MCS單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)平臺(tái)V實(shí)驗(yàn)講義

電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)課程教材

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)講義

MCS51單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程

——基于“MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.1”的試驗(yàn)教學(xué)

周立青等匯編

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武漢大學(xué)電子信息學(xué)院試驗(yàn)中心

武漢大學(xué)電工電子試驗(yàn)教學(xué)基地

目錄

目錄.....................................................2

第一章MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VL1資源介紹.............1

1.1-MCS51取片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.1M基本配置與功能介紹4

1.2“MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板V1.1”最小系統(tǒng)電路....6

1.3“MCS51一片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.I”套件配置........7

第二章SST單片機(jī)系統(tǒng)仿真調(diào)試和下載....................9

2.1SST單片機(jī)功能簡(jiǎn)介..............................9

2.2ICE仿真與ISP編程燒寫(xiě)功能.....................10

2.3通過(guò)BOOTLOADER將SSTBoot-StrapLoader替換為

SoftICE................................12

2.4用Koil新建工程并在SoftICE監(jiān)控程序下仿真....13

2.5SoftICE監(jiān)控程序替換回SSTBootStrapLoader監(jiān)拄

程序.................................................14

2.6通過(guò)SLPERRO編輯器將SoftICE監(jiān)控程序卜載入SST單

片機(jī).................................................14

2.7通過(guò)SSTEasylAP下載程序.......................15

2.8STC單片機(jī)的燒寫(xiě)；............................16

第三章單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)平臺(tái)VL1試驗(yàn)設(shè)計(jì)................17

3.1試驗(yàn)一，獨(dú)立I/O試驗(yàn)............................17

3.2試驗(yàn)二，按鍵中斷試驗(yàn)...........................20

3.3試驗(yàn)三，RAM試驗(yàn)...............................21

3.4試驗(yàn)四，段式LED試驗(yàn)...........................23

3.5試驗(yàn)五,矩陣鍵盤(pán)試驗(yàn)...........................25

第四章綜合試驗(yàn)要求....................................28

4.1試驗(yàn)］數(shù)字鐘系統(tǒng)............................28

4.2試驗(yàn)二，數(shù)字溫度計(jì)............................28

4.3數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)..................................29

4.4數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng).......................29

4.5數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì).................................30

4.6A題波形發(fā)生器..................................31

第五章單片機(jī)C51講義..................................33

5.1C語(yǔ)言概述......................................33

5.2C51語(yǔ)言........................................34

5.3C51中的存儲(chǔ)系統(tǒng)...............................43

5.4C51中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)...............................46

5.5C51中的硬件接口系統(tǒng)...........................58

5.6C5I中的中斷系統(tǒng)...............................65

5.7C51中程序架構(gòu)設(shè)計(jì)方法..........................67

5.8關(guān)于優(yōu)化........................................70

5.9仿真機(jī)的運(yùn)用....................................71

5.10程序的調(diào)試與測(cè)試...............................74

5.II其它............................................74

第一章MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VL1費(fèi)源介紹

“MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.1"PCB尺寸圖

“MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.1“是武漢大學(xué)電子創(chuàng)新平臺(tái)

中的單片機(jī)學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)平臺(tái),目前主要應(yīng)用戶電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)

和大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)?它兼容DIP40封裝的51系列單片機(jī)，板上

配的SST公司的sst89卜516RD高性能單片機(jī)，可利用中口進(jìn)行在

線下我，硬件仿真和斷點(diǎn)調(diào)試,從而使學(xué)生在不須要仿真器的

狀況下可進(jìn)行獨(dú)立的軟硬件調(diào)試.系統(tǒng)采納基于總線結(jié)構(gòu)的設(shè)

計(jì)，板上既具有一般的10試驗(yàn)，更多的采納總線方式擴(kuò)展板上

資源，使學(xué)生對(duì)基于處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念有著更深化的理解.

是大學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)學(xué)習(xí)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)和電了?設(shè)計(jì)競(jìng)賽的基礎(chǔ)工

具.

1.1"MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VLr基本配置及功能介紹

帝常倒同聲函&

-MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.r功能框圖

I、USR及適配涔電源接口，可運(yùn)用USB延長(zhǎng)線供電；

2.DC7.5-9V獨(dú)立供電接口，最大電流1A：

3、自鎖開(kāi)關(guān)及電源指示燈，操作更加便利；

4,獨(dú)立10口限制的8路發(fā)光二極管LED流水燈，可實(shí)現(xiàn)發(fā)光二

極管各種試驗(yàn)（跑馬燈，指示燈等）；

5、總線擴(kuò)展8位高亮數(shù)碼管（數(shù)字和字母U示，可以和液晶同

時(shí)運(yùn)用）；

6、LCD1602（可顯示兩行字符）/中文LCD12864《可顯示隨意漢

字及圖形）液品顯示模塊接口，可接各種兼容液晶模塊；

7.主芯片緊鎖座設(shè)計(jì)，便利芯片取放：

8、1路串URS-232通信，實(shí)現(xiàn)和PC或其他設(shè)備232通信（可兼

容交叉和串行數(shù)據(jù)線的跳線選抨）；

9、1路蜂鳴罌,實(shí)現(xiàn)報(bào)警和演奏音樂(lè)：

10,4路獨(dú)立按彼，獨(dú)立按鍵調(diào)試：

1].矩陣鍵盤(pán)，總線接口，用「學(xué)習(xí)矩陣鍵盤(pán)原理和運(yùn)用方

法：

12、板栽32KRAM62256,用于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

⑶非易失存儲(chǔ)器EEPROMAT24C02,掉電不丟失數(shù)據(jù)（IIC總線

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件原理試驗(yàn)）：

⑶溫度傳感器模塊18B20接口，可測(cè)量外界溫度（精密溫度檢

測(cè)，配有測(cè)試當(dāng)前溫度程序）；

15.一體化紅外接收芯片HS0038,可以做紅外線解碼試驗(yàn)，紅外

線遙控器等：

16.1路按鍵復(fù)位：

17.3組擴(kuò)展接口，接口功能劃分合理，I,2號(hào)擴(kuò)展口包含了

數(shù)據(jù)總線和譯碼后的片選信號(hào)線，3號(hào)總線包含全地址空間,

便利用戶進(jìn)行自由擴(kuò)展,可以外接AD,DA等資源。

18.擴(kuò)展接口元器件采納軍品直插封裝，便利測(cè)試和修理.

