單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課件

2013單片機(jī)實(shí)驗(yàn)

所謂單片機(jī)，就是把中央處理器CPU、存儲(chǔ)器（Memory）、定時(shí)器、I/0（Input/Output）接口電路等一些計(jì)算機(jī)的主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域，家用電器是單片機(jī)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(shí)要求控制器有靈活的控制功能。單片機(jī)以微小的體積和編程的靈活性成為家用電器實(shí)現(xiàn)智能化的心臟和大腦。2013單片機(jī)實(shí)驗(yàn)所謂單片機(jī)，就是把中央處理器CPU各組成部分既相對(duì)獨(dú)立，又相互交叉硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)接口系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具各組成部分既相對(duì)獨(dú)立，又相互交叉硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)接口系統(tǒng)開(kāi)發(fā)硬件原理（RAM，IO，T/C，INT，UART）存儲(chǔ)器輸入/輸出單元定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷系統(tǒng)串行通信硬件原理（RAM，IO，T/C，INT，UART）存儲(chǔ)器輸入軟件編程C51語(yǔ)言程序匯編語(yǔ)言程序軟件編程C51語(yǔ)言程序匯編語(yǔ)言程序串口/并口仿真器實(shí)驗(yàn)箱(目標(biāo)板)仿真軟件(集成開(kāi)發(fā)環(huán)境)34芯電纜仿真頭1402120EPROM寫(xiě)入器（或下載線(xiàn)）單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)組成框圖

串口/并口仿真器實(shí)驗(yàn)箱(目標(biāo)板)仿真軟件(集成開(kāi)發(fā)環(huán)境)34

KeilC51簡(jiǎn)介

KeilC51是51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言環(huán)境，可以連接硬件仿真器仿真；也可以進(jìn)行純軟件仿真或與Proteus軟件聯(lián)合進(jìn)行仿真。開(kāi)發(fā)工具——Keil集成開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件KeilC51簡(jiǎn)介開(kāi)發(fā)工具——Keil

單片機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程1、任務(wù)分析2、設(shè)計(jì)并制作硬件3、編寫(xiě)軟件。在編寫(xiě)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(xiě)軟件，編寫(xiě)好后，用編譯器對(duì)源程序文件編譯、查錯(cuò)，直到?jīng)]有語(yǔ)法錯(cuò)誤4、應(yīng)用仿真機(jī)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試，直到程序運(yùn)行正確5、運(yùn)行正確后，就可以寫(xiě)片（將程序固化在EPROM中）單片機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程1、任務(wù)分析

仿真是單片機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，除了一些極簡(jiǎn)單的任務(wù)，一般產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中都要進(jìn)行仿真，仿真的主要目的是進(jìn)行軟件調(diào)試，當(dāng)然借助仿真器，也能進(jìn)行一些硬件排錯(cuò)。一塊單片機(jī)應(yīng)用電路板包括單片機(jī)部份及為達(dá)到使用目的而設(shè)計(jì)的應(yīng)用電路，仿真就是利用仿真器來(lái)代替應(yīng)用電路板（稱(chēng)目標(biāo)機(jī)）的單片機(jī)部份，對(duì)應(yīng)用電路部份進(jìn)行測(cè)試、調(diào)試。

仿真分軟件模擬仿真和利用仿真器仿真兩類(lèi)。仿真、仿真器仿真是單片機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，除了一些極軟件模擬仿真（PROTEUS)

是指用仿真軟件來(lái)模擬單片機(jī)運(yùn)行情況，一般我們學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時(shí)常用這種方式，它不能進(jìn)行硬件系統(tǒng)的調(diào)試和故障診斷。利用仿真器仿真

利用仿真器以及微機(jī)可以進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試和故障診斷。在仿真調(diào)試過(guò)程中，可以以各種運(yùn)行方式運(yùn)行程序（斷點(diǎn)、單步、跟蹤），還可以觀察到單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器、寄存器等的狀態(tài)。軟件模擬仿真（PROTEUS)一、仿真器

常見(jiàn)的仿真器

一、仿真器常見(jiàn)的仿真器二、編程器

常見(jiàn)的編程器

二、編程器常見(jiàn)的編程器三、下載線(xiàn)

并行口下載線(xiàn)

