基本操作 閃爍燈 流水燈[特制材料]

1、實驗一：硬件，軟件介紹以及閃爍燈和流水燈一實驗?zāi)康?.認識單片機以及外圍硬件。 2.掌握KEIL軟件的基本操作。3.掌握單片機編程的一般流程。二實驗內(nèi)容1.認識單片機開發(fā)板上的硬件，串口以及usb轉(zhuǎn)串口線。2.使用keil軟件建立工程并編寫閃爍燈程序，下載到開發(fā)板上進行驗證。3.改寫閃爍燈程序，進一步熟悉操作。3.編寫流水燈程序并下載到開發(fā)板上進行驗證。三實驗設(shè)備電腦，單片機開發(fā)板，串口線，usb轉(zhuǎn)串口線。四硬件介紹1.51單片機介紹圖1-1 開發(fā)板的硬件資源圖1-1為本實驗中用到的單片機開發(fā)板，該開發(fā)板包含了較多的硬件資源。這里主要介紹一下主芯片stc89c52，其它大部分硬件在以后相應(yīng)的實

2、驗中再做介紹。上圖中間最大的那個黑色長方塊就是單片機，使用單片機就可以控制開發(fā)板上其他的硬件，此單片機全名為STC89C52RC,其中STC代表生產(chǎn)該單片機的廠家，8代表單片機是8051內(nèi)核，9代表內(nèi)部有EEPROM存儲器，C表示該器件是CMOS產(chǎn)品，5是固定不變的數(shù)字，2表示單片機內(nèi)部含有8KB的程序存儲空間（如果是1表示4KB，如果是3表示12KB，以此類推。），RC表示內(nèi)部的隨機存儲器RAM大小為512B。除了這些文字還有標明單片機的最大接入頻率，產(chǎn)品級別，封裝形式，生產(chǎn)日期，以及生產(chǎn)工藝的文字，這里就不一一說明。2.串口線以及usb轉(zhuǎn)串口線的介紹圖1-2 串口線串口線如圖1-2所示，串

3、口線主要用來給單片機下載程序以及串口通訊時使用，其結(jié)構(gòu)以及通訊方式將在串口通訊實驗時介紹，開始只拿串口下載程序使用。一般的臺式機都會有串口，將串口線一段插在臺式機上一段插在單片機上，接上電源就可以給單片機下載程序。但是很多時候使用的是筆記本，筆記本上很少有串口，所以就需要使用usb轉(zhuǎn)串口線，如圖1-3所示。圖1-3 usb轉(zhuǎn)串口線usb轉(zhuǎn)串口線將usb接口通過芯片和程序虛擬出一個串口來進行電腦與單片機的通訊，所以使用時還需給筆記本安裝驅(qū)動，芯片一般為PL2303或者HL340，根據(jù)usb轉(zhuǎn)串口使用的芯片不同安裝不同的驅(qū)動。3.led燈的硬件電路圖1-4 led燈的電路如圖所示，8個led燈的陽

4、極通過排阻接到了電源上，陰極接到了74hc573鎖存器的輸出口，輸入口與單片機的P1口連接，鎖存器的鎖存口L與單片機的P2.5連接。鎖存器的功能如圖1-5所示。圖1-5 鎖存器功能表如上圖，為使能端口，低電平有效。L為鎖存口，當鎖存口L為高時，輸入和輸出口的狀態(tài)一致，當L為低時鎖存上一個L為高時的狀態(tài)。4.建立第一個工程首先，在桌面新建一個文件夾，然后打開keil軟件，顯示如圖1-6。圖1-6 打開keil然后，單擊菜單欄的project，在彈出的子菜單中點擊new uvision project，在彈出的對話框中給工程命名（這里命名為閃爍燈或者其他）并將工程保存在剛才新建的文件夾之中。如圖1

5、-7。圖1-7點擊保存，會彈出選擇單片機的對話框，選擇STC89C52RC，單擊OK，如圖1-8。然后會彈出一個對話框問你是否添加啟動代碼，單擊 是（Y）。圖1-8下來，單擊菜單欄的file在子菜單中單擊new，此時會生成一個文本輸入框text1，然后單擊filesave，將該文件保存為 閃爍燈，如圖1-9.圖1-9在軟件左側(cè)project窗口中打開文件夾target，在子文件夾中右鍵單擊source group 1，在彈出的菜單中單擊add files to group source group 1，在彈出的對話框中選擇剛才保存好的 流水燈.c 點擊add，然后點擊close關(guān)閉對話框。如圖

6、1-10,1-11所示。圖1-10圖1-11這樣，一個工程就建立好了，如圖1-12，接下來就是在閃爍燈.c中編寫程序了。圖1-12 建立工程完畢5.閃爍燈程序的編寫要想使led燈產(chǎn)生一明一暗的閃爍效果，根據(jù)電路圖1-4，可以將鎖存器的鎖存端L置高電平，然后通過編程使片機的P1口每隔一段時間為高電平一段時間為低電平，而led燈的陽極接電源所以當P1口為低電平時led燈亮，P1為高電平時led燈滅。如圖1-13.圖1-13 P1口的狀態(tài)在閃爍燈.c中輸入程序如圖1-14,（/以及后面的文字是注釋，用來解釋程序可以不輸）。圖1-14首先介紹頭文件，reg52.h文件定義了stc89c52單片機內(nèi)部的

