点, 完 成 连 线 () 属 性 设 置 先 右 击 后 单 击 元 器 件 电 容 C, 弹 出 的 编 辑 元 件 对 话 框, 如 图 -5 所 示 将 电 容 量 改 为 30pF, 单 击 确 定 按 钮 完 成 元 器 件 电 容 C 的 属 性 编 辑 用 同 样 方 法 编 辑 其 他 元 器 件 属 性 图 -5 编 辑 元 件 对 话 框 (2) 电 气 规 则 检 测 单 击 工 具 电 气 规 则 检 查 命 令, 弹 出 检 查 结 果 窗 口, 完 成 电 气 检 测 若 检 测 出 错, 根 据 提 示 修 改 电 路 图 并 保 存, 直 至 检 测 成 功 电 气 规 则 检 查 窗 口 如 图 -6 所 示 5
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 图 -6 电 气 规 则 检 查 窗 口..2 用 Keil C5 设 计 第 一 个 C 语 言 LED 控 制 程 序 Keil C5 是 德 国 Keil 软 件 公 司 开 发 的 基 于 805 内 核 的 微 控 制 器 软 件 开 发 平 台, 是 5 系 列 单 片 机 C 语 言 软 件 开 发 系 统, 是 目 前 开 发 805 内 核 单 片 机 的 主 流 工 具 Keil C5 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. 编 写 点 亮 一 个 LED 程 序 由 于 P.0 引 脚 接 LED 的 阴 极,LED 的 阳 极 通 过 220 限 流 电 阻 后 联 接 到 5V 电 源 上, 所 以 从 P.0 引 脚 输 出 低 电 平 就 可 以 点 亮 LED 点 亮 一 个 LED C 语 言 程 序 如 下 : #include <AT89X52.H> sbit LED=P^0; void main (void) { LED=0; while(); // 包 含 AT89X52.H 头 文 件 // 定 义 LED 为 P.0 引 脚 //P.0 引 脚 输 出 低 电 平 点 亮 LED } 程 序 编 程 说 明 : () #include <AT89X52.H> 语 句 是 一 个 文 件 包 含 处 理, 是 将 AT89X52.H 头 文 件 的 内 容 全 部 包 含 进 来 这 里 程 序 中 包 含 AT89X52.H 头 文 件 的 目 的 是 为 了 要 使 用 P^0 这 个 符 号, 即 通 知 C 编 译 器, 程 序 中 所 写 的 P^0 是 指 AT89S52 单 片 机 的 P.0 引 脚 (2)P.0 不 能 直 接 使 用, 这 里 用 sbit LED=P^0; 就 是 定 义 用 符 号 LED 来 表 示 P.0 引 脚, 你 也 可 以 起 P_0 或 P0 一 类 的 名 字 (3) LED=0; 语 句 是 使 P.0 引 脚 输 出 低 电 平, 点 亮 发 光 二 极 管 LED (4) while(); 语 句 的 表 达 式 是, 也 就 是 说 while 语 句 的 表 达 式 始 终 为 真, 进 入 死 循 环,LED 始 终 点 亮 (5)Keil C 支 持 C++ 风 格 的 注 释, 可 以 用 // 进 行 注 释, 也 可 以 用 /* */ 进 行 注 释 6
发 光 二 极 管 LED 控 制 2. 建 立 第 一 个 C 程 序 双 击 桌 面 上 的 Keil Vision2 图 标 或 者 单 击 屏 幕 左 下 方 的 开 始 程 序 Keil Vision2, 进 入 Keil Vision2 集 成 开 发 环 境, 如 图 -7 所 示 图 -7 Keil Vision2 集 成 开 发 环 境 () 建 立 工 程 文 件, 选 择 单 片 机 单 击 工 程 新 建 工 程, 在 弹 出 的 新 建 工 程 对 话 框 中 指 定 文 件 夹 输 入 文 件 名 点 亮 一 个 LED 单 击 保 存, 在 弹 出 的 为 目 标 Target 选 择 设 备 对 话 框 中 选 择 单 片 机 型 号 (Atmel 的 89S52), 单 击 确 定 按 钮 选 择 单 片 机 对 话 框 如 图 -8 所 示 图 -8 选 择 单 片 机 对 话 框 7
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) (2) 建 立 源 文 件, 加 载 源 文 件 单 击 文 件 新 建 命 令, 在 文 件 编 辑 窗 口 输 入 点 亮 一 个 LED C 语 言 源 程 序, 单 击 文 件 保 存 命 令, 在 弹 出 的 另 存 对 话 框 中 指 定 文 件 夹 ( 一 般 与 工 程 文 件 放 在 同 一 文 件 夹 中 ) 输 入 文 件 名 点 亮 一 个 LED.c (c 为 C 语 言 源 程 序 的 后 缀 ) 单 击 保 存 按 钮, 完 成 源 文 件 的 建 立 在 工 程 窗 口 中 右 击 Target 文 件 夹 下 的 Source Group 文 件 夹 后, 单 击 弹 出 菜 单 的 Add Files to Group Source Group, 在 弹 出 的 Add Files to Group Source Group 对 话 框 中 将 文 件 类 型 设 为 C Source file (*.c), 单 击 刚 才 保 存 的 源 文 件 名 点 亮 一 个 LED.c, 单 击 Add 按 钮 再 单 击 关 闭 按 钮, 完 成 源 文 件 加 载 源 文 件 加 载 对 话 框 如 图 -9 所 示 图 -9 源 文 件 加 载 窗 口 (3) 设 置 工 程 的 配 置 参 数 在 工 程 窗 口 中 右 击 Target 文 件 夹, 单 击 弹 出 快 捷 菜 单 中 的 Options for Target Target, 参 数 设 置 对 话 框 如 图 -0 所 示 图 -0 参 数 设 置 对 话 框 在 弹 出 的 Options for Target Target 对 话 框 中 做 以 下 设 置 :Target 标 签 页 的 晶 振 频 率 栏 设 为 2MHz,Output 标 签 页 选 中 Create Hex Files 复 选 框, 其 余 采 用 默 认 设 置 单 击 确 定 按 钮, 完 成 配 置 参 数 设 置 8
发 光 二 极 管 LED 控 制 (4) 进 行 编 译 和 连 接 单 击 工 程 构 造 目 标 命 令, 完 成 编 译, 生 成 点 亮 一 个 LED.hex 的 HEX 文 件 通 过 输 出 窗 口 查 看 编 译 信 息, 若 提 示 出 错, 双 击 输 出 窗 口 出 错 信 息 行, 文 件 编 辑 窗 口 出 错 指 令 所 在 行 左 侧 会 有 箭 头 提 示, 逐 个 排 除 错 误 后 重 新 编 译 输 出 窗 口 如 图 - 所 示 (5) 进 入 调 试 模 式, 打 开 P 口 对 话 框 在 调 试 模 式 中, 单 击 外 围 设 备 I/O-Ports Port, 打 开 P 口 对 话 框 (6) 全 速 运 行 程 序 单 击 调 试 运 行 到 或 调 试 工 具 栏 的 运 行 按 钮, 通 过 P 口 对 话 框 观 察 P.0 引 脚 是 否 输 出 低 电 平 调 试 窗 口 如 图 -2 所 示, 窗 口 中 P 口 的 电 平 状 态, 打 勾 为 高 电 平, 不 打 勾 则 为 低 电 平,Pins 为 引 脚 的 状 态 图 - 输 出 窗 口 图 -2 程 序 调 试 窗 口..3 用 Proteus 仿 真 运 行 调 试. 加 载 点 亮 一 个 LED.hex 目 标 代 码 文 件 首 先 打 开 Proteus 点 亮 一 个 LED 电 路 然 后 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 文 件, 单 击 打 开 按 钮, 完 成 点 亮 一 个 LED.hex 文 件 加 载 同 时 将 Clock Frequency 栏 中 的 频 率 设 为 2MHz, 单 击 确 定 按 钮, 即 可 完 成 加 载 目 标 代 码 文 件, 如 图 -3 所 示 图 -3 加 载 目 标 代 码 文 件 9
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 2. 仿 真 运 行 调 试 单 击 仿 真 工 具 栏 单 步 运 行 按 钮, 进 入 单 步 运 行 状 态 单 击 调 试 805 CPU Registers, 单 击 调 试 805 CPU SFR Memory, 分 别 打 开 工 作 寄 存 器 窗 口 和 特 殊 功 能 寄 存 器 窗 口 单 击 源 代 码 调 试 窗 口 单 步 执 行 按 钮 一 次, 执 行 一 条 指 令, 通 过 各 调 试 窗 口 观 察 每 条 指 令 执 行 后 数 据 处 理 的 结 果, 以 加 深 对 硬 件 结 构 和 指 令 的 理 解 点 亮 一 个 LED Proteus 仿 真 运 行 如 图 -4 所 示, 在 编 辑 区 点 亮 一 个 LED 电 路 中, 可 以 看 到 接 在 P.0 引 脚 上 的 LED 被 点 亮, 同 时 在 打 开 的 工 作 寄 存 器 窗 口 和 特 殊 功 能 寄 存 器 窗 口 中 也 能 看 到 P 口 为 0xFE, 即 P.0 引 脚 为 低 电 平, 其 他 引 脚 都 为 高 电 平 图 -4 点 亮 一 个 LED 的 Proteus 仿 真 运 行 单 击 仿 真 工 具 栏 运 行 按 钮, 单 片 机 全 速 运 行 程 序.2 认 识 单 片 机 随 着 微 电 子 技 术 的 不 断 发 展, 计 算 机 技 术 也 得 到 迅 速 发 展, 并 且 由 于 芯 片 的 集 成 度 的 提 高 而 使 计 算 机 微 型 化, 出 现 了 单 片 微 型 计 算 机 (Single Chip Computer), 简 称 单 片 机, 它 是 微 型 计 算 机 发 展 中 的 一 个 重 要 分 支.2. 单 片 机 概 述 单 片 机 又 称 为 微 控 制 器 MCU, 它 不 是 完 成 某 一 个 逻 辑 功 能 的 芯 片, 而 是 把 一 个 计 算 机 系 统 集 成 到 一 个 芯 片 上, 即 一 块 芯 片 就 构 成 了 一 台 计 算 机 单 片 机 集 成 了 中 央 处 理 器 CPU 数 0