USB口下載線(xiàn)三、下載線(xiàn)并行口下載線(xiàn)USB口下載PROTEUS單片機(jī)仿真軟件

PROTEUS單片機(jī)仿真軟件PROTEUS仿真與分析示例1：PWM電機(jī)控制——?jiǎng)討B(tài)效果動(dòng)態(tài)器件使仿真直觀生動(dòng)CPU可加載程序運(yùn)行PROTEUS仿真與分析示例1：PWM電機(jī)控制——?jiǎng)討B(tài)效果PROTEUS仿真與分析示例2：?jiǎn)纹瑱C(jī)游戲——?jiǎng)討B(tài)效果游戲手柄可映射到PC鍵盤(pán)上游戲顯示屏（LCD）引腳邏輯狀態(tài)顯示CPU運(yùn)行游戲程序PROTEUS仿真與分析示例2：?jiǎn)纹瑱C(jī)游戲——?jiǎng)討B(tài)效果游戲PROTEUS仿真與分析示例３：溫度測(cè)量電路——虛擬與現(xiàn)實(shí)的交互PROTEUS仿真電路PC串行口串行電纜實(shí)際溫度測(cè)量板通過(guò)物理接口模型，可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真電路與外部實(shí)際電路的雙向通信PROTEUS仿真與分析示例３：溫度測(cè)量電路——虛擬與現(xiàn)實(shí)KeilC開(kāi)發(fā)軟件簡(jiǎn)介

單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，KeilC51軟件是目前眾多單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)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(yǔ)言和C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用。KeilC開(kāi)發(fā)軟件簡(jiǎn)介1.Keil的編譯環(huán)境μVision3

Keil是德國(guó)KeilSoftware公司的51單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件包，包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理及仿真調(diào)試器，通過(guò)一個(gè)windows下的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVisoin3）組合起來(lái)。1.Keil的編譯環(huán)境μVision3Keil是德國(guó)KμVision3的軟件界面包括四大組成部分，即菜單工具欄，項(xiàng)目管理窗口，文件窗口和輸出窗口。μVision3的軟件界面包括四大組成部分，即菜單工具欄，項(xiàng)μVision3中共有11個(gè)下拉菜單。工具欄的位置和數(shù)量可以通過(guò)設(shè)置選定和移動(dòng)。μVision3中共有11個(gè)下拉菜單。工具欄的位置和數(shù)量可以項(xiàng)目管理窗口用于管理項(xiàng)目文件目錄，它由五個(gè)子窗口組成，可以通過(guò)子窗口下方的標(biāo)簽進(jìn)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(xiàng)目管理窗口：項(xiàng)目管理窗口用于管理項(xiàng)目文件目錄，它由五個(gè)子窗口組成，可以通輸出窗口：輸出窗口用于編譯過(guò)程中的信息交互作用，由三個(gè)子窗口組成，可以通過(guò)子窗口下方的標(biāo)簽進(jìn)行切換，它們分別是：編譯窗口，命令窗口，搜尋窗口。輸出窗口：信息窗口：觀察窗口（Watch&CallStackWindows）輸出窗口（OutputWindows）存儲(chǔ)器窗口（MemoryWindow）反匯編窗口（DissamblyWindow）串行窗口（SerialWindow）信息窗口：輸入源程序→建立工程→對(duì)工程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置→將源程序變?yōu)槟繕?biāo)代碼→運(yùn)行調(diào)試。2、μVision3的基本使用方法舉例：LED閃爍控制功能輸入源程序→建立工程→對(duì)工程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置→將源程序變?yōu)槟繕?biāo)（1）建立工程文件點(diǎn)擊“Project->NewProject…”菜單，在編緝框中輸入一個(gè)名字（設(shè)為exam1），無(wú)需擴(kuò)展名。（1）建立工程文件點(diǎn)擊“Project->NewProje選擇目標(biāo)CPU（Intel系列的80C51BH）選擇目標(biāo)CPU（Intel系列的80C51BH）（2）源文件的建立點(diǎn)擊新建文件按鈕打開(kāi)一個(gè)新的文本編緝窗口（2）源文件的建立輸入程序源代碼，以*.c保存該文件。輸入程序源代碼，以*.c保存該文件。（3）添加源程序（右擊“SourceGroup1”→點(diǎn)擊“AddfiletoGroup”SourceGroup1”→添加生成的.c文件）（3）添加源程序（右擊“SourceGroup1”→點(diǎn)（4）工程設(shè)置右擊Project窗口的Target1→選擇“Project->Optionfortarget‘target1’”→工程設(shè)置對(duì)話(huà)框（4）工程設(shè)置右擊Project窗口的Target1→選設(shè)置對(duì)話(huà)框中的OutPut頁(yè)面（勾選“CreatHexfile”）設(shè)置對(duì)話(huà)框中的OutPut頁(yè)面（勾選“CreatHe設(shè)置對(duì)話(huà)框中的Debug頁(yè)面（選中Use和下拉框“PROTEUS……”）設(shè)置對(duì)話(huà)框中的Debug頁(yè)面（選中Use和下拉框“PRO（5）編譯、連接產(chǎn)生目標(biāo)代碼（hex文件）點(diǎn)擊F7或工具按鈕啟動(dòng)編譯、連接功能。完成后將在命令窗口中顯示編譯結(jié)果（5）編譯、連接產(chǎn)生目標(biāo)代碼（hex文件）點(diǎn)擊F7或工具按鈕若有語(yǔ)法錯(cuò)誤，雙擊出錯(cuò)提示可指出錯(cuò)誤所在行號(hào)若有語(yǔ)法錯(cuò)誤，雙擊出錯(cuò)提示可指出錯(cuò)誤所在行號(hào)1、將Keil編譯形成的*.hex文件加載到*.DSN文件中，通過(guò)proteus控制仿真運(yùn)行（無(wú)法在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)試）程序運(yùn)行的兩種方法：1、將Keil編譯形成的*.hex文件加載到*.DSN文件中2、在Keil軟件里控制Proteus仿真運(yùn)行（可以在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)試）步驟：下載（）→運(yùn)行（）→停止（）2、在Keil軟件里控制Proteus仿真運(yùn)行（可以在運(yùn)行過(guò)(6)一般調(diào)試過(guò)程①啟動(dòng)調(diào)試過(guò)程——Ctrl+F5、、

