《單片機應(yīng)用實例開發(fā)》課件第1章VIP

1.1單片機概述

1.2單片機的開發(fā)環(huán)境

1.3單片機的仿真平臺

1.4生日禮物的設(shè)計與制作

1.5習(xí)題

實例一單片機應(yīng)用實例初識學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解單片機的基本情況，掌握單片機的學(xué)習(xí)方法。

掌握MedWin軟件和Proteus仿真軟件的基本應(yīng)用方法。

掌握實驗板的正確操作方法。

熟記實驗設(shè)備的操作規(guī)范。工作任務(wù)

操作實驗設(shè)備。

操作單片機開發(fā)工具。

撰寫實驗板操作報告。

我們時常會為給朋友送什么禮物而發(fā)愁，而如果能為朋友親手制作禮物則最好不過了。對于學(xué)電子專業(yè)的人來說，能用自己所學(xué)知識為朋友制作一份特別的禮物是很簡單的。下面我們來看看這份禮物是怎么制作完成的。我們要做的這個生日禮物是一個智能的電子產(chǎn)品，它涉及到我們即將要學(xué)習(xí)并掌握的微控制器——單片機。單片機的內(nèi)部資源對于初學(xué)者來說有些復(fù)雜，其內(nèi)容我們將在后面逐漸介紹，現(xiàn)在我們先來了解一些有關(guān)它的基本情況。學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解單片機的基本組成，掌握單片機的學(xué)習(xí)方法。

了解單片機的特點。

工作任務(wù)

總結(jié)單片機的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并制定學(xué)習(xí)計劃。1.1單?片?機?概?述

單片機的全稱為單片微型計算機(SingleChipMicrocomputer)，又稱微控制器(MicrocontrollerUint)或嵌入式控制器(EmbeddedController)，它是微型計算機一個很重要的分支。將計算機的中央處理器(CPU)、存儲器(ROM和RAM)、各種輸入/輸出接口(并行I/O、串行I/O、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器等)、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等基本部件微型化并集成到一塊硅片上，且這樣一塊芯片具有微型計算機的功能，則稱為單片微型計算機，通常稱為單片機。

自1976年單片機誕生以來，世界各大半導(dǎo)體公司推出的單片機已有幾十個系列幾百種產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機的功能越來越強，集成度越來越高，應(yīng)用也越來越廣，單片機經(jīng)歷了4位、8位、16位和32位四個階段?，F(xiàn)在，4位單片機僅在一些功能較單一的系統(tǒng)中現(xiàn)身，市場上主流的是8位、16位和32位單片機。

單片機經(jīng)過30多年的迅猛發(fā)展，其產(chǎn)品已經(jīng)形成了多公司、多系列、多型號的局面。在國際上影響較大的公司及其主要產(chǎn)品如表1-1所示。

1．單片機的特點及應(yīng)用

隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，單片機片內(nèi)集成的功能越來越強大，并朝著系統(tǒng)的單片化(SOC)方向發(fā)展。單片機具有體積小、功耗低、可靠性好、功能強、性能價格比高、易于學(xué)習(xí)和開發(fā)等突出優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、節(jié)能裝置、機器人、工業(yè)控制、通信等諸多領(lǐng)域。

本書采用以單片機的應(yīng)用實例為主線，由淺入深地全面介紹MCS-51系列單片機的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用。

2．MCS-51單片機的引腳說明

MCS-51系列單片機是美國Intel公司生產(chǎn)的8位字長單片機，它將CPU、RAM、ROM、定時器/計數(shù)器和多功能I/O口等基本功能部件集成在一塊芯片上，在我國應(yīng)用非常廣泛。MCS-51系列單片機常采用40個引腳雙列直插封裝(DIP)，其實物圖(以STC89C51為例)、封裝的引腳分布圖及邏輯圖形符號如圖1-1所示。圖1-1MCS-51單片機的實物圖、引腳分布圖和邏輯圖形符號(a)實物圖；(b)引腳分布圖；(c)邏輯圖形符號單片機包括如下引腳：

1)電源引腳VCC和VSS

(1)?VCC：電源端。正常工作和編程校驗(8051/8751)時均為+5?V。

(2)?VSS：接地端。

2)時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2

XTAL1和XTAL2分別為內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端和輸出端。這兩個引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，可為內(nèi)部時鐘電路提供振蕩脈沖信號，以產(chǎn)生單片機有序工作所必需的時鐘節(jié)拍。