发 光 二 极 管 LED 控 制 据 存 储 器 RAM 程 序 存 储 器 ROM 定 时 器 / 计 数 器 以 及 输 入 / 输 出 接 口 电 路 等 主 要 计 算 机 部 件. 单 片 机 的 发 展 单 片 机 自 问 世 以 来, 性 能 不 断 提 高 和 完 善, 能 满 足 很 多 应 用 场 合 的 需 要 特 别 是 当 前 用 CMOS 工 艺 制 成 的 各 种 单 片 机, 由 于 功 耗 低, 使 用 的 温 度 范 围 大 抗 干 扰 能 力 强 能 满 足 一 些 特 殊 要 求 的 应 用 场 合, 更 加 扩 大 了 单 片 机 的 应 用 范 围, 也 进 一 步 促 进 了 单 片 机 技 术 的 发 展 单 片 机 的 发 展 主 要 经 历 了 4 个 阶 段 第 一 阶 段 (974~976 年 ) 为 单 片 机 初 级 阶 段 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 如 美 国 Fairchild 公 司 974 年 推 出 的 单 片 机 F8, 它 包 含 8 位 CPU 64B F8 还 需 要 外 接 一 片 385( 内 含 KBROM 个 定 时 器 / 计 数 器 和 2 个 I/O 口 ) 电 路 才 能 构 成 一 个 完 整 的 微 型 计 算 机 第 二 阶 段 (976~978 年 ) 为 低 性 能 单 片 机 阶 段 单 片 机 采 用 单 芯 片 形 式, 是 小 而 全 如 美 国 Intel 公 司 976 年 推 出 的 MCS-48 系 列 单 片 机,8 位 CPU, 并 行 I/O 口,8 位 定 时 器 / 计 数 器, 无 串 行 口, 中 断 处 理 比 较 简 单,RAM ROM 容 量 较 小, 寻 址 范 围 不 超 过 4KB 它 把 单 片 机 推 向 市 场, 促 进 了 单 片 机 的 变 革, 各 种 8 位 单 片 机 纷 纷 应 运 而 生 第 三 阶 段 (978~982 年 ) 为 高 性 能 单 片 机 阶 段, 也 是 单 片 机 普 及 阶 段 此 时 的 单 片 机 品 种 多, 功 能 强,8 位 CPU, 片 内 RAM ROM 容 量 加 大, 片 外 寻 址 范 围 可 达 64KB, 增 加 了 串 行 口, 多 级 中 断 处 理 系 统,6 位 定 时 器 / 计 数 器 如 美 国 Intel 公 司 在 MCS-48 基 础 上 推 出 的 高 性 能 MCS-5 系 列 单 片 机 第 四 阶 段 (982 年 以 后 ) 为 6 位 单 片 机 阶 段 是 6 位 CPU, 片 内 RAM ROM 容 量 进 一 步 增 大, 增 加 了 AD/DA 转 换 器,8 级 中 断 处 理 功 能, 实 时 处 理 能 力 更 强, 它 允 许 用 户 采 用 面 向 工 业 控 制 的 专 用 语 言, 如 C 语 言 等 如 美 国 Intel 公 司 的 MCS-96 系 列 单 片 机 总 之, 单 片 机 发 展 可 归 结 为 以 下 几 个 方 面 : () 增 加 字 长, 提 高 数 据 精 度 和 处 理 的 速 度 ; (2) 改 进 制 作 工 艺, 提 高 单 片 机 的 整 体 性 能 ; (3) 由 复 杂 指 令 集 CISC 转 向 简 单 指 令 集 RISC 技 术 ; (4) 多 功 能 模 块 集 成 技 术, 使 一 块 嵌 入 式 芯 片 具 有 多 种 功 能 ; (5) 微 处 理 器 与 DSP 技 术 相 结 合 ; (6) 融 入 高 级 语 言 的 编 译 程 序 ; (7) 低 电 压 宽 电 压 低 功 耗 目 前, 国 际 市 场 上 8 位 6 位 单 片 机 系 列 已 有 很 多,32 位 的 单 片 机 也 已 经 进 入 了 实 用 阶 段 随 着 单 片 机 技 术 的 不 断 发 展, 新 型 单 片 机 还 将 不 断 涌 现, 单 片 机 技 术 正 以 惊 人 的 速 度 向 前 发 展 着 2. 单 片 机 的 特 点 单 片 机 作 为 微 型 计 算 机 的 一 个 分 支, 与 一 般 的 微 型 计 算 机 没 有 本 质 上 的 区 别, 同 样 具 有 快 速 精 确 记 忆 功 能 和 逻 辑 判 断 能 力 等 特 点 但 单 片 机 是 集 成 在 一 块 芯 片 上 的 微 型 计 算 机,
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 它 与 一 般 的 微 型 计 算 机 相 比, 在 硬 件 结 构 和 指 令 设 置 上 均 有 独 到 之 处, 主 要 特 点 有 : () 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, 这 是 单 片 机 得 到 迅 速 普 及 和 发 展 的 主 要 原 因 同 时 由 于 它 的 功 耗 低, 使 后 期 投 入 成 本 也 大 大 降 低 (2) 使 用 方 便 灵 活 通 用 性 强 由 于 单 片 机 本 身 就 构 成 一 个 最 小 系 统, 只 要 根 据 不 同 的 控 制 对 象 作 相 应 的 改 变 即 可, 因 而 它 具 有 很 强 的 通 用 性 (3) 目 前 大 多 数 单 片 机 采 用 哈 佛 (Harvard) 结 构 体 系 单 片 机 的 数 据 存 储 器 空 间 和 程 序 存 储 器 空 间 相 互 独 立 单 片 机 主 要 面 向 测 控 对 象, 通 常 有 大 量 的 控 制 程 序 和 较 少 的 随 机 数 据, 将 程 序 和 数 据 分 开, 使 用 较 大 容 量 的 程 序 存 储 器 来 固 化 程 序 代 码, 使 用 少 量 的 数 据 存 储 器 来 存 取 随 机 数 据 程 序 在 只 读 存 储 器 ROM 中 运 行, 不 易 受 外 界 侵 害, 可 靠 性 高 (4) 突 出 控 制 功 能 的 指 令 系 统 单 片 机 的 指 令 系 统 中 有 大 量 的 单 字 节 指 令, 以 提 高 指 令 运 行 速 度 和 操 作 效 率 ; 有 丰 富 的 位 操 作 指 令, 满 足 了 对 开 关 量 控 制 的 要 求 ; 有 丰 富 的 转 移 指 令, 包 括 有 无 条 件 转 移 指 令 和 条 件 转 移 指 令 (5) 较 低 的 处 理 速 度 和 较 小 的 存 储 容 量 因 为 单 片 机 是 一 种 小 而 全 的 微 型 机 系 统, 它 是 牺 牲 运 算 速 度 和 存 储 容 量 来 换 取 其 体 积 小 功 耗 低 等 特 色 3. 单 片 机 的 应 用 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 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 特 别 是 它 应 用 面 广, 控 制 能 力 强, 使 它 在 工 业 控 制 智 能 仪 表 外 设 控 制 家 用 电 器 机 器 人 军 事 装 置 等 方 面 得 到 了 广 泛 的 应 用 单 片 机 主 要 应 用 在 以 下 几 个 方 面 : () 家 用 电 器 单 片 机 广 泛 应 用 在 家 用 电 器 的 自 动 控 制 中 如 : 洗 衣 机 空 调 机 电 冰 箱 电 视 机 音 响 设 备 等 单 片 机 的 使 用 提 高 了 家 用 电 器 的 性 能 和 质 量, 降 低 家 用 电 器 的 生 产 成 本 和 销 售 价 格 (2) 智 能 卡 尽 管 目 前 使 用 的 各 种 卡 主 要 是 磁 卡 和 IC 卡, 但 是, 带 有 CPU 和 存 储 器 的 智 能 卡, 已 经 并 将 日 益 广 泛 用 于 金 融 卡 通 信 信 息 医 疗 保 健 社 会 保 险 教 育 旅 游 娱 乐 和 交 通 等 各 个 领 域 (3) 智 能 仪 器 仪 表 单 片 机 体 积 小 耗 电 少, 被 广 泛 用 于 各 类 仪 器 仪 表 如 : 智 能 电 度 表 智 能 流 量 计 气 体 分 析 仪 智 能 电 压 电 流 测 试 仪 和 智 能 医 疗 仪 器 等 单 片 机 使 仪 器 仪 表 走 向 了 智 能 化 和 微 型 化, 使 仪 器 仪 表 的 功 能 和 可 靠 性 大 大 提 高 (4) 网 络 与 通 信 许 多 型 号 的 单 片 机 都 有 通 信 接 口 可 方 便 地 进 行 机 间 通 信, 也 可 方 便 地 组 成 网 络 系 统 如 : 单 片 机 控 制 的 无 线 遥 控 系 统, 列 车 无 线 通 信 系 统 和 串 行 自 动 呼 叫 应 答 系 统 等 (5) 工 业 控 制 单 片 机 可 以 构 成 各 种 工 业 测 控 系 统 数 据 采 集 系 统 如 : 数 控 机 床 汽 车 安 全 技 术 检 测 系 统, 报 警 系 统 和 生 产 过 程 自 动 控 制 等 4.5 系 列 单 片 机 的 分 类 单 片 机 可 分 为 通 用 型 单 片 机 和 专 用 型 单 片 机 两 大 类 通 用 型 单 片 机 是 把 可 开 发 资 源 全 部 2
