單片機實驗教學(xué)課件

1、2013單片機實驗 所謂單片機，就是把中央處理器CPU、存儲器（Memory）、定時器、I/0（Input/Output）接口電路等一些計算機的主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。 單片機可以廣泛應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，家用電器是單片機應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。由于家用電器體積小、品種多、功能差異也大，因而要求其控制器不僅體積小，以便能夠嵌入家用電器中，同時要求控制器有靈活的控制功能。單片機以微小的體積和編程的靈活性成為家用電器實現(xiàn)智能化的心臟和大腦。各組成部分既相對獨立，又相互交叉硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)接口系統(tǒng)開發(fā)工具硬件原理（RAM，IO，T/C，INT，UART）存儲器輸入/輸出

2、單元定時/計數(shù)器中斷系統(tǒng)串行通信軟件編程C51語言程序匯編語言程序串口/并口仿真器實驗箱(目標板)仿真軟件(集成開發(fā)環(huán)境)34芯電纜仿真頭1402120EPROM 寫入器（或下載線）單片機開發(fā)系統(tǒng)組成框圖 Keil C51簡介 Keil C51是51單片機軟件開發(fā)的C語言和匯編語言環(huán)境，可以連接硬件仿真器仿真；也可以進行純軟件仿真或與Proteus軟件聯(lián)合進行仿真。開發(fā)工具 Keil集成開發(fā)環(huán)境軟件 單片機的開發(fā)過程1、任務(wù)分析2、設(shè)計并制作硬件3、編寫軟件。在編寫軟件之前，首先要確定一些常數(shù)、地址，然后用文本編緝器編寫軟件，編寫好后，用編譯器對源程序文件編譯、查錯，直到?jīng)]有語法錯誤4、應(yīng)用仿

3、真機對軟件進行調(diào)試，直到程序運行正確5、運行正確后，就可以寫片（將程序固化在EPROM中） 仿真是單片機開發(fā)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，除了一些極簡單的任務(wù)，一般產(chǎn)品開發(fā)過程中都要進行仿真，仿真的主要目的是進行軟件調(diào)試，當然借助仿真器，也能進行一些硬件排錯。一塊單片機應(yīng)用電路板包括單片機部份及為達到使用目的而設(shè)計的應(yīng)用電路，仿真就是利用仿真器來代替應(yīng)用電路板（稱目標機）的單片機部份，對應(yīng)用電路部份進行測試、調(diào)試。 仿真分軟件模擬仿真和利用仿真器仿真兩類。 仿真、仿真器軟件模擬仿真（PROTEUS) 是指用仿真軟件來模擬單片機運行情況，一般我們學(xué)習指令系統(tǒng)時常用這種方式，它不能進行硬件系統(tǒng)的調(diào)試和

4、故障診斷。利用仿真器仿真 利用仿真器以及微機可以進行軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試和故障診斷。在仿真調(diào)試過程中，可以以各種運行方式運行程序（斷點、單步、跟蹤），還可以觀察到單片機內(nèi)部存儲器、寄存器等的狀態(tài)。一、仿真器 常見的仿真器 二、編程器 常見的編程器 三、下載線 并行口下載線 USB口下載線PROTEUS單片機仿真軟件 PROTEUS 仿真與分析示例1：PWM電機控制動態(tài)效果動態(tài)器件使仿真直觀生動CPU可加載程序運行PROTEUS 仿真與分析示例2：單片機游戲動態(tài)效果游戲手柄可映射到PC鍵盤上游戲顯示屏（LCD）引腳邏輯狀態(tài)顯示CPU運行游戲程序PROTEUS 仿真與分析示例：溫度測量電路虛擬與現(xiàn)實的

5、交互PROTEUS仿真電路PC串行口串行電纜實際溫度測量板通過物理接口模型，可以實現(xiàn)虛擬仿真電路與外部實際電路的雙向通信Keil C開發(fā)軟件簡介 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)， Keil C51 軟件是目前眾多單片機應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編，PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計，界面友好，易學(xué)易用 。1. Keil的編譯環(huán)境 Vision3 Keil是德國

6、Keil Software公司的51單片機開發(fā)軟件包，包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理及仿真調(diào)試器，通過一個windows下的集成開發(fā)環(huán)境（uVisoin3）組合起來。 Vision3的軟件界面包括四大組成部分，即菜單工具欄，項目管理窗口，文件窗口和輸出窗口。Vision3中共有11個下拉菜單。工具欄的位置和數(shù)量可以通過設(shè)置選定和移動。 項目管理窗口用于管理項目文件目錄，它由五個子窗口組成，可以通過子窗口下方的標簽進行切換，它們分別是：文件窗口，寄存器窗口，幫助窗口，函數(shù)窗口，模版窗口。項目管理窗口：輸出窗口：輸出窗口用于編譯過程中的信息交互作用，由三個子窗口組成，可以通過子窗口下方的標簽