⑶光盤(pán)中含木試驗(yàn)板全部原理圖，運(yùn)用教程，程序下載教

程，各種好用軟件，好用工具及試驗(yàn)例程。

1.2“MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板V1.1"最小系統(tǒng)電路

-MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.1”實(shí)物圖

1.2.1電源供電

MMCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI.1”主芯片工作電壓為5V,在5V

電源的輸入端自帶防反接電路.防止錯(cuò)誤接反電源掾壞系統(tǒng)板

整個(gè)系統(tǒng)可采納兩種供電模式：

?USB供電。計(jì)算機(jī)的USB接口可供應(yīng)5L1A的直流電流,

系統(tǒng)可采納板載的USB接口直接供應(yīng)5V電源，。

電源接口

電路原理圖

?7.5Y穩(wěn)壓電源供電-系統(tǒng)也可以采納單獨(dú)供電模式，單獨(dú)

供電采納7.5-9V電源輸入,經(jīng)LM1117位系統(tǒng)供應(yīng)穩(wěn)定的

5V電壓

留意：系統(tǒng)工作是同時(shí)只能連接-?種電源輸入。

13“MCS51單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)板VI,廣套件配置

標(biāo)準(zhǔn)配置清單

序號(hào)配置數(shù)量

1MCS51單片機(jī)學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板1

2可單步仿真單片機(jī)sst89E516RD1

3溫度傳感器18B201

4紅外集成接收頭18381

51602液晶顯示器”28*64液晶屏1

6USB雙扁頭線1

7RS232串口通信線1

87.5V1A直流電源1

9產(chǎn)品配套資料光盤(pán)1

第二章SST單片機(jī)系統(tǒng)仿真調(diào)試和下載

2.1SST單片機(jī)功能筒介

SST的MCU除了具備和一般單片機(jī)一樣，可以通過(guò)C用編程器

將程序代碼燒寫(xiě)到片內(nèi)ROM中，然后裝入系統(tǒng)運(yùn)行程序以外,還

具備另外兩種特別的卜教和仿真功能。

b程序下我功能,SST單片機(jī)可以不須要編程器，宜接通過(guò)

串行通信口,將程序卜載到單片機(jī)ROM中,且卜我的程序

在單片機(jī)斷電后仍會(huì)保存，不會(huì)丟失,程序下我后，直接

復(fù)位或者重新匕電晶片機(jī)就可以工作。

21在線仿真功能。SST單片機(jī)還具有在線仿真功能，同樣通

過(guò)單片機(jī)的串口，通過(guò)在keil軟件中設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)在線

仿真，具有單步執(zhí)行，全速執(zhí)行，設(shè)置端點(diǎn)等調(diào)試功

能。

SST單片機(jī)的以上兩種功能的實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)其內(nèi)部的監(jiān)控

程序?qū)崿F(xiàn)的.SST廠家供應(yīng)了兩種監(jiān)控程序BOOTLOADER和

SoftICE,其中單片機(jī)的監(jiān)控程序假如是BOOTLOADER,則對(duì)應(yīng)

以上兩種功能中的第一項(xiàng),即程序卜我功能。此時(shí).只可以通過(guò)

串口下以程序，不能進(jìn)行在線仿真。假如單片機(jī)的監(jiān)控程序假如

是SoftICE,則對(duì)應(yīng)以上兩種功能中的第二項(xiàng),即在線仿真功能.

此時(shí)，只可以通過(guò)串口在線仿真，不能進(jìn)行下栽程序。即一種監(jiān)

控程序?qū)?yīng)一種功能，實(shí)現(xiàn)方法是將對(duì)應(yīng)功能的監(jiān)控程序卜.載到

單片機(jī)中即可，具體下載監(jiān)控程序以及在兩種監(jiān)控程序之間切換

的操作請(qǐng)參考“2.3通過(guò)BOOTLOADER將SSTBoot-Strap

Loader替換為SoftICEM,"2.5SoftICE監(jiān)控程序昔換hlSST

Boot-StrapLoader監(jiān)控程序”，“2.6通過(guò)SUPERRO編輯器

將SoftICE監(jiān)控程序卜載入SST單片機(jī)”等章節(jié)

出廠時(shí)廠家已將BOOTLOADER監(jiān)控程序?qū)懭胄酒?，因此無(wú)

需編程器就可通過(guò)SSTBOOT-STRAPLOADER軟件工具將用戶程序

卜載到SST的MCU中。對(duì)于兩種監(jiān)控程序，SST公司供應(yīng)了相應(yīng)

的方法，用戶可以自己將其中的監(jiān)控程序進(jìn)行替換，從而在兩種

不同的功能上進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

更加具體芯片資料請(qǐng)參考datasheet：

SST89E516RD.pdf或者89E516RD中文.pdf

2.2ICE仿真及ISP編程燒寫(xiě)功能

SoftICE的英文是SoftwareInCircuitEmulator的簡(jiǎn)稱(chēng)，

其翻課成中文就是在線的軟件仿真器的意思，它是SST公司為便

利SST用戶在運(yùn)用SST單片機(jī)(包括

SST89(,5xSST?9x564RD/55^RC/5l6RD2/5XRD2)調(diào)試程序所開(kāi)發(fā)

的開(kāi)發(fā)工具，這個(gè)SST的仿真器功能可以代替大部分的專(zhuān)用仿真

器的功能，使單片機(jī)工程師在開(kāi)發(fā)單片機(jī)時(shí)省卻/價(jià)格昂貴的仿

真器和編程器，使得51單片機(jī)的開(kāi)發(fā)更加簡(jiǎn)單和普及并且SST

的單片機(jī)價(jià)格便宜，出廠時(shí)就包含廣在線下載和在線仿真的功

能.

最新的SST軟件和文件請(qǐng)?jiān)L問(wèn)SST網(wǎng)頁(yè)。

最新的KEIL軟件和文件請(qǐng)?jiān)L問(wèn)KEIL網(wǎng)頁(yè)。

SoftICE的特點(diǎn)：

SST的MaiSoftICE通過(guò)K的一個(gè)COM11及KEILuVision2

Debugger通訊，它可以實(shí)時(shí)地調(diào)試目標(biāo)程序，因此供應(yīng)運(yùn)用SST

單片機(jī)的工程帥簡(jiǎn)單有效和簡(jiǎn)單運(yùn)用在板上調(diào)試程序，盡管小而

緊湊，SoftICE卻供應(yīng)高級(jí)仿真器的大部分功能及KEIL

uVision2Debugger一起運(yùn)用。

SoftICE供應(yīng)以下特性：

?源代碼調(diào)試支持匯編語(yǔ)營(yíng)和C51高級(jí)語(yǔ)自

?單步執(zhí)行STEP和STEPOVER

?斷點(diǎn)調(diào)試做多到10個(gè)固定和1個(gè)臨時(shí)斷點(diǎn)

?全速運(yùn)行

?顯示修改變量

?讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

?讀/寫(xiě)代碼存儲(chǔ)器

?讀/寫(xiě)SFR特別功能寄存器

?讀/寫(xiě)P0-P3端口

?下載INTELHEX文件

?對(duì)8051程序存儲(chǔ)區(qū)的反匯編

?在線匯編

?SSTMCU產(chǎn)品特有的TAP功能InApplication

Programming

SST51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)除了支持ICE仿真功能外,還支持Anne】ISP

編程燒寫(xiě)的功能。

2J通過(guò)BOOTLOADER將SSTBoot-StrapLoader替換為SoftICE

執(zhí)行SSTEasyJAPHF.exe（……'單片機(jī)在線仿真工具\(yùn)sst5l

單片機(jī)在線仿真\SoftICE564\SSTEasyIAPllF.exe）.軟件運(yùn)行

SSTBoot-StrapLoader在內(nèi)部模式下椅測(cè)到對(duì)應(yīng)器件的嗯號(hào)

