单片机应用技术-项目1.中职课件电子教案.ppt
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1、任务一任务一 制作跑马灯制作跑马灯v提起单片机大家可能会觉得既神秘又深奥,但实际上我们的生活都已离不开它如手机、电脑键盘及全自动洗衣机等设备的控制部分就是由单片机实现的,事实上单片机的开发应用也不会有多少困难,下面就从最简单的例子入手-制作跑马灯。 项目项目1 开关控制指示灯开关控制指示灯v项目描述:项目描述:按下开关指示灯亮,开关断开指示灯灭v能力培养目标能力培养目标能在Medwin中创建源程序文件并生成HEX目标文件会使用protues运行程序能领会项目开发过程能理解MCS-51单片机的基本资源能识别C51的引脚和端口特性 v学习组织形式学习组织形式采取以小组为单位互助学习,有条件的每人一
2、台电脑,条件有限的可以两人合用一台电脑。用仿真实现所需的功能后如果有实物板(或自制硬件电路)可把程序下载到实物上再运行、调试,学习过程鼓励小组成员积极参与讨论。 v项目实施过程项目实施过程创建硬件电路表1-1 闪烁灯控制系统元器件清单元器件名称参数数量元器件名称参数数量单片机89C511电阻1K1IC插座DIP401电阻2001晶体振荡器12MHz1瓷片电容33pF2弹性按键2电解电容22F1发光二极管1XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.
3、6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89S52D1200VCCX112MHzC133PFC233PFVCCC322uF1kVCCv 电路说明电路说明 51单片机一般采用+5V电源供电 51单片机RST引
4、脚用于接收复位信号,上电时RST端保持几十S的高电平就能使51内部各部件处于初始状态(复位) 51单片机XTAL1与XTAL2用于引入外部振荡脉冲。对于单片机而言它就如同人的心脏起博器,没有这一振荡信号单片机就不能工作。时钟电路中的电容一般取30pF左右,晶体的振荡频率范围是1.2MHz24MHz,通常情况下MCS-51单片机使用的振荡频率为6MHz或12MHz,在串口通信系统中则常用11.0592MHz 具备了以上三个基本条件单片机就可以工作了,因此也把这一系统称之为最小应用系统。 电路中发光二极管阴极接P2.0,工作时通过P2.7引脚读取开关状态信号,再由此状态信号决定P2.0引脚的输出以
5、控制指示灯的亮或灭,P2.0输出“0”灯这、输出“1”灯灭。 程序编写程序编写v 程序编写 编写的程序如下/* proj1.c */#include sbit SW=P27;sbit LED=P20;bit temp; /定义位变量main() /主函数while(1) temp=SW; /读取开关信号 LED=temp; /控制指示灯 v创建程序文件并生成 .HEX文件Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一,它集编辑,编译,仿真于一体,支持汇编,PLM 语言和 C 语言的程序设计。但因其为英文界面,对中职学生来讲不易上手,而Medwin为中文界面,易学易用,又以Keil C
6、51为内核,为此下面就以Medwin来介绍程序的创建及编译。v1、启动Medwin,之后将出现如图1-2所示的编辑界面 v2建立一个新项目(1)单击“项目管理”菜单,在弹出的下拉菜单中选中“新建项目(N)”选项,如 (2)进入新建项目第1步:选择设备驱动程序名,在此选择“80C51Simulator Driver” ,然后点击下一步。 v(3)进入新建项目第2步:为项目选择编译器,选择后点击下一步。 (4)进入新建项目第3步:选择项目存放位置,输入项目名称。对新建项目后续的步骤可暂时忽略,在此输入新建项目名称(如Proj1)后即可点击“完成”。 (5)完成上一步骤后,屏幕如图1-7所示,至此新