7、進行切換，它們分別是：編譯窗口，命令窗口，搜尋窗口。信息窗口：觀察窗口（Watch & Call Stack Windows）輸出窗口（Output Windows）存儲器窗口（Memory Window）反匯編窗口（Dissambly Window）串行窗口（Serial Window）輸入源程序建立工程對工程進行詳細設(shè)置 將源程序變?yōu)槟繕舜a運行調(diào)試 。 2、Vision3的基本使用方法舉例：LED閃爍控制功能（1）建立工程文件點擊“Project-New Project ”菜單，在編緝框中輸入一個名字（設(shè)為exam1），無需擴展名。選擇目標CPU（Intel系列的80C51BH） （2）

8、源文件的建立點擊新建文件按鈕打開一個新的文本編緝窗口輸入程序源代碼，以*.c保存該文件。 （3）添加源程序 （右擊“Source Group1” 點擊“Add file to Group”Source Group1” 添加生成的.c文件）（4）工程設(shè)置右擊Project 窗口的Target 1選擇“Project-Option for target target 1” 工程設(shè)置對話框 設(shè)置對話框中的OutPut 頁面 （勾選“ Creat Hex file”） 設(shè)置對話框中的Debug 頁面 （選中Use和下拉框“PROTEUS”） （5）編譯、連接產(chǎn)生目標代碼（hex文件）點擊F7或工具按鈕

9、啟動編譯、連接功能。完成后將在命令窗口中顯示編譯結(jié)果若有語法錯誤，雙擊出錯提示可指出錯誤所在行號1、將Keil編譯形成的*.hex文件加載到*.DSN文件中，通過proteus控制仿真運行（無法在運行過程中進行調(diào)試）程序運行的兩種方法：2、在Keil軟件里控制Proteus仿真運行（可以在運行過程中進行調(diào)試）步驟：下載（ ） 運行（ ） 停止（ ）(6) 一般調(diào)試過程啟動調(diào)試過程Ctrl+F5、 、 Debug-Start/Stop Debug Session 開始調(diào)試詳見下頁 結(jié)束調(diào)試 、Debug-Stop Running調(diào)試工具欄復(fù)位運行到光標行執(zhí)行完當前子程序過程單步單步停止運行調(diào)試菜

10、單欄快捷鍵指向下條運行行基本調(diào)試手段：1、運行到光標行從當前行運行到光標所在行（Ctrl+F10）2、嚴格單步運行遇到函數(shù)時亦單步進行（F11）3、跨函數(shù)單步運行遇到函數(shù)時將其視作一行語句（F10）4、斷點運行 全速運行到斷點行停止（雙擊設(shè)置/解除斷點）5、監(jiān)視輸出端口打開IO窗口 （Peripherals-I/O-Ports）6、監(jiān)視運行變量打開Watch#1窗口（點擊 ） 一、Keil C開發(fā)軟件的使用 Keil C開發(fā)軟件的安裝和使用 1. 建立新工程。單擊Project菜單，在彈出的下拉菜單中選中New Project選項。然后選擇需要保存的路徑，輸入工程文件名，點擊保存。 2. 單片

11、機選型。keil c51幾乎支持所有51核的單片機，用戶可以根據(jù)使用的不同單片機來選擇，如選擇Atmel 的AT89C52之后，點擊確定。右邊欄是對此單片機的基本的說明。3. 編寫源程序。單擊File菜單，在下拉菜單中單擊New選項，此時，光標在編輯窗口里閃爍。在輸入源程序之前，建議首先保存該空白的文件。單擊File菜單，在下拉菜單中選中Save As選項，在“文件名”欄右側(cè)的編輯框中鍵入文件名，同時必須鍵入正確的擴展名（如果用語言編寫程序，則擴展名為.c；如果用匯編語言編寫程序，則擴展名必須為.asm。最后，單擊保存按鈕。 4. 將程序添加到工程中?；氐骄庉嫿缑妫瑔螕鬞arget 1前的“”

12、號，然后在Source Group 1上單擊右鍵，接著單擊Add Files to Group Source Group 1，選中Test1.c，單擊Add。 Keil C開發(fā)軟件的使用5. 程序編譯。單擊Project菜單，在下拉菜單中單擊Build Target選項，在Output窗口可以查看編譯結(jié)果。若提示“0個錯誤、0個報警”，則說明編譯正確。如果在編譯、連接中出現(xiàn)錯誤，則可按照提示進行檢查。程序編譯前應(yīng)在選項設(shè)置中勾選“Create HEX File” Proteus應(yīng)用簡介Proteus是集智能原理圖輸入系統(tǒng)（ISIS）和高級布線與編輯軟件（ARES）兩大功能與一體的電子設(shè)計系統(tǒng)。PROTEUS單片機仿真開發(fā)軟件使用智能原理圖輸入系統(tǒng)ISIS（Intelligent Schematic Input System）,用于電路原理圖設(shè)計、單片機編程調(diào)試及仿真運行。高級布線與編輯軟件ARES（Advanced Routing and Editing Software），用于印制電路板的設(shè)計。ISIS模塊應(yīng)用舉例 要求：完成一個計數(shù)顯示器的電路原理設(shè)計、匯編軟件調(diào)試以及動態(tài)仿真運行三項任務(wù)。（1）啟動ISIS（2）繪制電路原理圖（3）輸入單片機匯編程序（4）進行源代碼調(diào)試（5）仿真運行實例1運行效果PROTEUS開發(fā)軟件的使用基本步驟 PROTEUS單片