后,SoftICE固件通過(guò)按SoftICE菜單YDownloadSoftICE選

項(xiàng)下載，便將SoftICE固件下效到MCV.在BLOCKI的SST

Boot-StrapLoader會(huì)被SoftICE固件代替《下裁SoftICE勝利

后，不能重復(fù)再次下載SoftICE,必需下教BOOTLOADER監(jiān)控程

序后，才能重新卜.載SoftICE）。具體操作步驟如卜.：

1,打開(kāi)SSTEasyIAPUF.exe程序，選擇串口:

2.選擇芯片型號(hào)和內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：

3.選擇PC串口,MCL晶振和波特率：

COM1為當(dāng)前連接單片機(jī)的串口。晶振頻率指當(dāng)前系統(tǒng)板上

接的晶振頻率。確定后點(diǎn)擊“DetectMCU”檢測(cè)單片機(jī).

4.先選擇確定在梵位MCU；

5.通訊勝利后窗口右上角顯示芯片信息和版本信息；

6.點(diǎn)擊DownloadSoftICE選項(xiàng)，將MCU中的BOOTLOADER監(jiān)控

程序替換為SofiICE監(jiān)控程序：

7.選擇確認(rèn)更換：

8,程序打換勝利：

2.4用Keil新建工程并在SoftICE監(jiān)控程序下仿真

I.打開(kāi)KeilC51程序，新建一個(gè)工程：

一般建議新建，程的名稱(chēng)及文件夾名稱(chēng)相同，部分版本在編譯時(shí)

可能會(huì)提示**Targetnotcreated

2.保存在自己新建的文件夾中；

3.點(diǎn)擊保存出現(xiàn)口十選擇對(duì)話框，選擇SST系列的89X516RD2：

4.出現(xiàn)是否添加標(biāo)準(zhǔn)51初始代碼而話框.選“否”：

5.工程建立之后新建源程序文件，點(diǎn)擊"File”菜單下“\ew”

選項(xiàng)：

6保存在工程文件夾內(nèi)，C程序文件后綴為“.C”，匯編程序文

件后綴為“?ASM”；

7.在文本編輯區(qū)編寫(xiě)源程序并保存；在SourceGro叩上右擊選

擇“AddFilesToGroup-M選項(xiàng)添加源文件至工程：

x.選擇編寫(xiě)好的源程序文件，點(diǎn)擊Add添加所選文件：

9.點(diǎn)擊編譯按鈕，編譯工程：

io.進(jìn)入目標(biāo)板調(diào)試選頊設(shè)置,點(diǎn)擊“Project"菜單下“Options

forTarget--M選項(xiàng)：

ii.選擇為硬件仿.真功能：

12.點(diǎn)擊Selling進(jìn)入通訊參數(shù)設(shè)定菜單.去掉全部Cache選項(xiàng)，

至此設(shè)置完畢，進(jìn)入仿真調(diào)試階段；

13.點(diǎn)擊DEBUGFW**Start/StopDebugSession”選項(xiàng)進(jìn)入DEBI：。

界面；

14.進(jìn)入后可以看到信息欄中由顯示連接勝利信息。在此仿此界

面可以進(jìn)行單步，全速，斷點(diǎn)等調(diào)試方式。

進(jìn)入DEBUG界面后用戶可以在線進(jìn)行單步，連續(xù)，執(zhí)行到,

斷點(diǎn)等功能的調(diào)試：

25SoftICE監(jiān)控程序替換回SSTBoot-StrapLoader監(jiān)控程序

I,由SoftICK/控程序轉(zhuǎn)換回SSTRoot-SirapLoader監(jiān)控程

序：

在keil輸入以下命令。

圖中**ConverttoBSLx564.Ixl”文件保存在

“\SoftICE_564”路徑下。執(zhí)行完上圖命令后，若出現(xiàn)如下界面

表示轉(zhuǎn)換勝利，BSL監(jiān)控程序I；載入了單片機(jī)：

2.6通過(guò)SUPERRO編輯器將SoftICE監(jiān)控程序下載入SST單片機(jī)

卜面介紹通過(guò)編程器將SoftICE監(jiān)控程序卜載到SST的MCL

芯片中的方法:SST89E516ED單片機(jī)有兩塊程序存儲(chǔ)區(qū)BlockO

(64Kb)和Blockl(8Kb).監(jiān)控存儲(chǔ)在8Kb的Blockl中,單片

機(jī)上電從Blockl開(kāi)始執(zhí)行，當(dāng)沒(méi)有接收到相應(yīng)的串口命令時(shí)，

再?gòu)闹鞒绦騾^(qū)BlockO開(kāi)始執(zhí)行指令；具體操作步驟如F：

I,打開(kāi)編輯器SIPERPRO程序，圖標(biāo)為

2.進(jìn)入SUPERPR0程序界而，單擊”選擇器件選項(xiàng)”：

3,進(jìn)入器件選擇對(duì)話框，在器件類(lèi)型處選擇"MCU/MPU”在杳找

處榆入要器件名稱(chēng)，找到之后選擇“確定”；

4,單擊“裝入文件”選項(xiàng):

5.進(jìn)入下載文件選擇對(duì)話框,選擇要下載的SoftICE監(jiān)控程序,

文件格式一般為“.hex”或bin”格式；

6.因?yàn)镾ST單片機(jī)的監(jiān)控程序存儲(chǔ)在Blockl中，Blockl的地址

為lOOOOh,故數(shù)據(jù)緩沖區(qū)起始地址改為“IOGOO”，卜戢?般

執(zhí)行程序則百接默認(rèn)：

7.左邊是卜我文件的操作選項(xiàng)，具體步驟為：Erase=》IT°gram=》

Verify：

執(zhí)行完上述一:個(gè)步驟后，SoftICE監(jiān)控程序已被下載入SST

的MCU中了，可以運(yùn)用Koil軟件進(jìn)行在線硬件仿真調(diào)試了。

2.7通過(guò)SSTEasylAP下程序

SST單片機(jī)中最初始的是BSL監(jiān)控程序，可以通過(guò)SST

BOOT-STRAPLOADER軟件工具將用戶程序下載入單片機(jī)中,具體

操作步驟如I'：

1,打開(kāi)SSTBOOT-STRAPLOADI-R軟件工具，并按之前的步驟及

單片機(jī)通訊連接勝利。在界面的右卜方IAPFunction菜單中

有下載選項(xiàng)，選擇"Download-選項(xiàng)下載程序。

2.進(jìn)入了卜載文件選擇界而；

3.在文件杳找對(duì)話框中找到要下載的用戶程序，一般為.Hex

或.bin格式文件；

4,選擇好用戶程序后，單擊步驟二中的UK選項(xiàng)開(kāi)始下我，界面

最卜.面的狀態(tài)欄顯示卜.載進(jìn)度，當(dāng)顯示為Done時(shí)表示程序下

我已經(jīng)完成，單片機(jī)上電執(zhí)行用戶程序了。

2-8STC單片機(jī)的燒寫(xiě)；

下面介紹另?款STC單片機(jī)的燒寫(xiě)方法，

I,打開(kāi)STC單片機(jī)的編輯器STCTSP,進(jìn)入STC-ISP的工作界面.