7、项目已建好,接下来就要项目中创建源程序文件,再进行编译和调试。 3在项目中新建源程序文件在项目中新建源程序文件 (1)新建文件:在上图中,鼠标指向窗口左边文件管理器项目源文件组,再右击后将出现如的快捷菜单,选择新建文件。 (2)之后将出现新建文件向导第1步,在此选择文件类型为“C语言程序”、并输入文件名,如图1-9所示。对新建文件后续的步骤可暂时忽略,本界面选择好后即可点击“完成”。此时光标在编辑窗口里闪烁,并自动生成三条宏命令,如图1-10所示。这时可以键入用户编写的程序了。 v4、输入程序并编译生成.HEX目标文件 (1)输入源程序:在图1-10中输入前面所编写的源程序。 v温馨提示: M
8、edwin具有自动识别关键字、自动添加右括号、以及输入过程的自动感知及提示功能,并以不同的颜色提示用户加以注意,同时还会自动进行格式调整,这样能使操作者少犯错误,有利于提高编程效率。v(2)编译 在上图的主菜单中单击“项目管理”“产生代码(快捷键Ctrl+F5)”(或者选择“重新产生代码”、或“产生代码并装入”、或“重新产生代码并装入”,或用用工具栏上相应的按钮),即可对源程序进行编译。 调试运行调试运行(1)启动ISIS,从主菜单中选择“文件”“打开设计”,选择电路图设计文件所在的路径,把已绘制的电路文件(本例为proj1.DSN)调入ISIS中 。(2)添加程序到单片机属性中 用鼠标右键单
9、击电路图中的单片机,在快捷菜单中选择第二项“Edit properties”,打开单片机IC的属性对话框,如图1-15所示,为单片机选择所要仿真的HEX类型的程序文件proj1.hex,同时输入合适的单片机时钟频率在此选择12MHz,单击“确定”按钮 。(3)仿真运行 单击仿真控制工具栏上的启动按钮来启动仿真,启动后可以单击开关使之闭合或断开,以观察指示灯的工作情况。如果电路和程序正确就应该可以看到开关可以控制LED指示灯了。1.1 单片机基础单片机基础v1.1.1 什么是单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成的单芯片微型计算机,即单片机 问:既然单片机就是
10、一种微型计算机,那是否买来就能使用呢?答:单片机是一种微型计算机,但它只是具备了控制、运算与存储的基础。单片机的本质是通过执行相应的程序而实现对I/O的控制,所以光有单片机而没有给它相应的程序它是无法工作的。而且要能正常工作,还必须要有相应外围电路的支持,如图1-1就是单片机的最小应用系统。 1.1.2单片机的特点及用途单片机的特点及用途v单片机的特点单片机的特点 体积小巧体积小巧 重量轻重量轻 可靠性高可靠性高 控制能力强控制能力强 价格低价格低 开发方便简单,易于产品化开发方便简单,易于产品化v单片机应用单片机应用 汽车电子汽车电子2022-5-30v单片机应用单片机应用 智能控制智能控制
11、(视频)智能自动避障小车(走迷宫)智能自动避障小车(走迷宫)(视频) v单片机应用单片机应用 消费电子产品消费电子产品v单片机应用单片机应用 军事技术军事技术v单片机应用单片机应用 工业控制工业控制 机器语言:机器语言: 单片机应用系统单片机应用系统只使用只使用机器语言机器语言(指令的二进制代码,又(指令的二进制代码,又称称指令代码)指令代码)。机器语言指令组成的程序称。机器语言指令组成的程序称目标程序目标程序。 MCS-51两个寄存器相加的机器语言指令:两个寄存器相加的机器语言指令:0010100000101000 汇编语言:汇编语言: 与机器语言指令一一对应的英文单词缩写,称为与机器语言指
12、令一一对应的英文单词缩写,称为指令助记指令助记符符。汇编语言编写的程序称为。汇编语言编写的程序称为汇编语言程序汇编语言程序。 MCS-51两个寄存器相加汇编语言指令:两个寄存器相加汇编语言指令:ADD AADD A,R R0 0 机器语言机器语言 (Machine Language) )有三类有三类 汇编语言汇编语言 ( (Assembly Language) ) 高级语言高级语言 ( (High Level Language) )编程语言分类编程语言分类 高级语言:高级语言: 高级语言程序有高级语言程序有C51、PL/M51等。等。简单简单控制程序不太长。控制程序不太长。复杂复杂多种多样的控