发 光 二 极 管 LED 控 制 提 供 给 使 用 者 的 微 控 制 器 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 我 们 通 常 所 说 的 单 片 机 即 指 通 用 型 单 片 机 5 系 列 单 片 机 源 于 Intel 公 司 的 MCS-5 系 列, 在 Intel 公 司 将 MCS-5 系 列 单 片 机 实 行 技 术 开 放 政 策 之 后, 许 多 公 司 都 以 MCS-5 中 的 基 础 结 构 805 为 基 核 推 出 了 许 多 各 具 特 色 具 有 优 异 性 能 的 单 片 机, 如 Philips Dallas Siemens Atmel 华 邦 LG 等 这 样, 把 这 些 厂 家 以 805 为 基 核 推 出 的 各 种 型 号 的 兼 容 型 单 片 机 统 称 为 5 系 列 单 片 机 Intel 公 司 MCS-5 系 列 单 片 机 中 的 805 是 其 中 最 基 础 的 单 片 机 型 号 尽 管 各 类 单 片 机 很 多, 但 目 前 在 我 国 使 用 最 为 广 泛 的 单 片 机 系 列 是 Intel 公 司 生 产 的 MCS-5 系 列 单 片 机, 同 时 该 系 列 还 在 不 断 地 完 善 和 发 展 随 着 各 种 新 型 号 系 列 产 品 的 推 出, 它 越 来 越 被 广 大 用 户 所 接 受 () 按 片 内 不 同 程 序 存 储 器 的 配 置 来 分 ) 片 内 带 MaskROM( 掩 膜 ROM) 型 :805 80C5 8052 80C52 此 类 芯 片 是 由 半 导 体 厂 家 在 芯 片 生 产 过 程 中, 将 用 户 的 应 用 程 序 代 码 通 过 掩 膜 工 艺 制 作 到 ROM 中 其 应 用 程 序 只 能 委 托 半 导 体 厂 家 写 入, 一 旦 写 入 后 不 能 修 改 此 类 单 片 机, 适 合 大 批 量 使 用 2) 片 内 带 EPROM 型 :875 87C5 8752 此 类 芯 片 带 有 透 明 窗 口, 可 通 过 紫 外 线 擦 除 存 储 器 中 的 程 序 代 码, 应 用 程 序 可 通 过 专 门 的 编 程 器 写 入 到 单 片 机 中, 需 要 更 改 时 可 擦 除 重 新 写 入 此 类 单 片 机, 价 格 较 贵, 不 宜 于 大 批 量 使 用 3) 片 内 无 ROM(ROMLess) 型 :803 80C3 8032 此 类 芯 片 的 片 内 没 有 程 序 存 储 器, 使 用 时 必 须 在 外 部 并 行 扩 展 程 序 存 储 器 存 储 芯 片 此 类 单 片 机 由 于 必 须 在 外 部 并 行 扩 展 程 序 存 储 器 存 储 芯 片, 造 成 系 统 电 路 复 杂, 目 前 使 用 较 少 (2) 按 片 内 不 同 容 量 的 存 储 器 配 置 来 分 )5 子 系 列 型 : 芯 片 型 号 的 最 后 位 数 字 以 作 为 标 志,5 子 系 列 是 基 本 型 产 品 片 内 带 有 4KBROM/EPROM(803 80C3 除 外 ) 28BRAM 2 个 6 位 定 时 器 / 计 数 器 5 个 中 断 源 等 2)52 子 系 列 型 : 芯 片 型 号 的 最 后 位 数 字 以 2 作 为 标 志,52 子 系 列 则 是 增 强 型 产 品 片 内 带 有 8KBROM/EPROM(8032 80C32 除 外 ) 256BRAM 3 个 6 位 定 时 器 / 计 数 器 6 个 中 断 源 等 (3) 按 芯 片 的 半 导 体 制 造 工 艺 的 不 同 来 分 )HMOS 工 艺 型 :805 875 8052 8032 HMOS 工 艺, 即 高 密 度 短 沟 道 MOS 工 艺 2)CHMOS 工 艺 型 :80C5 83C5 87C5 80C3 80C32,80C52 此 类 芯 片 型 号 中 都 字 母 C 来 标 识 这 两 类 器 件 在 功 能 上 是 完 全 兼 容 的, 但 采 用 CHMOS 工 艺 的 芯 片 具 有 低 功 耗 的 特 点, 它 所 消 耗 的 电 流 要 比 HMOS 器 件 小 得 多 CHMOS 器 件 比 HMOS 器 件 多 了 两 种 节 电 的 工 作 方 式 ( 掉 电 方 式 和 待 机 方 式 ), 常 用 于 构 成 低 功 耗 的 应 用 系 统 此 外, 关 于 单 片 机 的 温 度 特 性, 与 其 他 芯 片 一 样 按 所 能 适 应 的 环 境 温 度 范 围, 可 划 分 为 3
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 三 个 等 级 :0 ~70 民 用 级 -40 ~+85 工 业 级 和 -65 ~+25 军 用 级 因 此 在 使 用 时 应 注 意 根 据 现 场 温 度 选 择 芯 片 5.AT89 系 列 单 片 机 在 MCS-5 系 列 单 片 机 805 的 基 础 上,Atmel 公 司 开 发 的 AT89 系 列 单 片 机 问 世 以 来, 以 其 较 低 廉 的 价 格 和 独 特 的 程 序 存 储 器 快 闪 存 储 器 (Flash Memory) 为 用 户 所 青 睐 表 - 列 出 了 AT89 系 列 单 片 机 的 几 种 主 要 型 号 表 - AT89 系 列 单 片 机 一 览 表 型 号 快 闪 ROM 片 内 RAM 寻 址 范 围 并 行 口 线 串 行 口 中 断 源 定 时 器 AT89C5 4K 28 2 64K 32 5 2 6 AT89C52 8K 256 2 64K 32 6 3 6 AT89LV5 4K 28 2 64K 32 5 2 6 AT89LV52 8K 256 2 64K 32 6 3 6 AT89C205 2K 28 2 4K 5 5 2 6 AT89C405 4K 28 2 4K 5 5 2 6 AT89S5 4K 28 2 64K 32 5 2 6 AT89S52 8K 256 2 64K 32 6 3 6 AT89S53 2K 256 2 64K 32 7 3 6 采 用 快 闪 存 储 器 (Flash Memory) 的 AT89 系 列 单 片 机, 不 但 具 有 MCS-5 系 列 单 片 机 的 基 本 特 性 ( 如 指 令 系 统 兼 容, 芯 片 引 脚 分 布 相 同 等 ), 而 且 还 具 有 一 些 独 特 的 优 点 : () 片 内 程 序 存 储 器 为 电 擦 写 型 ROM( 可 重 复 编 程 的 快 闪 存 储 器 ) 整 体 擦 除 时 间 仅 为 0ms 左 右, 可 写 入 / 擦 除 000 次 以 上, 数 据 保 存 0 年 以 上 (2) 两 种 可 选 编 程 模 式, 即 可 以 用 2V 电 压 编 程, 也 可 以 用 VCC 电 压 编 程 (3) 宽 工 作 电 压 范 围,VCC=2.7~6V (4) 全 静 态 工 作, 工 作 频 率 范 围 :0Hz~24MHz, 频 率 范 围 宽, 便 于 系 统 功 耗 控 制 (5) 三 层 可 编 程 的 程 序 存 储 器 上 锁 加 密, 使 程 序 和 系 统 更 加 难 以 仿 制 总 之,AT89 系 列 单 片 机 与 MCS-5 系 列 单 片 机 相 比, 前 者 和 后 者 有 兼 容 性, 但 前 者 的 性 能 价 格 比 等 指 标 更 为 优 越 本 教 程 主 要 围 绕 AT89S52 单 片 机 进 行 介 绍.2.2 AT89S52 单 片 机 结 构 AT89S52 单 片 机 是 一 个 低 功 耗 高 性 能 CMOS 8 位 单 片 机 AT89S52 采 用 ATMEL 公 司 的 高 密 度 非 易 失 性 存 储 技 术 制 造, 兼 容 标 准 MCS-5 指 令 系 统 及 80C5 引 脚 结 构 AT89S52 是 一 个 功 能 强 大 的 微 控 制 器, 具 有 较 高 的 性 价 比, 可 为 许 多 嵌 入 式 控 制 应 用 系 统 提 供 高 性 价 比 的 解 决 方 案 4
发 光 二 极 管 LED 控 制 此 外,AT89S52 支 持 两 种 软 件 可 选 的 省 电 模 式 : 空 闲 模 式 和 掉 电 模 式 AT89S52 设 计 和 配 置 了 振 荡 频 率 可 为 0Hz 并 可 通 过 软 件 设 置 省 电 模 式 空 闲 模 式 下,CPU 暂 停 工 作, 而 RAM 定 时 计 数 器 串 行 口 外 中 断 系 统 可 继 续 工 作, 掉 电 模 式 冻 结 振 荡 器 而 保 存 RAM 的 数 据, 停 止 芯 片 其 他 功 能 直 至 外 中 断 激 活 或 硬 件 复 位 AT89S52 单 片 机 包 含 以 下 部 件 : () 一 个 8 位 CPU; (2) 一 个 片 内 振 荡 器 及 时 钟 电 路 ; (3)8K 字 节 可 重 复 擦 写 的 Flash 闪 速 存 储 器 ; (4) 三 级 加 密 程 序 存 储 器 ; (5)256 8 字 节 内 部 RAM; (6)3 个 6 位 定 时 器 / 计 数 器 ; (7)32 条 可 编 程 的 I/O 线 ( 四 个 8 位 并 行 I/O 端 口 ); (8) 一 个 可 编 程 全 双 工 串 行 口 ; (9) 具 有 6 个 中 断 源 两 个 优 先 级 嵌 套 中 断 结 构 AT89S52 基 本 结 构 如 图 -5 所 示 图 -5 AT89S52 基 本 结 构 5