2.2.在1SP的界面左上方已經(jīng)有依據(jù)步驟扣列的子單元，

3,依據(jù)界面上的步驟一步步執(zhí)行卜我操作，步驟1的單元如卜

圖，在MCLTypo下拉框中選擇H標(biāo)單■片機(jī)型號(hào)，APMemory

為程序存儲(chǔ)地址:

4.進(jìn)入步驟2選擇下我攵件，點(diǎn)擊右下方的OpenFile選項(xiàng)查找

要下載的用戶程序；

5,找到要下載的用戶程序，多為.hex或Jin格式文件；

6.步驟3為串口設(shè)置，選擇通過(guò)哪個(gè)COM口下載，MaxBuad為

波特率設(shè)置；

7.步驟4為下載設(shè)置，一般默認(rèn)即可：

x.步驟5為下載操作，先點(diǎn)擊"Download/下載”選項(xiàng)，再M(fèi)CL

重新上電復(fù)位，則開(kāi)始執(zhí)行下載操作：

9.步驟5單元下面為狀態(tài)欄，可以視察MCU的下載過(guò)程，下圖

為下載勝利信息顯示：

此時(shí)用戶程序已下載入STC的MCU中了，拔掉串口線，上電

復(fù)位用戶程序即可執(zhí)行。

第三章單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)平臺(tái)VI.1試股設(shè)計(jì)

基于“單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)平臺(tái)VI.r可開(kāi)展單片機(jī)系統(tǒng)及相

關(guān)擴(kuò)展系統(tǒng)的試臉.主:要包括以下部分：

試驗(yàn)一，10口試驗(yàn)

試驗(yàn)二，按鍵中斷試驗(yàn)

基礎(chǔ)試驗(yàn)試驗(yàn)三，RAM試驗(yàn)

試驗(yàn)叫，段式LED試驗(yàn)

試驗(yàn)五，矩陣按鍵試驗(yàn)

試驗(yàn)一，語(yǔ)音采集及回放

試驗(yàn)一，數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)

綜合試驗(yàn)

試驗(yàn)三，水溫限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)四，簡(jiǎn)易數(shù)據(jù)儀輸系統(tǒng)

3.1試驗(yàn)一，獨(dú)立I/O試驗(yàn)

3.1.1LED跑馬燈試驗(yàn)

一，試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟識(shí)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的資源配

置

2.熟識(shí)運(yùn)用在線仿真技術(shù)進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一般方法

3.學(xué)會(huì)用示波器觀測(cè)現(xiàn)象，初步體會(huì)用儀器進(jìn)行調(diào)試的思想

4.駕馭基本輸入輸出口的設(shè)il方法，LED燈的特性和運(yùn)用方

法

二，試驗(yàn)內(nèi)容

1.用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)以下功能：

<1>編程點(diǎn)亮8個(gè)LED,測(cè)試接I」電路無(wú)問(wèn)題

<2>編程將8個(gè)LED按從LED1-LED8的順序依次點(diǎn)亮，點(diǎn)

亮?個(gè)LED后延時(shí)一段時(shí)間，延時(shí)時(shí)間考慮人眼能弊辨

別出,把它熄滅后,再接著點(diǎn)亮卜?一個(gè)rLED,形成LED

跑馬燈。要求當(dāng)LEI）跑到邊緣之后返回，而不是再?gòu)牡?/p>

一個(gè)LED開(kāi)始。

2.當(dāng)實(shí)現(xiàn)LED跑馬燈的功能后，用示波器探頭依次探測(cè)8

個(gè)獨(dú)立"0口的現(xiàn)象.這時(shí)在海一個(gè)1/0口上應(yīng)當(dāng)能檢

測(cè)到肯定頻率的方波信號(hào)。

四，試驗(yàn)原理

1.LED原理：兩個(gè)半導(dǎo)體P型和N型半導(dǎo)體加中間由?個(gè)

有源層組成，當(dāng)兩端加上正負(fù)電壓時(shí)電子開(kāi)始移動(dòng)和空穴（帶正

電的離了）結(jié)合產(chǎn)生輻射光。?般LKD在正常發(fā)光的狀況下，消

耗電流在mA級(jí)別，為保證其正常發(fā)光，同時(shí)也不會(huì)過(guò)流，一般

在I.ED回路中串聯(lián)一個(gè)300歐TK歐的電眼.

2.LED硬件連接圖，如下

3.1.2蜂鳴器試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解蜂鳴器原理和類(lèi)型

2.駕馭單片機(jī)指令周期的計(jì)算方法

二試段內(nèi)容

利用單片機(jī)讓蜂鳴器發(fā)出,個(gè)固定頻率（300、3400Hz）的

響聲

三、試驗(yàn)原理

I、蟬鳴器：蛀鳴器是?種?體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,采納直

流電壓（有源蜂鳴器）或溝通電壓（無(wú)源蜂鳴器）供電，有源蛙

鳴器內(nèi)部已經(jīng)帶有振蕩源，閃此只要供應(yīng)直流電壓就可以發(fā)音，

發(fā)音的頻率由內(nèi)部振蕩源確定，頻率固定,不能更改，無(wú)源蜂鳴

㈱內(nèi)部沒(méi)有振蕩源，因此必需供應(yīng)溝通電壓使其發(fā)音，發(fā)音的頻

率及溝通電壓的赧率始終,依據(jù)音樂(lè)節(jié)奏調(diào)整發(fā)音的頻率可以實(shí)

現(xiàn)簡(jiǎn)單的音樂(lè)播放。廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，亞印機(jī),

報(bào)警器，電子玩具，汽車(chē)電子設(shè)備，機(jī)，定時(shí)器等電子

產(chǎn)品中作發(fā)聲器件.蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴

器兩種類(lèi)型。

2、聽(tīng)覺(jué)范圍：人耳一般對(duì)300~3400Hz范圍內(nèi)的聲音比較敏

感，調(diào)整單片機(jī)管腳波形輸出，使得產(chǎn)生頻率在該范圍內(nèi)才可以

聽(tīng)到聲音。假如頻率過(guò)高或過(guò)低都很難聽(tīng)到聲音。

3、硬件連接：

小試毆步驟

編程：限制單片機(jī)管腳,產(chǎn)生一個(gè)電平之后延時(shí)一段時(shí)間

1/2T0,對(duì)該管腳電平取反，如此反復(fù)，就能夠產(chǎn)生?個(gè)頻率的

方波.方波周期為T(mén)0,頻率fO=l/TO,當(dāng)f0在300、34001lz之間

時(shí),可以聽(tīng)到蜂鳴器的發(fā)音。

3.2試驗(yàn)二，按健中斷試驗(yàn)