13、制对象,少有现成程序借鉴。多种多样的控制对象,少有现成程序借鉴。简单系统简单系统不含管理和开发功能。不含管理和开发功能。复杂系统复杂系统实时系统,需要监控系统实时系统,需要监控系统 (甚至实时多任务操作系统)。(甚至实时多任务操作系统)。编译型高级语言可生成机器代码;编译型高级语言可生成机器代码;解释型高级语言必须在解释程序支持下直接解释执行。解释型高级语言必须在解释程序支持下直接解释执行。因此,只有因此,只有编译型高级语言编译型高级语言才能作为微机开发语言。才能作为微机开发语言。不同计算机语言的应用不同计算机语言的应用v源程序通过编译得到机器能执行的目标程序。源程序通过编译得到机器能执行的目
14、标程序。v 汇编语言程序可以高效率利用计算机资源,目标程序占汇编语言程序可以高效率利用计算机资源,目标程序占用内存少,执行速度快,适合于自动测控系统反应快速、结用内存少,执行速度快,适合于自动测控系统反应快速、结构紧凑的要求。实际应用中,常与构紧凑的要求。实际应用中,常与C语言语言配合使用。配合使用。v 高级语言程序容易掌握,通用性好,但编译程序系统开高级语言程序容易掌握,通用性好,但编译程序系统开销大,目标程序占用内存多,且执行时间比较长,多用于科销大,目标程序占用内存多,且执行时间比较长,多用于科学计算、工业设计、企业管理。学计算、工业设计、企业管理。 源程序源程序 目标程序目标程序 编译
15、编译 程序程序 C语言作为一种非常方便的语言而得到广语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持,很多硬件开发都用泛的支持,很多硬件开发都用C C语言编程,语言编程,如:各种单片机、如:各种单片机、DSPDSP、ARMARM等。等。 C语言程序本身不依赖于机器硬件系统,语言程序本身不依赖于机器硬件系统,基本上不作修改就可将程序从不同的单片机基本上不作修改就可将程序从不同的单片机中移植过来。中移植过来。 C语言语言提供了很多数学函数并支持浮点运提供了很多数学函数并支持浮点运算,开发效率高,故可缩短开发时间,增加算,开发效率高,故可缩短开发时间,增加程序可读性和可维护性。程序可读性和可维护性。C51
16、C51的特点的特点1.1. 对单片机的指令系统不要求了解,仅要求对对单片机的指令系统不要求了解,仅要求对80518051的存贮器结构有初步了解;的存贮器结构有初步了解;2.2. 寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理;等细节可由编译器管理;3.3. 程序有规范的结构,可分成不同的函数,这程序有规范的结构,可分成不同的函数,这种方式可使程序结构化;种方式可使程序结构化;4.4. 具有将可变的选择与特殊操作组合在一起的具有将可变的选择与特殊操作组合在一起的能力,改善了程序的可读性;能力,改善了程序的可读性;5.5. 提供的库包含许多标准子程
17、序,具有较强的提供的库包含许多标准子程序,具有较强的数据处理能力;数据处理能力;6.6. 由于具有方便的模块化编程技术,使已编好由于具有方便的模块化编程技术,使已编好程序可容易地植入新程序;程序可容易地植入新程序;C51与与ASM51相比,有如下优点:相比,有如下优点:机器语言机器语言v计算计算1+1汇编语言汇编语言MOV AX, 1101110000000000100000000ADD AX, 1000001010000000100000000C语言语言C语言的祖师爷语言的祖师爷DENNIS DENNIS M.RITCHIEM.RITCHIE(1941.9.9)(1941.9.9)RITCH
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- 单片机 应用技术 项目 课件 电子 教案
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