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ).2.3 AT89S52 单 片 机 引 脚 功 能 AT89S52 的 引 脚 和 封 装 共 有 四 种, 如 图 -6 所 示 (a)40 引 脚 塑 料 双 列 直 插 式 封 装 (b)44 引 脚 薄 型 四 方 扁 平 封 装 (c)42 引 脚 塑 料 双 列 直 插 式 封 装 (d)44 引 脚 塑 料 无 引 线 芯 片 载 体 封 装 图 -6 AT89S52 的 引 脚 和 封 装 6
发 光 二 极 管 LED 控 制 下 面 以 40 引 脚 塑 料 双 列 直 插 式 封 装 (PDIP) 芯 片 ( 见 图 -6(a)) 为 例, 介 绍 各 个 引 脚 功 能. 电 源 引 脚 ()GND(20): 接 地 端 (2)VCC(40): 正 常 操 作 时 为 +5V 电 源 通 常 在 VCC 和 GND 引 脚 之 间 接 0. 高 频 滤 波 电 容 2. 外 接 晶 振 引 脚 ()XTAL(9): 内 部 振 荡 电 路 反 相 放 大 器 的 输 入 端, 是 外 接 晶 体 的 一 个 引 脚 当 采 用 外 部 振 荡 器 时, 此 引 脚 接 地 (2)XTAL2(8): 内 部 振 荡 电 路 反 相 放 大 器 的 输 出 端 是 外 接 晶 体 的 另 一 端 当 采 用 外 部 振 荡 器 时, 此 引 脚 接 外 部 振 荡 源 3. 控 制 或 与 其 他 电 源 复 用 引 脚 ()ALE/ PROG(30): 地 址 锁 存 允 许 / 编 程 脉 冲 输 入 在 访 问 外 部 程 序 存 储 器 和 外 部 数 据 存 储 器 时, 该 引 脚 输 出 一 个 地 址 锁 存 脉 冲 ALE, 其 下 降 沿 可 降 低 8 位 地 址 锁 存 于 片 外 地 址 锁 存 器 中 在 编 程 时, 向 该 引 脚 输 入 一 个 编 程 负 脉 冲 PROG 正 常 操 作 时 为 ALE 功 能 ( 允 许 地 址 锁 存 ) 提 供 把 地 址 的 低 字 节 锁 存 到 外 部 锁 存 器,ALE 引 脚 以 不 变 的 频 率 ( 振 荡 器 频 率 的 /6) 周 期 性 地 发 出 正 脉 冲 信 号 (2)PSEN (29): 外 部 程 序 存 储 器 读 选 通 信 号 输 出 端, 低 电 平 有 效 在 从 外 部 程 序 存 储 取 指 令 ( 或 数 据 ) 期 间,PSEN 在 每 个 机 器 周 期 内 两 次 有 效 在 访 问 外 部 数 据 存 储 器 时,PSEN 无 效 (3) EA /VPP(3): 内 部 程 序 存 储 器 和 外 部 程 序 存 储 器 选 择 端 当 EA /VPP 为 高 电 平 时, 访 问 内 部 程 序 存 储 器, 当 超 过 内 部 程 序 存 储 器 地 址 范 围 后, 自 动 转 向 外 部 程 序 存 储 器 ; 当 EA /VPP 为 低 电 平 时, 则 访 问 外 部 程 序 存 储 器 在 Flash 编 程 时, 该 引 脚 可 连 接 2V 的 编 程 电 源 VPP 4. 输 入 / 输 出 引 脚 ()P0.0~P0.7(32~39):P0 口 是 一 个 8 位 漏 极 开 路 型 双 向 I/O 口 当 用 作 通 用 I/O 口 时, 每 个 引 脚 可 驱 动 8 个 TTL 负 载 ; 当 用 作 输 入 时, 每 个 端 口 首 先 置 在 访 问 外 部 存 储 器 时, 它 是 分 时 传 送 的 低 字 节 地 址 和 数 据 总 线, 此 时,P0 口 内 含 上 拉 电 阻 (2)P.0~P.7(~8):P 口 是 一 个 带 有 内 部 提 升 电 阻 的 8 位 准 双 向 I/O 口 当 用 作 通 用 I/O 口 时, 每 个 引 脚 可 驱 动 8 个 TTL 负 载 当 用 作 输 入 时, 每 个 端 口 首 先 置 P. 和 P.2 引 脚 也 可 用 作 定 时 器 2 的 外 部 计 数 输 入 (P.0/T2) 和 触 发 器 输 入 (P./T2EX) (3)P2.0~P2.7(2~28):P2 口 是 一 个 带 有 内 部 提 升 电 阻 的 8 位 准 双 向 I/O 口, 在 访 问 外 部 存 储 器 时, 它 输 出 高 8 位 地 址 P2 口 可 以 驱 动 4 个 TTL 负 载 当 用 作 输 入 时, 每 个 端 口 首 先 置 (4)P3.0~P3.7(0~7):P3 口 是 一 个 带 有 内 部 提 升 电 阻 的 8 位 准 双 向 I/O 口, 能 驱 动 4 个 TTL 负 载 当 用 作 输 入 时, 每 个 端 口 首 先 置 P3 口 还 用 于 第 二 功 能, 请 看 2 表 2-7
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ).2.4 AT89S52 单 片 机 最 小 系 统 所 谓 最 小 系 统 就 是 指 由 单 片 机 和 一 些 基 本 的 外 围 电 路 所 组 成 的 一 个 可 以 工 作 的 单 片 机 系 统 一 般 来 说, 它 包 括 单 片 机 晶 振 电 路 和 复 位 电 路. 晶 振 电 路 AT89S52 片 内 有 一 个 由 高 增 益 反 相 放 大 器 构 成 的 振 荡 电 路 XTAL 和 XTAL2 分 别 为 振 荡 电 路 的 输 入 输 出 端 其 振 荡 电 路 有 两 种 组 成 方 式 : 片 内 振 荡 器 和 片 外 振 荡 器 片 内 振 荡 器 如 图 -7(a) 所 示 在 XTAL 和 XTAL2 引 脚 两 端 跨 接 石 英 晶 体 振 荡 器 和 两 个 微 调 电 容 构 成 振 荡 电 路, 通 常 C 和 C2 一 般 取 30pF, 晶 振 的 频 率 取 值 在.2MHz~2MHz 之 间 片 外 振 荡 器 如 图 -7(b) 所 示 XTAL 是 外 部 时 钟 信 号 的 输 入 端,XTAL2 可 悬 空 由 于 外 部 时 钟 信 号 经 过 片 内 一 个 2 分 频 的 触 发 器 进 入 时 钟 电 路, 因 此 对 外 部 时 钟 信 号 的 占 空 比 没 有 严 格 要 求, 但 高 低 电 平 的 时 间 宽 度 应 不 小 于 20 ns (a) 片 内 振 荡 器 (b) 片 外 振 荡 器 图 -7 AT89S52 振 荡 器 电 路 2. 时 序 的 概 念 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 单 片 机 内 部 已 集 成 了 振 荡 器 电 路, 只 需 要 外 接 一 个 石 英 晶 体 和 两 个 频 率 微 调 电 容 就 可 工 作 () 振 荡 周 期 是 指 晶 体 振 荡 器 直 接 产 生 的 振 荡 信 号 的 周 期, 是 振 荡 频 率 fosc 的 倒 数, 用 P 表 示 振 荡 周 期 Tosc=/fosc, 如 : 为 6MHz 时 Tosc=/6 s; 为 2MHz 时 Tosc=/2 s (2) 状 态 周 期, 又 称 时 钟 周 期, 用 S 表 示 每 个 状 态 周 期 是 振 荡 周 期 的 二 倍, 即 每 个 状 态 周 期 分 为 P 和 P2 两 个 节 拍,P 拍 节 完 成 算 术 逻 辑 操 作,P2 节 拍 完 成 内 部 寄 存 器 间 数 据 的 传 递 (3) 机 器 周 期 是 机 器 的 基 本 操 作 周 期 一 个 机 器 周 期 含 6 个 状 态 周 期, 分 别 用 S~S6 表 示, 或 用 SP SP2 S6P2 表 示 (4) 指 令 周 期, 执 行 一 条 指 令 所 占 用 的 全 部 时 间 一 个 指 令 周 期 通 常 由 ~4 个 机 器 周 期 组 成 AT89S52 系 统 中, 有 单 周 期 指 令 双 周 期 指 令 和 四 周 期 指 令 如 :fosc=2 MHz, 个 机 器 周 期 =6 个 状 态 周 期 =2 个 振 荡 周 期 8
发 光 二 极 管 LED 控 制 则 : 振 荡 周 期 =/2 s, 振 荡 周 期 =/6 s, 机 器 周 期 = s, 指 令 周 期 =~4 s 各 种 周 期 的 相 互 关 系, 如 图 -8 所 示 图 -8 各 种 周 期 的 相 互 关 系 3. 复 位 电 路 AT89S52 单 片 机 的 复 位 电 路 如 图 -9 所 示 在 RST 输 入 端 出 现 高 电 平 时 实 现 复 位 和 初 始 化 在 振 荡 运 行 的 情 况 下, 要 实 现 复 位 操 作, 必 须 使 RST 引 脚 至 少 保 持 两 个 机 器 周 期 (24 个 振 荡 周 期 ) 的 高 电 平 CPU 在 第 二 个 机 器 周 期 内 执 行 内 部 复 位 操 作, 以 后 每 一 个 机 器 周 期 重 复 一 次, 直 至 RST 端 电 平 变 低 复 位 期 间 不 产 生 ALE 及 PSEN 信 号 图 -9(a) 为 上 电 自 动 复 位 电 路 加 电 瞬 间,RST 端 的 电 位 与 VCC 相 同, 随 着 RC 电 路 充 电 电 流 的 减 小,RST 的 电 位 下 降, 只 要 RST 端 保 持 0ms 以 上 的 高 电 平 就 能 使 AT89S52 单 片 机 有 效 地 复 位, 复 位 电 路 中 的 RC 参 数 通 常 由 实 验 调 整 当 振 荡 频 率 选 用 6MHz 时, 电 容 C 选 22 F, 电 阻 R 选 k, 便 能 可 靠 地 实 现 加 电 自 动 复 位 图 -9(b) 所 示 为 为 手 动 复 位 电 路 (a) 上 电 自 动 复 位 电 路 (b) 手 动 复 位 电 路 图 -9 复 位 电 路 技 能 训 练 - 单 片 机 最 小 系 统 应 用 开 关 控 制 LED 点 亮 模 块 一 是 通 过 程 序 使 P.0 引 脚 输 出 低 电 平 来 点 亮 LED 的 在 这 里 如 果 我 们 通 过 开 关 控 制 LED 点 亮, 那 么 应 如 何 实 现?. 单 片 机 最 小 系 统 应 用 单 片 机 最 小 系 统 只 是 单 片 机 能 满 足 工 作 的 最 低 要 求, 它 不 能 对 外 完 成 控 制 任 务, 实 现 人 9