一，試改目的

1,了解中斷的基本概念

2,了解按鍵軟件消掃的方法

3,了解定時(shí)器的基本概念

二，試驗(yàn)設(shè)備

單片機(jī)試驗(yàn)板vl」

三，試毆內(nèi)容

1,通過(guò)按速中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的限制：每按鍵一次LED燈右

移一位

2,通過(guò)定時(shí)器中斷產(chǎn)生?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RKIIz的方波

四，試驗(yàn)原理

1,按鍵中斷：試驗(yàn)板獨(dú)立式鍵盤(pán)每個(gè)按鍵都有一個(gè)信號(hào)線

及單片機(jī)電路相連,當(dāng)其中中斷按鍵按下的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生?個(gè)中

斷信號(hào)，該信號(hào)使得CPU跳轉(zhuǎn)到中斷點(diǎn)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。執(zhí)行

完中斷程序之后，CPI回到主程序原先斷點(diǎn)，接著往下執(zhí)行。

2,按鍵消抖：查詢單片機(jī)管腳,發(fā)覺(jué)有信號(hào)線出現(xiàn)低電平

表示可能出現(xiàn)犍按下的狀況。按鍵按下過(guò)程中存在前后延抖動(dòng).

延時(shí)20ms之后查詢發(fā)覺(jué)管腳狀態(tài)和之前讀取一樣，判定按鍵按

卜，依據(jù)讀取數(shù)值推斷按鍵編號(hào)并進(jìn)行對(duì)應(yīng)操作.

3,定時(shí)器中斷：定時(shí)器開(kāi)后之后，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù).當(dāng)計(jì)

數(shù)器達(dá)到程序員設(shè)定值后，進(jìn)入中斷.在中斷服務(wù)程序中，程序

員可自由發(fā)揮。

五，試改步驟

1,硬件連接

2,實(shí)現(xiàn)功能

—17或者S18按b'JJ-DOLED3亮,再次按hLED0-LED3

滅。

貳：利用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)LED的閃統(tǒng)頻率定為1IIZ.

叁：S17或者S18按下，LED4亮，定時(shí)器計(jì)數(shù)，1秒后,

LED1火

3,軟件流程圖

4.記錄試驗(yàn)結(jié)果

3.3試驗(yàn)三，RAM試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

I、了解RAM讀寫(xiě)原理

2、了解地址信號(hào)的產(chǎn)生原理

3、「解51單片機(jī)的限制總線信號(hào)ALE和nOE.nIE的產(chǎn)生原

理

二,試驗(yàn)設(shè)備

單片機(jī)試驗(yàn)板vl1

三、試驗(yàn)內(nèi)容

L讀寫(xiě)RAM數(shù)據(jù)并將讀寫(xiě)錯(cuò)誤數(shù)顯示在段式液晶上而

四、試驗(yàn)原理

k地址信號(hào)的產(chǎn)生：51單片機(jī)的P0門(mén)是敷據(jù)和地址復(fù)用線,

可以利用?片74LS373

進(jìn)行地址鎖存限制，將P0”產(chǎn)生出一組地址信號(hào)和數(shù)據(jù)佶號(hào)在

時(shí)間上分開(kāi)（見(jiàn)試驗(yàn)板框圖）。

2,讀寫(xiě)過(guò)程：51單片機(jī)的P3口是多功能且用口,其中P36

復(fù)用為nH'R,P37復(fù)用為nRD,外部RAM的接口時(shí)序和這兩個(gè)新

號(hào)的生成時(shí)序相符合,可以直接進(jìn)行RAM數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。

3、片外RAM傳送指令:MOVXA,依Ri；MOVXA,0DPTR；?OVX

@Ri,A；

MOVX6DPTR,A；這四條指令（單字節(jié)雙周期指令）執(zhí)行時(shí)，尤

其要留意他們伴隨著51單片機(jī)讀寫(xiě)限制信號(hào)線nOE或nUE的?，額

外”置低。其中，第?條和第三條指令只能尋址256bit,而第

二條和第四條指令可以尋址61Kb（此次試驗(yàn)中運(yùn)用）。其讀寫(xiě)時(shí)

序和執(zhí)行過(guò)程如下：

①將RAM的地址（存放在寄存器Ri或DPTR中）由地址總線

P0（此時(shí)身份是地址線低B位）及P2（地址線高8位A8~A15）

口輸出,即時(shí)序圖中的S5PI到S6P2階段。并在S4P2到S5P2階

段，發(fā)ALE信號(hào)將低8位地址鎖存。

②第二個(gè)機(jī)器周期S1P2到S2P2內(nèi)取消ALE及程序選通信號(hào)

PSEN（即取消取指操作），P0身份轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)忠線。及此同時(shí)發(fā)

讀或?qū)懶盘?hào)，通過(guò)P0口將RAM的數(shù)據(jù)傳送到累加器A中或?qū)⒗?/p>

加器A數(shù)據(jù)傳送到RAM中。即：時(shí)序圖的S6P2到S4PI階段。

③由丁鎖存的地址為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的地址,所以在第二

個(gè)機(jī)瑞周期S4取消取指令的操作.不再發(fā)程序選通信號(hào)PSEN.

打、試驗(yàn)步驟

|、硬件連接：

2.62256地址安排：62256的地址總線有15位(AO'AM),因

此它的地址空間大小是2」5(32Kb)。62256的片選信號(hào)由51單

片機(jī)地址線的最高位A15給出，且低電平有效，因此它的最低地

址是0000H,最高地址是7FFFH。

3、軟件設(shè)計(jì)：在RAM地址的lOOWflOffH空間中寫(xiě)入0~255

數(shù)據(jù)，讀出RAM的10001門(mén)OffH空間數(shù)據(jù),記錄/誤數(shù)據(jù)個(gè)數(shù).

將數(shù)據(jù)錯(cuò)誤個(gè)數(shù)顯示在段式液晶上面。

4、記錄和視察試驗(yàn)現(xiàn)象，

3.4試驗(yàn)四，段式LED試驗(yàn)

?、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.段式LED工作原理

2.動(dòng)態(tài)掃描顯示原理

二、試驗(yàn)設(shè)備

單片機(jī)試驗(yàn)板vl_I

三、試驗(yàn)內(nèi)容

在LED上面動(dòng)態(tài)顯示循環(huán)的數(shù)字8,到達(dá)邊緣之后重新同

到遠(yuǎn)點(diǎn)，依次循環(huán)