7、寄存器，為了使用方便將16進制地址的寄存器定義成了各種名稱，例如P1，P2等。sbit diola=P25; sbit是位定義，意思是說之后的diola對應(yīng)于單片機的P2.5腳，要注意的是，這里的P25中間的是異或的意思，是一個運算，不能直接使用。所以當使用單片機的一個引腳必須要對其重新定義。下來是延時函數(shù)，延時函數(shù)主要是為了是單片機的引腳保持一種狀態(tài)一段時間，執(zhí)行一次for循環(huán)大概使用1us，這里的兩重for循環(huán)大概為0.5s。值得說明的是，每當單片機開始運行程序的時候是直接從主函數(shù)里運行的。diola=1;是將鎖存器設(shè)置為非鎖存狀態(tài)，這樣輸入輸出就會保持一致。下來進入while（1）死循環(huán)

8、，進入死循環(huán)的好處是防止重復(fù)運行不必要的程序（diola=1這句話執(zhí)行一遍就夠了）。接下來就是讓led燈產(chǎn)生明暗變化，首先給P1賦值0xff，使得P1的8個引腳都為高電平，此時燈是滅的狀態(tài)，保持0.5s左右，給P1賦值0，這樣8個引腳都變成了低電平，此時，led燈導(dǎo)通發(fā)光，延時保持一段時間后再運行P1=0xff; 讓led燈熄滅，就這樣一直運行下去，是8個led燈產(chǎn)生了閃爍燈的效果。6.編譯程序，并將程序下載到單片機開發(fā)板上運行程序編寫完后，點擊編譯按鈕如圖1-15中被圈起的按鈕。圖1-15如果程序沒有錯誤，那么會在窗口下方的build output窗口顯示如圖1-16.圖1-16如果出現(xiàn)錯誤

9、，檢查并修改程序，重新編譯，編譯成功后就要輸出hex文件，hex文件是直接下載到單片機中的程序文件，它是由keil軟件根據(jù)剛才編好的程序生成的單片機可以識別的16進制文件。點擊target options如圖1-17中被圈起的圖標。圖1-17再打開的對話框中選擇output選項卡，將creat hex file前勾起，如圖1-18。圖1-18點擊OK，然后再次點擊編譯按鈕，重新編譯程序，顯示編譯成功后，就會在工程所在的文件夾中生成一個閃爍燈.hex的文件。接下來就是下載程序到單片機，首先用串口線將電腦與開發(fā)板連接，然后用usb線把電腦與開發(fā)板連接（usb線主要是提供電源）。按下開關(guān)電源指示燈亮

10、說明沒有問題，再次按下開關(guān)關(guān)掉電源。打開stc-isp軟件（），在mcu type中選擇STC89C52RC，然后點擊打開程序文件按鈕，找到剛才生成的閃爍燈.hex文件，選擇合適的串口（comx不同的電腦串口不一樣），然后點擊download/下載，如圖1-19.圖1-19如圖1-19，當出現(xiàn)握手連接時，打開單片機開發(fā)板的電源，程序就會下載到單片機里面，下載完后程序就會自動運行，觀察程序運行狀態(tài)。7.修改程序，讓閃爍燈產(chǎn)生不同的閃爍效果，這里列舉兩例。（1）改變延時時間將程序中delay函數(shù)中的時間減小，將500改成200，如圖1-20.圖1-20重新編譯程序，生成hex文件，重復(fù)剛才的操作將

11、程序下載到單片機當中，會發(fā)現(xiàn)閃爍的頻率變快了。（2）改變閃爍燈樣式將程序中對P1的賦值改變，如圖1-21.圖1-21重復(fù)編譯，下載步驟，發(fā)現(xiàn)8個led燈前四個與后四個交替閃爍。8.流水燈的產(chǎn)生流水燈的原理與閃爍燈類似，只不過是讓8個led燈順序的點亮。將閃爍燈的程序刪掉，輸入以下程序，如圖1-22.圖1-22這個程序的原理是，先給P1口賦值0x01，這樣就會使第一個燈滅，剩下七個燈亮，接下來進入while（1）死循環(huán)，先延時一段時間，然后對P1的數(shù)據(jù)左移，最后一位補零，這樣P1的數(shù)據(jù)變成了0x02，然后判斷P1是否為零，條件不滿足，重新執(zhí)行延時函數(shù)，再左移，P1等于0x04，當P1左移變成0x00時，燈全亮，if條件滿足，執(zhí)行P1=0x01，然后再延時，左移，就這樣就產(chǎn)生了流水燈。編譯下載程序，觀察實際狀態(tài)。9.使用循環(huán)移動產(chǎn)生流水燈上面的流水燈比較容易理解，但是一個燈滅其他燈亮，不太好看，這里使用循環(huán)移動產(chǎn)生流水燈，程序更簡單。這個程序需要用到庫函數(shù)intrins.h中的