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 机 对 话 要 进 行 人 机 对 话 还 要 一 些 输 入 输 出 部 件, 作 控 制 时 还 要 有 执 行 部 件 常 见 的 输 入 部 件 有 开 关 按 钮 键 盘 鼠 标 等, 输 出 部 件 有 指 示 灯 LED 数 码 管 显 示 器 等, 执 行 部 件 有 继 电 器 电 磁 阀 等 2. 电 路 设 计 开 关 控 制 LED 点 亮 是 AT89S52 单 片 机 的 一 种 最 简 单 电 路, 它 包 含 3 个 部 分 : 单 片 机 最 小 系 统 输 入 电 路 和 输 出 电 路 单 片 机 最 小 系 统 由 AT89S52 单 片 机 晶 振 电 路 和 上 电 复 位 电 路 构 成 输 入 部 件 是 开 关 SW, 输 出 部 件 是 LED 如 图 -20 所 示 由 于 只 使 用 内 程 序 存 储 器, AT89S52 的 EA 端 接 电 源 正 端 C R 0k 30pF C2 30pF X 9 CRYSTAL 8 9 U XTAL XTAL2 RST P0.0/AD0 P0./AD P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 39 38 37 36 35 34 33 32 C3 0uF R2 220 D LED-RED 29 30 3 2 3 4 5 6 7 8 PSEN ALE EA P.0/T2 P./T2EX P.2 P.3 P.4 P.5 P.6 P.7 P2.0/A8 P2./A9 P2.2/A0 P2.3/A P2.4/A2 P2.5/A3 P2.6/A4 P2.7/A5 P3.0/RXD P3./TXD P3.2/INT0 P3.3/INT P3.4/T0 P3.5/T P3.6/WR P3.7/RD 2 22 23 24 25 26 27 28 0 2 3 4 5 6 7 R3 0k AT89S52 图 -20 开 关 控 制 LED 点 亮 电 路 3. 程 序 设 计 () 开 关 控 制 点 亮 LED 分 析 开 关 闭 合 :P.0=0,LED 点 亮 ; 开 关 断 开 :P.0=,LED 熄 灭 流 程 图 如 图 -2 所 示 图 -2 开 关 控 制 点 亮 LED 流 程 图 20
发 光 二 极 管 LED 控 制 (2) 编 写 开 关 控 制 LED 点 亮 程 序 #include <AT89X52.H> sbit SW=P3^0; sbit LED=P^0; void main (void) { while() { if(sw==0) LED=0; else LED=; } }.3 工 作 模 块 2 LED 闪 烁 控 制 // 包 含 AT89X52.H 头 文 件 // 定 义 SW 是 P3.0 位 对 应 的 引 用 符 号 // 定 义 LED 是 P.0 位 对 应 的 引 用 符 号 // 开 关 闭 合 SW=0:P.0=0,LED 点 亮 // 开 关 断 开 SW=:P.0=,LED 熄 灭 P.0 引 脚 接 发 光 二 极 管 (LED) 的 阴 极, 通 过 程 序 控 制, 使 P.0 引 脚 交 替 输 出 高 电 平 和 低 电 平, 使 发 光 二 极 管 闪 烁.3. LED 闪 烁 控 制 设 计 与 实 现 LED 闪 烁 控 制 电 路 同 模 块 一 点 亮 一 个 LED 电 路 一 样, 是 由 AT89S52 单 片 机 最 小 系 统 和 LED 电 路 构 成.LED 闪 烁 功 能 实 现 分 析 LED 的 阳 极 通 过 220 限 流 电 阻 后 联 接 到 5V 电 源 上, P.0 引 脚 接 LED 的 阴 极,P.0 引 脚 输 出 低 电 平 时,LED 点 亮 ; 输 出 高 电 平 时,LED 熄 灭 LED 闪 烁 功 能 实 现 过 程 如 下 : ()P.0 引 脚 输 出 低 电 平,LED 点 亮 ; (2) 延 时 ; (3)P.0 引 脚 输 出 高 电 平,LED 熄 灭 ; (4) 延 时 ; (5) 重 复 第 一 步 ( 循 环 ), 这 样 就 可 以 实 现 LED 闪 烁 2.LED 闪 烁 控 制 程 序 设 计 从 以 上 分 析 可 以 看 出,LED 闪 烁 控 制 C 语 言 程 序 如 下 : #include <AT89X52.H> // 包 含 AT89X52.H 头 文 件 sbit LED=P^0; // 定 义 LED 是 P.0 位 对 应 的 引 用 符 号 void Delay() // 延 时 函 数 2
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) { } unsigned char i, j; void main() { for (i=0;i<255;i++) while() { } for (j=0;j<255;j++); LED = 0; Delay(); LED = ; Delay(); // P.0=0,LED 点 亮 // 延 时 // P.0=,LED 熄 灭 } 程 序 编 程 说 明 : ) 由 于 单 片 机 执 行 指 令 的 速 度 很 快, 如 果 不 进 行 延 时, 点 亮 之 后 会 马 上 就 熄 灭, 熄 灭 了 之 后 马 上 就 点 亮, 速 度 太 快, 由 于 人 眼 的 视 觉 暂 留 效 应, 人 眼 根 本 无 法 分 辨, 所 以 我 们 在 控 制 LED 闪 烁 的 时 候 需 要 延 时 一 段 时 间, 否 则 我 们 就 看 不 到 LED 闪 烁 效 果 了 2) 延 时 函 数 是 定 义 在 前, 使 用 在 后 在 这 里 使 用 了 2 条 for 语 句 构 成 双 重 循 环 ( 外 循 环 和 内 循 环 ), 循 环 体 是 空 的, 实 现 延 时 的 目 的 如 果 想 改 变 延 时 时 间, 可 以 通 过 改 变 循 环 次 数 调 整 来 实 现 如 果 延 时 函 数 是 使 用 在 前, 定 义 在 后, 程 序 应 如 何 编 写? 3) unsigned char i, j; 语 句 是 定 义 i 和 j 两 个 变 量 为 无 符 号 字 符 型, 取 值 范 围 为 0~255 3.LED 闪 烁 控 制 调 试 及 生 成 HEX 文 件 LED 闪 烁 程 序 设 计 好 以 后, 我 们 还 需 要 进 行 调 试, 看 看 是 否 与 设 计 相 符, 首 先 要 生 成 LED 闪 烁.hex 文 件 在 以 后 工 作 模 块 中 不 再 详 细 叙 述 具 体 过 程 () 建 立 工 程 文 件, 选 择 单 片 机 工 程 文 件 名 为 LED 闪 烁, 选 择 单 片 机 型 号 为 Atmel 的 AT89S52 (2) 建 立 源 文 件, 加 载 源 文 件 源 文 件 名 为 LED 闪 烁.c (3) 设 置 工 程 的 配 置 参 数 目 标 标 签 页 的 晶 振 频 率 栏 设 为 2MHz, 输 出 标 签 页 的 生 成 HEX 文 件 选 择 框 选 中 (4) 进 行 编 译 和 连 接 (5) 进 入 调 试 模 式, 打 开 P 口 对 话 框 在 调 试 模 式 中, 单 击 外 围 设 备 I/O-Ports Port, 打 开 P 口 对 话 框 (6) 全 速 运 行 程 序 单 击 调 试 运 行 到 命 令 或 单 击 调 试 工 具 栏 的 运 行 按 钮, 通 过 P 口 对 话 框 观 察 P.0 引 脚 的 电 平 变 化 状 态, 以 间 接 分 析 LED 闪 烁 规 律, 是 否 与 设 计 相 符 调 试 窗 口 如 图 -22 所 示 22