四、試驗(yàn)原理

1.段式LED原理：

?個(gè)段式液晶是由八段LED組成，如上圖所示，依據(jù)組成的

led種類(lèi)不同，常用的段式液晶行共陰極和共陽(yáng)極兩種類(lèi)型，試

臉板上配置的為共陰極段式液晶。依據(jù)abcdefgh的電平狀況，

點(diǎn)亮或者熄火對(duì)應(yīng)的LED,就可以看到對(duì)應(yīng)的數(shù)字或者字符，譬

如abcdef設(shè)為高,將gh設(shè)為低就可以形成數(shù)字0了。

2.動(dòng)態(tài)掃描原理：利用人眼的視覺(jué)殘留現(xiàn)象,依次點(diǎn)亮每

個(gè)八段碼單元，只要掃描速度超過(guò)人眼可以識(shí)別的頻率，就

可以看到穩(wěn)定的信息輸出。

3.電路連接；

CS3及nWE同時(shí)置低時(shí)選中片選信號(hào)----CS_LEDSEL；

CS2及nWE同時(shí)置低時(shí)選中段選信號(hào)一一CS_LED_SEG,

片選信號(hào)CS_LED_SEL選通鎖存器U13,通過(guò)P0口把某個(gè)SEL

選中，即選中某個(gè)數(shù)碼管。

段選信號(hào)CSLEDSEG選通鎖存器U12,通過(guò)P0口的值對(duì)選中

的數(shù)碼管的A到DP賦值，以實(shí)現(xiàn)顯示功能。

五，試驗(yàn)步驟

1,硬件連接：

2,軟件設(shè)計(jì)：依次點(diǎn)亮八段碼，設(shè)置較快的掃描頻率,在

段式液晶上面形成穩(wěn)定的輸出。將掃描頻率設(shè)置較低，使人眼可

以辨別各個(gè)八段碼點(diǎn)亮和熄滅的狀態(tài),形成數(shù)字8從左向右循環(huán)

的現(xiàn)象。

3,視察并記錄試驗(yàn)現(xiàn)象a

3.5試臉五，矩陣鍵盤(pán)試臉

?、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

i.駕馭矩陣式鍵盤(pán)的原理

2駕馭74HC245.74HC573的運(yùn)用

3.理解單片機(jī)總線讀寫(xiě)和片選信號(hào)的產(chǎn)生

4.駕馭矩陣鍵盤(pán)的編程方法

二、試驗(yàn)設(shè)備

單片機(jī)試驗(yàn)板V11

三、試驗(yàn)內(nèi)容

1.采納行掃描法編程獲得矩陣式健盤(pán)的鍵侑，并予以顯示

2學(xué)習(xí)矩陣鍵盤(pán)的構(gòu)建方式

四、試驗(yàn)原理

I.電路原理圖

1.4*4鍵盤(pán)：

KEYH為4根行線，KEYV為4根列線.均接了10k歐

姆上拉電阻

2.行線和列線

行線：運(yùn)用74HC573鎖存P0口數(shù)據(jù)，為單向輸出口

列線：運(yùn)用74HC245鎖存P0口數(shù)據(jù)或鍵盤(pán)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)

讀寫(xiě)方向由DIR確定

3.片選信號(hào)

1.當(dāng)A15為高，48-A10為低時(shí)CSO為低電平，CS0地

址可設(shè)為0xf8ff,選中CS0時(shí)，單片機(jī)讀信號(hào)使nOE為

低，74HC245DIR為低電平,從74HC215讀數(shù)據(jù)。

2.選中CSO時(shí),單片機(jī)號(hào)信號(hào)使nWE為低，CS_KEY為

高電平,74HC573鎖存P0口上的數(shù)據(jù)，即單片機(jī)向

74HC573寫(xiě)數(shù)據(jù)。

原理圖分析

單片機(jī)通過(guò)寫(xiě)數(shù)據(jù)到行線，從列線讀數(shù)據(jù)來(lái)推斷是否有按

鍵和鍵值。

1,推斷是否有按鍵按下：

將行線作為輸出，列線作為輸入。CPI.首先向行接口輸

出一個(gè)為“全0”數(shù)據(jù).再?gòu)牧薪涌谧x入數(shù)據(jù)，并判其是

否為“全1”。若是“全「就表示健盤(pán)中沒(méi)有鍵被按下，

否則去示有犍被按下，且列碼中“0”的位置就是所按按鍵

的列號(hào)。

2.獲得用戶按下的按鍵所對(duì)應(yīng)的鍵值：

為了獲得用戶按下的按鍵所對(duì)應(yīng)的健值,可先向行接

口輸出?個(gè)第0行為“0”.其它行均為“1”的行碼，然

后讀入列碼并判其是否為“全1”，若不是“全r就表

示在第o行中有鍵被按下，且讀入的列碼中出現(xiàn)“o”的位

置代表該按健所處的列編號(hào).輸出行碼中“0”的位置代表

該按鍵所處的行編號(hào)，據(jù)鍵值公式可獲得相應(yīng)的鍵值；若

讀入的列碼為“全1”.就再對(duì)下?行進(jìn)行類(lèi)似的處理,

如此逐行分析處理，直至全部行處理完畢.

3.消抖動(dòng)：

“抖動(dòng)”是指兩個(gè)機(jī)械電氣觸點(diǎn)在閉合域斷開(kāi)的瞬間

時(shí)所產(chǎn)生的抖動(dòng)，由于抖動(dòng)的時(shí)間不超過(guò)20空秒，所以通

常都是運(yùn)用“延時(shí)”的方法來(lái)去抖動(dòng)，即一旦檢測(cè)到按鍵

有“狀態(tài)改變二就延時(shí)20亮秒,而后再去檢測(cè)該現(xiàn)象是

否仍舊存在,若存在就表小確實(shí)有犍按下或松開(kāi)，否則表

示檢測(cè)的是一種干擾信號(hào)。

從矩陣鍵盤(pán)編程方法

1.程序流程：

2.軟件設(shè)計(jì)：編寫(xiě)按鍵處理程序，并將得到的按鍵依據(jù)0、15

的數(shù)字進(jìn)行編碼：編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的案件處理程序，將按鍵值顯示在段

式液晶上面。

3.示例代碼：見(jiàn)例程C51Pro,Lab5

第四章^合試瞼要求

?試驗(yàn)一，數(shù)字鐘系統(tǒng)

?試驗(yàn)二，數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)

?試驗(yàn)三，數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

?試驗(yàn)四，語(yǔ)音采集及回放

?試驗(yàn)五，數(shù)字頻率計(jì)

?試驗(yàn)六，DDS信號(hào)源

4.1試毆一,數(shù)字鐘系統(tǒng)

一，基礎(chǔ)要求

I.i殳計(jì)一個(gè)精確的I秒定時(shí)器：

2.依據(jù)1秒定時(shí)器，設(shè)計(jì)一個(gè)帶小時(shí)，分鐘，秒的時(shí)鐘，

并將小時(shí)，分鐘，秒顯示在LED上：

3.設(shè)計(jì)小時(shí).分鐘，秒的修改按健.可分別調(diào)整小時(shí),分

鐘,秒（按鍵設(shè)計(jì)參考電子表）：

二，擴(kuò)展要求

1.增加小時(shí)，分鐘，秒的鍵盤(pán)直接修改功能；

2.設(shè)計(jì)鬧鐘功能,最多支持5個(gè)鬧鐘,可分別譽(yù)看和修改用

鐘時(shí)間，可分別設(shè)置鬧鐘開(kāi)關(guān)。

3.增加萬(wàn)年歷功能。

4.2試驗(yàn)二,數(shù)字溫度計(jì)

一，基礎(chǔ)要求

I設(shè)計(jì)寞現(xiàn)數(shù)字溫度計(jì)I8B20的接口時(shí)序;

2,讀取18B20數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為BCD碼曜示在LED上，

顯示精度為兩位小數(shù)；

3.實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的修正：

43數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

一，基礎(chǔ)要求

I.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)AD0809接口電路，實(shí)現(xiàn)模擬電壓量OFV轉(zhuǎn)化為

數(shù)字量；

2.編程實(shí)現(xiàn)AD0809的數(shù)據(jù)讀取；

工設(shè)定固定的刷新速率，將讀取數(shù)據(jù)顯示在LED匕楂示精

度兩位小數(shù)：

4.實(shí)現(xiàn)電樂(lè)采集值的分段函數(shù)修正.