Debug->Start/StopDebugSession②開(kāi)始調(diào)試——詳見(jiàn)下頁(yè)③結(jié)束調(diào)試——、Debug->StopRunning(6)一般調(diào)試過(guò)程①啟動(dòng)調(diào)試過(guò)程——Ctrl+F5、調(diào)試工具欄復(fù)位運(yùn)行到光標(biāo)行執(zhí)行完當(dāng)前子程序過(guò)程單步單步停止運(yùn)行調(diào)試菜單欄快捷鍵指向下條運(yùn)行行調(diào)試工具欄復(fù)位運(yùn)行到光標(biāo)行執(zhí)行完當(dāng)前子程序過(guò)程單步單步停止運(yùn)基本調(diào)試手段：1、運(yùn)行到光標(biāo)行——從當(dāng)前行運(yùn)行到光標(biāo)所在行（Ctrl+F10）2、嚴(yán)格單步運(yùn)行——遇到函數(shù)時(shí)亦單步進(jìn)行（F11）3、跨函數(shù)單步運(yùn)行——遇到函數(shù)時(shí)將其視作一行語(yǔ)句（F10）4、斷點(diǎn)運(yùn)行——全速運(yùn)行到斷點(diǎn)行停止（雙擊設(shè)置/解除斷點(diǎn)）5、監(jiān)視輸出端口——打開(kāi)IO窗口（Peripherals->I/O-Ports）6、監(jiān)視運(yùn)行變量——打開(kāi)Watch#1窗口（點(diǎn)擊）

……基本調(diào)試手段：一、KeilC開(kāi)發(fā)軟件的使用KeilC開(kāi)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NewProject選項(xiàng)。然后選擇需要保存的路徑，輸入工程文件名，點(diǎn)擊保存。2.單片機(jī)選型。keilc51幾乎支持所有51核的單片機(jī)，用戶(hù)可以根據(jù)使用的不同單片機(jī)來(lái)選擇，如選擇Atmel的AT89C52之后，點(diǎn)擊確定。右邊欄是對(duì)此單片機(jī)的基本的說(shuō)明。3.編寫(xiě)源程序。單擊File菜單，在下拉菜單中單擊New選項(xiàng)，此時(shí)，光標(biāo)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SaveAs選項(xiàng)，在“文件名”欄右側(cè)的編輯框中鍵入文件名，同時(shí)必須鍵入正確的擴(kuò)展名（如果用Ｃ語(yǔ)言編寫(xiě)程序，則擴(kuò)展名為.c；如果用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，則擴(kuò)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?，單擊Target1前的“＋”號(hào)，然后在SourceGroup1上單擊右鍵，接著單擊AddFilestoGroup‘SourceGroup1’，選中Test1.c，單擊Add

。一、KeilC開(kāi)發(fā)軟件的使用KeilC開(kāi)發(fā)軟件的安裝和KeilC開(kāi)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BuildTarget選項(xiàng)，在Output窗口可以查看編譯結(jié)果。若提示“0個(gè)錯(cuò)誤、0個(gè)報(bào)警”，則說(shuō)明編譯正確。如果在編譯、連接中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則可按照提示進(jìn)行檢查。程序編譯前應(yīng)在選項(xiàng)設(shè)置中勾選“CreateHEXFile”

KeilC開(kāi)發(fā)軟件的使用5.程序編譯。單擊ProjectProteus應(yīng)用簡(jiǎn)介Proteus是集智能原理圖輸入系統(tǒng)（ISIS）和高級(jí)布線(xiàn)與編輯軟件（ARES）兩大功能與一體的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。PROTEUS單片機(jī)仿真開(kāi)發(fā)軟件使用Proteus應(yīng)用簡(jiǎn)介Proteus是集智能原理圖輸入系統(tǒng)（智能原理圖輸入系統(tǒng)——ISIS（IntelligentSchematicInputSystem）,用于電路原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程調(diào)試及仿真運(yùn)行。智能原理圖輸入系統(tǒng)——ISIS（IntelligentSc高級(jí)布線(xiàn)與編輯軟件——ARES（AdvancedRoutin