发 光 二 极 管 LED 控 制 图 -22 调 试 窗 口 4.LED 闪 烁 控 制 Proteus 仿 真 运 行 调 试 LED 闪 烁 控 制 用 Proteus 仿 真 运 行 调 试 与 工 作 模 块 基 本 相 同 在 以 后 工 作 模 块 中 不 再 详 细 叙 述 具 体 仿 真 运 行 调 试 过 程 () 运 行 Proteus 软 件, 打 开 LED 闪 烁 Proteus 仿 真 电 路 ; (2) 加 载 Keil 生 成 的 LED 闪 烁.hex HEX 文 件 ; (3) 单 击 仿 真 工 具 栏 运 行 按 钮, 单 片 机 全 速 运 行 程 序 通 过 编 辑 区 LED 闪 烁 电 路 图 观 察 LED 闪 烁 规 律, 是 否 与 设 计 要 求 相 符 同 时 还 可 以 通 过 P.0 引 脚 的 电 平 变 化 状 态, 间 接 分 析 LED 闪 烁 规 律 LED 闪 烁 Proteus 仿 真 运 行 如 图 -23 所 示 C R 0k C3 0uF R2 220 30pF C2 30pF D X LED-RED 9 CRYSTAL 8 9 29 30 3 2 3 4 5 6 7 8 U XTAL XTAL2 RST PSEN ALE EA P.0/T2 P./T2EX P.2 P.3 P.4 P.5 P.6 P.7 AT89S52 图 -23 LED 闪 烁 Proteus 仿 真 运 行 P0.0/AD0 P0./AD P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2./A9 P2.2/A0 P2.3/A P2.4/A2 P2.5/A3 P2.6/A4 P2.7/A5 P3.0/RXD P3./TXD P3.2/INT0 P3.3/INT P3.4/T0 P3.5/T P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 2 22 23 24 25 26 27 28 0 2 3 4 5 6 7 23
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ).3.2 LED 闪 烁 控 制 电 路 焊 接 制 作 根 据 图 -23 所 示 电 路 图, 在 万 能 板 上 完 成 单 片 机 最 小 系 统 和 LED 电 路 焊 接 制 作, 元 器 件 清 单 如 表 -2 所 示 表 -2 单 片 机 最 小 系 统 和 LED 电 路 元 件 清 单 元 件 名 称 参 数 数 量 元 件 名 称 参 数 数 量 单 片 机 AT89S52 个 轻 微 按 键 个 晶 振.0592M 个 电 阻 0k 个 瓷 片 电 容 04 2 个 电 阻 220 个 电 解 电 容 0 F 个 LED 个 IC 插 座 DIP40 个. 电 路 板 焊 接 焊 接 电 子 元 器 件 原 则 是 由 小 到 大 由 矮 到 高 ; 但 首 先 要 焊 接 IC 插 座 后 面 依 次 按 模 块 电 路 ( 如 : 晶 振 电 路 复 位 电 路 模 块 等 ) 来 进 行 焊 接 焊 接 好 的 电 路 板 如 图 -24 所 示 图 -24 单 片 机 最 小 系 统 和 LED 焊 接 电 路 板 元 器 件 焊 接 时 注 意 事 项 如 下 : () 电 解 电 容 ( 瓷 片 电 容 不 分 正 负 极 ) 发 光 二 极 管 都 具 有 一 长 一 短 两 个 引 脚, 长 脚 为 正 极 短 脚 为 负 极 (2) 焊 接 底 座 时 要 先 焊 接 两 个 对 角 引 脚, 将 其 固 定 在 线 路 板 上, 防 止 底 座 焊 接 不 平, 然 后 焊 接 其 他 引 脚 底 座 焊 接 完 后, 将 单 片 机 芯 片 两 排 引 脚 分 别 向 内 侧 压 一 下, 以 便 插 入 芯 片 底 座 (3) 晶 振 电 路 尽 量 靠 近 单 片 机 芯 片 进 行 焊 接, 以 减 少 寄 生 电 容, 更 好 地 保 证 振 荡 器 稳 定 和 可 靠 地 工 作 选 用 复 位 电 路 所 使 用 的 开 关 时, 最 好 选 用 点 触 开 关, 便 于 操 作 24
发 光 二 极 管 LED 控 制 (4) 焊 接 后, 元 器 件 外 观 要 整 齐 焊 点 要 饱 满 ( 防 止 虚 焊 ) 引 脚 不 宜 过 高 在 放 置 元 器 件 时, 还 要 考 虑 为 方 便 以 后 开 发, 在 线 路 板 上 预 留 一 定 空 间 2. 硬 件 检 测 与 调 试 () 上 电 前, 检 测 单 片 机 V CC 和 GND 是 否 短 路 上 电 后, 检 测 单 片 机 40 脚 和 20 脚 之 间 是 否 有 5V 电 压 (2) 检 测 晶 振 两 端 (8 脚 与 9 脚 ) 电 压 是 否 为 0.5~.6V, 如 果 有 则 说 明 晶 振 电 路 工 作 正 常 (3) 按 下 复 位 按 键, 检 测 第 9 脚 的 电 压 是 否 会 变 化 若 按 键 按 下 前 电 压 为 0V, 按 键 按 下 时 电 压 立 刻 变 为 5V, 按 键 释 放 之 后 降 为 0V, 则 表 示 复 位 电 路 正 常 3. 软 件 下 载 与 调 试 通 过 ISP 下 载 器 把 LED 闪 烁.hex 文 件 烧 入 单 片 机 芯 片 中, 如 果 LED 运 行 结 果 与 设 计 功 能 相 符, 说 明 上 面 焊 接 过 程 和 程 序 均 正 常, 否 则 需 进 行 调 试, 直 到 功 能 实 现 软 件 下 载 调 试 步 骤 如 下 : () 首 先 在 计 算 机 上 运 行 Easy 5Pro.exe, 打 开 主 窗 口 画 面, 如 图 -25 所 示 (2) 单 击 右 下 角 的 设 置 按 扭, 弹 出 程 序 烧 录 界 面, 如 图 -26 所 示, 在 编 程 器 类 型 中 设 置 选 择 使 用 Easy ISP 下 载 线 图 -25 ISP 下 载 器 主 窗 口 图 -26 ISP 下 载 线 设 置 界 面 (3) 把 下 载 器 的 8P 排 线 和 单 片 机 的 ISP 下 载 接 口 相 接, 另 一 端 连 接 到 PC 机 在 烧 录 界 面 中 选 择 实 际 要 烧 录 的 芯 片 型 号 (AT89S52), 再 单 击 检 测 器 件 按 钮, 看 看 是 否 可 以 检 测 到 所 烧 录 的 目 标 芯 片 (4) 单 击 自 动 打 开 文 件 按 钮, 选 择 需 要 下 载 的 程 序 HEX 文 件 然 后 一 步 一 步 的 手 动 完 成 也 可 以 单 击 自 动 完 成 按 钮, 就 会 一 项 一 项 的 自 动 往 下 进 行, 烧 录 完 成 就 可 以 运 行 LED 闪 烁 控 制 程 序 了 上 电 后, 就 可 以 观 察 到 LED 不 断 闪 烁, 直 到 电 源 关 闭 才 能 熄 灭 25
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ).3.3 C 语 言 程 序 的 基 本 构 成 随 着 单 片 机 开 发 技 术 的 不 断 发 展, 目 前 已 有 越 来 越 多 的 人 从 普 遍 使 用 汇 编 语 言 到 逐 渐 使 用 高 级 语 言 开 发, 其 中 主 要 是 以 C 语 言 为 主, 市 场 上 几 种 常 见 的 单 片 机 均 有 其 C 语 言 开 发 环 境 这 里 以 最 为 流 行 的 AT89S52 单 片 机 为 例, 来 学 习 单 片 机 的 C 语 言 编 程 技 术.C 语 言 程 序 的 构 成 ()C 语 言 的 程 序 是 由 一 个 或 多 个 函 数 构 成 的, 最 简 单 的 程 序 只 有 一 个 main 函 数, 如 工 作 模 块 的 点 亮 一 个 LED C 语 言 程 序 在 一 个 C 语 言 程 序 中 必 须 有 且 仅 有 一 个 main 函 数, 除 了 main 函 数, 还 可 以 有 其 他 的 函 数, 由 于 这 些 其 他 的 函 数 是 由 用 户 根 据 需 要 自 行 设 计 的, 因 此 将 这 些 函 数 称 为 自 定 义 函 数, 如 工 作 模 块 2 的 LED 闪 烁 C 语 言 程 序 中 的 Delay() 函 数 另 外, 在 C 语 言 程 序 中, 还 可 以 有 由 C 语 言 本 身 提 供 的 函 数, 即 库 函 数 那 么 库 函 数 和 用 户 自 定 义 函 数 有 什 么 区 别 呢? 简 单 地 说, 任 何 使 用 Keil C 语 言 的 人, 都 可 以 直 接 调 用 C 语 言 的 库 函 数 而 不 需 要 为 这 个 函 数 写 任 何 代 码, 只 需 要 包 含 具 有 该 函 数 说 明 的 相 应 的 头 文 件 即 可 ; 而 自 定 义 函 数 则 是 完 全 个 性 化 的, 是 用 户 根 据 自 己 需 要 而 编 写 的 Keil C 提 供 了 00 多 个 库 函 数 供 我 们 直 接 使 用 一 个 C 语 言 程 序, 总 是 从 main 函 数 开 始 执 行 的, 而 不 管 物 理 位 置 上 这 个 main() 放 在 什 么 地 方 在 LED 闪 烁 C 语 言 程 序 中,main() 就 是 放 在 了 最 后, 事 实 上 这 往 往 是 最 常 用 的 一 种 方 式 (2) 一 个 函 数 由 两 部 分 组 成 ) 函 数 的 首 部 即 函 数 的 第 一 行 包 括 函 数 名 函 数 类 型 函 数 属 性 函 数 参 数 ( 形 参 ) 名 参 数 类 型 如 : void Delay() 一 个 函 数 名 后 面 必 须 跟 一 对 圆 括 号, 即 便 没 有 任 何 参 数 也 是 如 此 2) 函 数 体, 即 函 数 首 部 下 面 的 大 括 号 {} 内 的 部 份 如 果 一 个 函 数 内 有 多 个 大 括 号, 则 最 外 层 的 一 对 {} 为 函 数 体 的 范 围 函 数 体 一 般 包 括 : 声 明 部 分 : 定 义 所 用 到 的 变 量, 如 void Delay() 中 的 unsigned char i, j; 执 行 部 分 : 由 若 干 个 语 句 组 成 在 某 些 情 况 下 也 可 以 没 有 声 明 部 分, 甚 至 既 没 有 声 明 部 分, 也 没 有 执 行 部 分, 如 : void Delay() {} 这 是 一 个 空 函 数, 什 么 也 不 干, 但 它 是 合 法 的 在 编 写 程 序 时, 可 以 利 用 空 函 数, 比 如 主 程 序 需 要 调 用 一 个 延 时 函 数, 可 具 体 延 时 多 少, 怎 样 延 时, 暂 时 还 不 清 楚, 我 们 可 以 先 把 主 程 序 的 框 架 结 构 弄 好, 编 译 通 过 了 再 说 至 于 里 面 的 细 节, 可 以 在 以 后 慢 慢 地 填, 这 样 在 主 程 序 中 就 可 以 调 用 它 了 2. 标 识 符 变 量 名 常 数 名 数 组 名 函 数 名 文 件 名 与 类 型 名 等 统 称 为 标 识 符 C 语 言 规 定 标 识 符 26