二,擴(kuò)展要求

1.擴(kuò)展電壓表的測(cè)量范惘，實(shí)現(xiàn)07V,0-10的測(cè)量：

4.4數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)及回放系統(tǒng)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)及回放系統(tǒng),其示意圖如下:

1.基本饕求

(1)放大器1的增益為46dB,放大器2的增益為40dB,增

益均可調(diào)：

(2)帶通濾波器：通帶為300Hz?3.4kHz：

(3)ADCs采樣頻率E=8kHz，字長(zhǎng)=8位;

(4)語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間N10秒：

(5)DAC：變換頻率fr=8kHz,字長(zhǎng)=8位：

（6）回放語(yǔ)音質(zhì)量良好.

2.發(fā)揮部分

在保證語(yǔ)音質(zhì)量的前提下：

（1）減少系統(tǒng)噪聲電平，增加自動(dòng)音量限制功能;

（2）語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間增加至20秒以上:

（3）提高存儲(chǔ)器的利用率（在原有存儲(chǔ)容品不變的前提下,

提高語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間）：

（4）其它（例如：校正等）。

4s數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)

一，任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的簡(jiǎn)易頻率計(jì)。

二,要求

1.基本要求

（1）頻率測(cè)量

a.測(cè)量范闡信號(hào)：方波，正弦波：幅度：0.5V?5V：順

率：1Hz?1MHz

b.測(cè)量誤差W0.1%

（2）周期測(cè)量

a.測(cè)量范用信號(hào)：方波,正弦波;幅度：0.5V?5V：頻

率：1Hz-1MHz

b.測(cè)量誤差WO.1%

（3）脈沖寬度測(cè)量

a.測(cè)量范圍信號(hào)：脈沖波；幅度:0.5V-5V；脈沖寬度

2100ns

b.測(cè)量誤差W1%

(4)顯示器

I進(jìn)制數(shù)字顯示，顯示刷新時(shí)間1?10秒連續(xù)可調(diào),對(duì)上述

三種測(cè)呆功能分別用不同顏色的發(fā)光;極管指示o

(5)具有自校功能，時(shí)標(biāo)信號(hào)頻率為1MHz。

(6)自行設(shè)計(jì)并制作滿意本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓電源e

2.發(fā)揮部分

(1)擴(kuò)展頻率測(cè)量范圍為0.1Hz?10MHz(信號(hào)幅度0.5V?

5V),測(cè)量誤差降低為0.01%(最大閘門(mén)時(shí)間WIOs).

(2)測(cè)量并顯示周期脈沖信號(hào)(幅度0.5V-5V,頻率】Hz?

1kHz)的占空比，占空比變化范圍為10%?90%,測(cè)量誤差W遙.

(3)在1Hz?1MHz范圍內(nèi)及測(cè)量誤差WI%的條件F,進(jìn)行

小信號(hào)的頻率測(cè)量，提出并實(shí)現(xiàn)抗干擾的措施。

4.6A題波形發(fā)生能

設(shè)計(jì)制作一個(gè)波形發(fā)生器.該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波，方

波，三角波和由用戶編輯的特定形態(tài)波形。示意圖如下：

1.基本要求

(1)具有產(chǎn)生正弦波，方波，三角波三種周期性波形的

功能。

（2）用鍵盤(pán)輸入編輯生成上述三種波形（同周期）的線性

組合波形，以及由基波及其諧波（5次以下）線性組合的波形.

（3）具有波形存儲(chǔ)功能。

（4）輸出波形的頻率苑圍為100Hz?20kHz《非正弦波頻率

按10次諧波計(jì)算）：重力頻率可調(diào),頻率步進(jìn)間隔近100Hz。

（5）輸出波形幅度范圍0?5V（峰-峰值），可按步進(jìn)0.1丫

（峰*值）調(diào)整。

（6）具有顯示輸出波形的類(lèi)型，重復(fù)頻率（周期）和幅度

的功能。

2.發(fā)揮部分

（I）輸出波形頻率范圍擴(kuò)展至100Hz?200kHz。

（2）用鍵盤(pán)或其他愉入裝置產(chǎn)生隨意波形。

（3）增加穩(wěn)福輸出功能,當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓幅度變

化不大于±3%（負(fù)載電阻變化范圍：100Q?8）。

（4）具有掉電存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)掉電前用戶編輯的波形和

設(shè)置。

（5）可產(chǎn)生單次或多次（1000次以下）特定波形（如產(chǎn)生

1個(gè)半周期三角波輸出）.

（6）其它（如增加頻譜分析，失真度分析，頻率擴(kuò)

展》200kHz,掃頻輸出等功能）。

第五章單片機(jī)C51講義

（注：本文由張清恒編輯,本文中相應(yīng)的代碼片斷運(yùn)行及測(cè)試結(jié)

果以Keil51的\節(jié)版編譯器為準(zhǔn)）

5.1C語(yǔ)言概述

1.單片機(jī)及程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

（D單片機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的位置

圖一單片機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的位置

（2）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

A.機(jī)器指令集

面對(duì)具體的處理器：的片機(jī)，ARM處理牌（精簡(jiǎn)指

令RISC體系）.通用處理器（困難指令CISC體系＞。

B.匯編語(yǔ)言

運(yùn)用助記符代替機(jī)器指令，須要轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令后

才能被識(shí)別運(yùn)行。

C.面對(duì)結(jié)構(gòu)的高級(jí)語(yǔ)浸

C,PASCAL,Fortran,COBOL,BASIC...