发 光 二 极 管 LED 控 制 只 能 由 字 母 数 字 和 下 划 线 三 种 字 符 组 成, 且 第 一 个 字 符 必 须 为 字 母 或 下 划 线, 如 A 是 错 误 的, 编 译 时 便 会 有 错 误 提 示 要 注 意 的 是 C 语 言 中 大 写 字 母 与 小 写 字 母 被 认 为 是 两 个 不 同 的 字 符, 即 Sum 与 sum 是 两 个 不 同 的 标 识 符 可 以 将 标 识 符 分 为 预 定 义 标 识 符 和 用 户 标 识 符 标 准 库 函 数 的 名 字, 如 printf sqrt pow 与 sin 等, 还 有 预 编 译 处 理 命 令, 如 define 与 include 等, 都 属 于 预 定 义 标 识 符 而 用 户 标 识 符 则 是 由 用 户 根 据 需 要 定 义 的 标 识 符 如 用 户 定 义 的 变 量 名 a b sum 与 x 等 用 户 定 义 的 函 数 名 f rep facto 与 sort 等 标 识 符 在 命 名 时 应 当 简 单, 含 义 清 晰, 这 样 有 助 于 阅 读 理 解 程 序 标 准 的 C 语 言 并 没 有 规 定 标 识 符 的 长 度, 但 是 各 个 C 编 译 系 统 有 自 己 的 规 定, 在 Keil C 编 译 器 中, 只 支 持 标 识 符 的 前 32 位 为 有 效 标 识 3. 关 键 字 关 键 字 则 是 编 程 语 言 保 留 的 特 殊 标 识 符, 它 们 具 有 固 定 名 称 和 含 义, 在 程 序 编 写 中 不 允 许 标 识 符 与 关 键 字 相 同 在 Keil C 中 的 关 键 字 除 了 有 ANSI C 标 准 的 32 个 关 键 字 外, 还 根 据 5 单 片 机 的 特 点 扩 展 了 相 关 的 关 键 字 在 Keil C 的 文 本 编 辑 器 中 编 写 C 程 序, 系 统 把 保 留 字 以 不 同 颜 色 显 示, 缺 省 颜 色 为 天 蓝 色.3.4 C 语 言 基 本 语 句 C 语 言 的 程 序 是 由 一 个 或 多 个 函 数 组 成 的, 而 函 数 又 是 由 若 干 个 语 句 组 成 的 语 句 是 由 一 些 基 本 字 符 和 定 义 符 按 照 C 语 言 的 语 法 规 定 组 成 的, 每 个 语 句 以 分 号 结 束, 分 号 是 C 语 句 的 必 要 组 成 部 分 C 语 言 的 语 句 可 分 为 以 下 5 种 类 型 : 表 达 式 语 句 函 数 调 用 语 句 控 制 语 句 复 合 语 句 和 空 语 句. 表 达 式 语 句 表 达 式 语 句 是 由 一 个 表 达 式 加 一 个 分 号 构 成 一 个 语 句, 其 作 用 是 计 算 表 达 式 的 值 或 改 变 变 量 的 值 它 的 一 般 形 式 是 : 表 达 式 ; 即 在 表 达 式 末 尾 加 上 分 号, 就 变 成 了 表 达 式 语 句 最 典 型 的 表 达 式 语 句 是 : 在 赋 值 表 达 式 后 加 一 个 分 号 构 成 赋 值 语 句 例 如 a=3 是 一 个 赋 值 表 达 式, 而 a=3; 是 一 个 赋 值 语 句 2. 函 数 调 用 语 句 由 一 个 函 数 调 用 加 一 个 分 号 构 成 函 数 调 用 语 句, 其 作 用 是 完 成 特 定 的 功 能 它 的 一 般 形 式 是 : 27
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 函 数 名 ( 参 数 列 表 ); 例 如 mdelay(00); // 调 用 延 时 函 数, 参 数 是 00 3. 控 制 语 句 控 制 语 句 用 于 完 成 一 定 的 控 制 功 能, 以 实 现 程 序 的 各 种 结 构 方 式 C 语 言 有 9 种 控 制 语 句, 可 分 为 以 下 三 类 () 条 件 判 断 语 句 :if 语 句 switch 语 句 (2) 循 环 语 句 :for 语 句 while 语 句 do-while 语 句 (3) 转 向 语 句 :break 语 句 continue 语 句 goto 语 句 return 语 句 4. 复 合 语 句 复 合 语 句 是 用 一 对 大 括 号 将 若 干 条 语 句 括 起 来 的, 也 称 为 分 程 序, 在 语 法 上 相 当 于 一 条 语 句 例 如 main() { {t=x; x=y; y=t;} } 5. 空 语 句 // 复 合 语 句 只 有 一 个 分 号 的 语 句 称 为 空 语 句 它 的 一 般 形 式 是 : ; 空 语 句 是 什 么 操 作 也 不 执 行, 常 用 于 作 为 循 环 语 句 中 的 循 环 体, 表 示 循 环 体 什 么 也 不 做 由 于 C 语 言 程 序 的 书 写 格 式 是 自 由 的, 所 以, 一 个 语 句 可 写 在 一 行 上, 也 可 分 写 在 多 行 内 一 行 内 可 以 写 一 个 语 句, 也 可 写 多 个 语 句 书 写 的 缩 进 没 有 要 求, 但 是 建 议 读 者 自 己 按 一 定 的 规 范 来 写, 可 以 给 自 己 带 来 方 便 注 释 内 容 可 以 单 独 写 在 一 行 上, 也 可 以 写 在 一 个 语 句 之 后 可 以 用 /* */ 的 形 式 为 C 程 序 的 任 何 一 部 分 作 注 释, 在 /* 开 始 后, 一 直 到 */ 为 止 的 中 间 的 任 何 内 容 都 被 认 为 是 注 释, 所 以 在 书 写 特 别 是 修 改 源 程 序 时 特 别 要 注 意, 有 时 无 意 之 中 删 掉 一 个 */, 结 果, 从 这 里 开 始 一 直 要 遇 到 下 一 个 */ 中 的 全 部 内 容 都 被 认 为 是 注 释 了 原 本 好 好 的 一 个 程 序, 编 译 已 过 通 过 了, 稍 作 修 改, 一 下 出 现 了 几 十 甚 至 上 百 个 错 误, 这 时 就 要 检 查 一 下, 是 不 是 有 这 样 的 情 况, 如 果 有 的 话, 赶 紧 把 这 个 */ 补 上 Keil C 也 支 持 C++ 风 格 的 注 释, 就 是 用 // 引 导 的 后 面 的 语 句 是 注 释, 例 : P_0=!P_0; // 取 反 P.0 这 种 风 格 的 注 释, 只 对 本 行 有 效, 所 以 不 会 出 现 上 面 的 问 题, 而 且 书 写 比 较 方 便, 所 以 在 只 需 要 一 行 注 释 的 时 候, 我 们 往 往 采 用 这 种 格 式 28
发 光 二 极 管 LED 控 制.4 技 能 拓 展 音 频 控 制 应 用.4. 音 频 控 制 电 路 音 频 控 制 电 路 由 单 片 机 最 小 系 统 放 大 滤 波 电 路 和 扬 声 器 构 成 放 大 滤 波 电 路 由 NPN 三 极 管 Q 电 阻 R3 电 容 C4 构 成,Q 的 基 极 经 电 阻 R2 接 到 P0.0 引 脚 如 图 -27 所 示 C R 0k C3 0uF 30pF C2 30pF X 9 CRYSTAL 8 9 29 30 3 U XTAL XTAL2 RST PSEN ALE EA P0.0/AD0 P0./AD P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2./A9 P2.2/A0 P2.3/A P2.4/A2 P2.5/A3 P2.6/A4 P2.7/A5 39 38 37 36 35 34 33 32 2 22 23 24 25 26 27 28 R2 200 Q 2N3392 R3 24 C4 0.33uF LS SPEAKER 2 3 4 5 6 7 8 P.0/T2 P./T2EX P.2 P.3 P.4 P.5 P.6 P.7 P3.0/RXD P3./TXD P3.2/INT0 P3.3/INT P3.4/T0 P3.5/T P3.6/WR P3.7/RD 0 2 3 4 5 6 7 AT89S52 图 -27 音 频 控 制 电 路.4.2 音 频 控 制 程 序 利 用 AT89S52 端 口 输 出 脉 冲 方 波, 方 波 经 放 大 滤 波 后, 驱 动 扬 声 器 发 声, 声 音 的 频 率 高 低 由 延 时 长 短 控 制 音 频 控 制 程 序 和 工 作 模 块 2 LED 闪 烁 程 序 基 本 一 样, 下 面 写 出 程 序 不 同 之 处 #include <AT89X52.H> // 包 含 AT89X52.H 头 文 件 sbit SPK=P0^0; // 定 义 SPK 是 P0.0 位 对 应 的 引 用 符 号 SPK = 0; // P0.0=0, 输 出 低 电 平 Delay(); // 延 时 SPK = ; // P.0=, 输 出 高 电 平 Delay(); 29