2.C高級(jí)語(yǔ)彳的編譯過(guò)程

C語(yǔ)占作為高級(jí)語(yǔ)□，賓?運(yùn)用更高級(jí)的行為描述方法來(lái)

定義操作。一般編譯型的高級(jí)語(yǔ)言，共先經(jīng)預(yù)編譯，然后

再編譯轉(zhuǎn)換成匯編語(yǔ)言，然后加入相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)實(shí)體并經(jīng)

過(guò)鏈接形成最終機(jī)器代碼。預(yù)編譯所做的工作為做宏替換,

有效代碼的選擇等工作。其示意圖如圖二所東。

圖二C語(yǔ)言源程序到達(dá)最終代碼的過(guò)程

留意，一，由于不同硬件的機(jī)器指令集不一樣，故編譯

及旌接的針對(duì)不同目標(biāo)機(jī)器的最終代碼不一樣；二，編譯的

過(guò)程更多的時(shí)候不是在目標(biāo)機(jī)器上進(jìn)行的.故編譯器本身行

一個(gè)運(yùn)行環(huán)境（一般為DOS,Windows環(huán)境）。故須要運(yùn)用適合

于目標(biāo)機(jī)器平臺(tái)的能夠在指定的某一平臺(tái)上運(yùn)行的編譯冊(cè)及

徒接器進(jìn)行相應(yīng)的編譯及健接工作。

5.2C51語(yǔ)言

i.C51語(yǔ)言及C語(yǔ)言的關(guān)系

C51語(yǔ)言由C發(fā)展而來(lái).其基本上繼承了C語(yǔ)言的特性。其

區(qū)分在「：

MC語(yǔ)占程序建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,有操作系統(tǒng)為程

序操作很多基本的操作，如字符顯示，鍵盤(pán)讀取，文

件操作，用戶程序并不直接操作限制硬件：而C51語(yǔ)言

直接面對(duì)硬件，必需自己實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的限制O

R,C語(yǔ)言程序般在存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)介質(zhì)上，在運(yùn)行時(shí)由

操作系統(tǒng)裝載入內(nèi)存中進(jìn)行重定位后,再運(yùn)行：而C51

程序是直接在存儲(chǔ)的ROM或FLASH介質(zhì)上運(yùn)行。

其區(qū)分示意圖如圖三所示。

圖四單片機(jī)上的用戶C51語(yǔ)言程序的運(yùn)行環(huán)境示意圖

2.C5I中繼承C中可運(yùn)用的資源

現(xiàn)成的函數(shù)等資源包括兩個(gè)部分，?個(gè)是函數(shù)頭的聲明

文件（即.h文件），另,個(gè)是函數(shù)編譯后的目標(biāo)代碼庫(kù)（即.lib

文件）.只要把用到的文件放到當(dāng)前目錄或系統(tǒng)編譯器目錄，

在鏈接時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)找尋并運(yùn)用。

⑴Intrinsic,hC51內(nèi)部固定函數(shù)

externvoid_nop_(void)：

externbittestbit_(bit);

externunsignedcharcror(unsignedchar,

unsignedchar):

externunsignedint_iror_(unsignedint.

unsignedchar);

externunsignedlongIror(unsignedlong,

unsignedchar);

externunsignedchar_crol(unsignedchar,

unsignedchar);

externunsignedint_irol_(unsignedint.

unsignedchar)：

externunsignedlongIrol(unsignedlong,

unsignedchar);

externunsignedcharchkfloat(float);

⑵Absacc.h數(shù)據(jù)類(lèi)型相關(guān)資源

tidefineCBYTE((unsignedcharvolatilecode*)0)

^defineDBYTE((unsignedcharvolatiledata?)0)

^definePBYTE((unsignedcharvolatilepdalzi*)0)

((defineKBYTE((unsignedcharvolatilexdata*)0)

#defineCHORD((unsignedintvolatilecode?)0)

^defineDWORD((unsignedintvolatiIedata*)0)

枇kfinePWORD((unsignedintvolatilepdala*)0)

tfdefineXWORD((unsignedintvolatilexdata*)0)

⑶Float,h運(yùn)算常數(shù)相關(guān)庫(kù)

"defineFl.TRADIX2

力defineFLTROUNDS0

"defineFLTDIG6

WefineFI.T_EPS1I.ON5.960,16e8

#definePLTMANTDIG24

#defineFLT.MAX3.40282e38

#define1LT_MAX_EXP0x7卜

#definePl.TMAX10EXP38

#defineFLTMIN1.17549e-38

#defineFLT_MIN_EXP-125

^defineFLT_MIN_10_EXP-37

^defineDBL_RAD1XFLT_RAD1X

qdefineDBLROUNDSFLTKOl,NDS

CdefineDBL_DIGFLT_DIG

^defineDBL_EI3IL0NFLTEPS】UN

"defineDBL_MAM_DIGFLT_MA\T_DIG

UdefineDBLMAXFLTMAX

#defineDBLMAXEXPFLTMAXEXP

#dcfineDBLMAX10EXPFLT_MAX_10E

^defineDBLMINFLTMIN

tidefineDB1.MINEXPFLT_MIX_EXP

tfdefirwDBL_MIN」O_EXPn.T_MiN_10_E

edetineLDBL_RADIXFLT_RAD1X

^defineLDBLROOTSFLTROUNDS

#defineL()BL_DIGFLT_DIG

ttdefineLI)BI._EPSILONFLT_EPS1I.ON

t?defineLDBL_MANT_DIGFLTMANTDIG

#defineLDBLMAXFLTMAX

#defineLDBL_MAX_EXPFLT_MAX_EXP

WefineLDBI.JIAX10EXPFLTMAX」0E

t?dcfineLDBL_MINFLTJ1IN

"defineLDBLMINEXPFLTMINEXP

如efineLDBL_MIN10EXPELTMIX10_E

(I)Limits.h標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)范圍定義

tfdefineCHARBIT8/?Numberof

bitsinany"char"*/

WefineCHARJWX127/*Max

“char"value*/

ItdefineCIIAR.MIN(728)/?Min

“char"value*/

^defineSCHARMAX127/?Max

“signed""char”value*/

defineSCHARMIN(-128)/?Min

signedcharvalue?/

^defineUCHAK.MAX255/*Max

unsignedcharvalue?/

^defineSHRTJWX32767/*Max

("signed")"short”value?/

^defineSHRT_MIN(-32768)/?Min

("signed*)"short”value?/

^defineLSHRTMAXOxFFFF/?Max

“unsigned""short”value?/

^defineINTMAX32767/?Max

("signed")"ini”value*/

defineINTMIN(-32768)/*Min

(signed)intvalue?/

"defineU1NTJWXOxFFFF/?Max

“unsigned""int"value?/

"defineLONGMAX2147183647/*Max

("signed")"long”value?/

"defineLONG_M1N-2147483648/*Min

Isigned)longvalue?/

^defineULONGMAXOxFFFFFFFF/*Max

“unsigned""long"value?/

⑸Math.h數(shù)學(xué)庫(kù)

externcharcabs(charval);

externintabs(intval)：

externlonglabs(1ongval);

externfloatfabs(floatval)：

externfloatsqrt(floatval);

externfloatexp(floatval):

externfloatlog(floatval);

externfloatloglO(floatval);

externfloat.sin(float.val);

externfloatcos(floatval);

externfloattan(floutval);

externfloat“sin(flOiltval);

externfloatacos(floatval);

externfloatatan(floutval);

externfloatsinh(floatval);

externfloatcosh(floatval);

externfloattanh(floatval)：

externfloatatan2(floaty,floatx);

structFPBL'F{

unsignedcharsave[16];

externvoidfpsave(structFPBUF*);

externvoidfprestore(structFPBUF*);

externfloatceil(floatval);

externfloatfloor(floatval);

extern