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 技 能 训 练 -2 报 警 产 生 器 在 图 -27 基 础 上,P.7 引 脚 接 一 个 开 关 ( 参 考 图 -20), 用 P0.0 输 出 khz 和 500Hz 的 音 频 信 号 驱 动 扬 声 器, 作 报 警 信 号, 要 求 khz 信 号 响 00ms,500Hz 信 号 响 200ms, 交 替 进 行 当 开 关 合 上 报 警 信 号 响, 当 开 关 断 开 报 警 信 号 停 止, 参 考 程 序 如 下 #include <AT89X52.H> #include <INTRINS.H> unsigned char count; void dely500(void) { } unsigned char i; for(i=250;i>0;i--) { } _nop_(); void main(void) { } while() { } if(p_7==0) { } for(count=200;count>0;count--) { P_0=~P_0; dely500(); } for(count=200;count>0;count--) { } P_0=~P_0; dely500(); dely500(); // 延 时 500us, 即 0.5ms //khz 信 号 响 00ms //500Hz 信 号 响 200ms 关 键 知 识 点 小 结.Proteus 能 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 30
发 光 二 极 管 LED 控 制 2.Keil C5 是 基 于 805 内 核 的 微 控 制 器 软 件 开 发 平 台, 是 5 系 列 单 片 机 C 语 言 软 件 开 发 系 统 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 3. 单 片 机 的 发 展 主 要 经 历 : 第 一 阶 段 (974~976 年 ) 为 单 片 机 初 级 阶 段 ; 第 二 阶 段 (976~978 年 ) 为 低 性 能 单 片 机 阶 段 ; 第 三 阶 段 (978~982 年 ) 为 高 性 能 单 片 机 阶 段, 也 是 单 片 机 普 及 阶 段, 第 四 阶 段 (982 年 以 后 ) 为 6 位 单 片 机 阶 段 4. 单 片 机 主 要 应 用 在 家 用 电 器 智 能 卡 智 能 仪 器 仪 表 网 络 与 通 信 以 及 工 业 控 制 等 方 面 5.AT89S52 单 片 机 一 个 低 功 耗, 高 性 能 CMOS 8 位 单 片 机, 在 一 块 芯 片 中 集 成 了 CPU, 8K 字 节 的 可 反 复 擦 写 000 次 的 Flash 只 读 程 序 存 储 器,256 字 节 内 存,32 个 输 入 / 输 出 线, 看 门 狗 定 时 器, 两 个 数 据 指 针, 三 个 6 位 定 时 器 / 计 数 器,6 矢 量 两 个 级 别 的 中 断 结 构, 一 个 全 双 工 串 行 口, 片 内 振 荡 器 和 时 钟 电 路 6.AT89S52 单 片 机 最 小 系 统 就 是 指 由 单 片 机 和 一 些 基 本 的 外 围 电 路 所 组 成 的 一 个 可 以 工 作 的 单 片 机 系 统 一 般 来 说, 它 包 括 单 片 机 电 源 晶 振 电 路 和 复 位 电 路 7. 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 定 时 单 位 有 : 振 荡 周 期 fosc 状 态 周 期 机 器 周 期 指 令 周 期 个 机 器 周 期 =6 个 状 态 周 期 =2 个 振 荡 周 期 fosc; 个 指 令 周 期 通 常 由 ~4 个 机 器 周 期 组 成 8.C 语 言 的 程 序 是 由 一 个 或 多 个 函 数 构 成 的, 在 一 个 C 语 言 程 序 中 必 须 有 且 仅 有 一 个 main 函 数, 除 了 main 函 数, 还 可 以 有 自 定 义 函 数 和 库 函 数 一 个 函 数 由 两 部 组 成 : 函 数 的 首 部, 包 括 函 数 名 函 数 类 型 函 数 属 性 函 数 参 数 ( 形 参 ) 名 参 数 类 型 ; 函 数 体, 即 函 数 首 部 下 面 的 大 括 号 {} 内 的 部 分 9.C 语 言 规 定 标 识 符 只 能 由 字 母 数 字 和 下 划 线 三 种 字 符 组 成, 且 第 一 个 字 符 必 须 为 字 母 或 下 划 线 标 识 符 分 为 预 定 义 标 识 符 和 用 户 标 识 符 标 准 库 函 数 的 名 字 和 预 编 译 处 理 命 令 都 属 于 预 定 义 标 识 符 而 用 户 标 识 符 则 是 由 用 户 根 据 需 要 定 义 的 标 识 符 在 Keil C 编 译 器 中, 只 支 持 标 识 符 的 前 32 位 为 有 效 标 识 0. 关 键 字 则 是 编 程 语 言 保 留 的 特 殊 标 识 符, 它 们 具 有 固 定 名 称 和 含 义, 在 程 序 编 写 中 不 允 许 标 识 符 与 关 键 字 相 同 在 Keil C 中 的 关 键 字 除 了 有 ANSI C 标 准 的 32 个 关 键 字 外, 还 根 据 5 单 片 机 的 特 点 扩 展 了 相 关 的 关 键 字.C 语 言 的 语 句 是 由 一 些 基 本 字 符 和 定 义 符 按 照 C 语 言 的 语 法 规 定 组 成 的, 每 个 语 句 以 分 号 结 束, 分 号 是 C 语 句 的 必 要 组 成 部 分 C 语 言 的 语 句 可 分 为 : 表 达 式 语 句 函 数 调 用 语 句 控 制 语 句 复 合 语 句 和 空 语 句 2. #include <AT89X52.H> 语 句 是 一 个 文 件 包 含 处 理, 是 将 AT89X52.H 头 文 件 的 内 容 全 部 包 含 进 来 sbit LED=P^0; 语 句 是 定 义 用 符 号 LED 来 表 示 P.0 引 脚 Keil C 支 持 C++ 风 格 的 注 释, 可 以 用 // 进 行 注 释, 也 可 以 用 /* */ 进 行 注 释 3
单 片 机 应 用 技 术 教 程 (C 语 言 版 )( 第 二 版 ) 问 题 与 讨 论 - 填 空 题 () 在 5 系 列 单 片 机 中, 无 内 部 ROM 的 单 片 机 型 号 是, 有 4KB EPROM 的 单 片 机 型 号 是 (2) 典 型 单 片 机 的 结 构 可 分 为 CPU 四 部 分 (3) 单 片 机 常 用 两 种 复 位 方 式, 即 和 (4) 一 个 机 器 周 期 包 含 个 晶 振 周 期, 若 晶 振 周 期 的 频 率 为 2MHz, 则 机 器 周 期 为, 指 令 周 期 为 ~ 机 器 周 期 (5) 当 P 口 做 输 入 口 输 入 数 据 时, 必 须 先 向 该 端 口 的 锁 存 器 写 入, 否 则 输 入 数 据 可 能 出 错 (6)MCS-5 系 列 单 片 机 有 个 并 行 I/O 口, 个 全 双 工 串 口, 个 6 位 定 时 器 / 计 数 器, 中 断 源 -2 选 择 题 () 使 用 单 片 机 开 发 系 统 调 试 程 序 时, 对 源 程 序 进 行 汇 编 的 目 的 是 ( ) A. 将 源 程 序 转 换 成 目 标 程 序 B. 将 目 标 程 序 转 换 成 源 程 序 C. 将 低 级 语 言 转 换 成 高 级 语 言 D. 连 续 执 行 键 (2) 单 片 机 的 简 称 是 ( ) A.MCP B.PLC C.MCU D.DSP (3) 以 下 叙 述 不 正 确 的 是 ( ) A. 一 个 C 程 序 可 以 由 一 个 或 多 个 函 数 组 成 B. 一 个 C 程 序 必 须 包 含 一 个 main 函 数 C.C 程 序 的 基 本 组 成 单 位 是 函 数 D. 在 C 程 序 中, 注 释 说 明 只 能 位 于 一 条 语 句 的 后 面 (4) 提 高 单 片 机 的 晶 振 频 率 fosc, 则 机 器 周 期 Tcy( ) A. 不 变 B. 变 长 C. 变 短 D. 不 定 (5) 一 个 C 语 言 程 序 的 执 行 是 从 ( ) A. 本 程 序 的 main 函 数 开 始, 到 main 函 数 结 束 B. 本 程 序 文 件 的 第 一 个 函 数 开 始, 到 本 程 序 文 件 的 最 后 一 个 函 数 结 束 C. 本 程 序 的 main 函 数 开 始, 到 本 程 序 文 件 的 最 后 一 个 函 数 结 束 D. 本 程 序 文 件 的 第 一 个 函 数 开 始, 到 本 程 序 文 件 的 main 函 数 结 束 -3 简 叙 Keil C5 和 Proteus 软 件 的 主 要 功 能 -4 简 叙 单 片 机 的 发 展 及 发 展 趋 势 -5 简 叙 单 片 机 的 主 要 应 用 领 域 32
发 光 二 极 管 LED 控 制 -6 简 叙 单 片 机 的 主 要 特 点 -7 如 果 只 使 用 片 外 ROM, EA 引 脚 应 该 如 何 连 接? 为 什 么? -8 在 工 作 模 块 2 中, 如 果 把 LED 闪 烁 程 序 的 延 时 函 数 Delay() 写 在 main() 后 面, 程 序 应 该 如 何 修 改? -9 单 片 机 最 小 系 统 由 哪 几 部 分 组 成? 现 要 求 LED 的 阳 极 接 在 P.0 引 脚 上, 请 完 成 LED 点 亮 电 路 和 C 语 言 程 序 设 计 -0 请 完 成 用 开 关 控 制 LED 闪 烁 快 和 慢 两 种 效 果 的 电 路 和 C 语 言 程 序 设 计 33