3)控制信號引腳RST/VPD、

(1)?RST/VPD：RST是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個機器周期(24個時鐘振蕩周期)的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。RST引腳的第二功能是VPD，即備用電源輸入端。當(dāng)主電源VCC發(fā)生斷電或電壓降到一定值時，備用電源通過VPD給內(nèi)部RAM供電，以保證信息不丟失。

(2)?ALE/：ALE為地址鎖存允許信號端。當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE用來鎖存由P0口送出的低8位地址信號。正常工作過程中，ALE引腳以fosc/6的頻率(fosc為晶振頻率)不斷向外輸出正脈沖信號，因而它又可用作外部定時。但要注意，每當(dāng)訪問外部存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。此引腳的第二功能是當(dāng)片內(nèi)帶有可編程ROM的單片機(例如8751等)編程寫入時，作為編程脈沖的輸入端。

(3)：外部程序存儲器允許輸出信號端，低電平有效。在訪問外部ROM時，此端定時輸出負(fù)脈沖作為讀外部ROM的選通信號。在取指令期間，每當(dāng)信號有效時，外部ROM的內(nèi)容就被送至數(shù)據(jù)總線(P0口)。

(4)

/VPP：為外部程序存儲器訪問允許信號端。當(dāng)引腳接高電平時，CPU先訪問片內(nèi)ROM并執(zhí)行片內(nèi)ROM中的指令，一旦地址超出片內(nèi)ROM范圍，就訪問片外ROM的內(nèi)容。當(dāng)引腳接低電平時，CPU只訪問外部ROM并執(zhí)行外部ROM中的指令。對于8031，由于內(nèi)部沒有ROM，因此引腳必須接地。該引腳的第二功能VPP是8751EPROM的21?V編程電源輸入端。

4)?I/O端口P0、P1、P2和P3

P0、P1、P2和P3口各有8位，共32個引腳。這些引腳的功能將在2.1.2節(jié)“并行輸入/輸出接口”部分進行詳細(xì)說明。

3．MCS-51單片機的總體結(jié)構(gòu)

脫去單片機的“外套”，再仔細(xì)看看，MCS-51系列單片機(以8051為例)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1-2所示。圖1-2MCS-51單片機的總體結(jié)構(gòu)框圖就好比正常的人體內(nèi)擁有五臟六腑一樣，8051包含如下功能部件：

1)中央處理器(CPU)

中央處理器是單片機最核心的部分，就像人的大腦，主要完成運算和控制功能。8051的CPU是一個字長為8位的中央處理單元，即它對數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進行的。

2)時鐘電路

時鐘電路為單片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列。我們知道，人的心臟跳得快，血液就流得快；心臟跳得慢，血液也就流得慢。在某種意義上，單片機也一樣，時鐘頻率高，數(shù)據(jù)處理速度就快；時鐘頻率低，數(shù)據(jù)處理速度就慢。

3)內(nèi)部程序存儲器(內(nèi)部ROM)

8051內(nèi)部共有4?KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)等。

4)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(內(nèi)部RAM)

8051中共有256個RAM單元，但其中能作為寄存器供用戶使用的僅有前128個，后128個被專用寄存器占用。

5)?64KB外部程序存儲空間

6)?64KB外部數(shù)據(jù)存儲空間

7)?21個特殊功能寄存器(專用寄存器)

理解：單片機中的存儲器、寄存器等就像人腦中那些負(fù)責(zé)記憶和思考的腦細(xì)胞，各盡其職。

8)并行I/O口

8051共有4個8位的I/O口(P0、P1、P2、P3)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入、輸出。它們就像單片機的手和腳，可以給單片機輸入一些信息，也可以替它輸出一些信息。

9)定時器/計數(shù)器

8051共有兩個16位的定時器/計數(shù)器，可以實現(xiàn)定時和計數(shù)功能。

10)串行口

8051有1個全雙工的可編程串行口，以實現(xiàn)單片機和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。

11)中斷系統(tǒng)

8051的中斷系統(tǒng)功能較強，可以滿足一般控制應(yīng)用的需要。它共有5個中斷源：2個外部中斷源和，3個內(nèi)部中斷源，即2個定時/計數(shù)中斷和1個串行口中斷。

4．單片機應(yīng)用系統(tǒng)概述

單片機是否學(xué)通了，要看能否利用它設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品，能否將它應(yīng)用到儀器儀表、家用電器、智能玩具及實時控制系統(tǒng)等各個領(lǐng)域。由于單片機自身的特點，它的應(yīng)用面非常廣，因此在進行應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計時，技術(shù)要求各有不同，但不管開發(fā)什么單片機應(yīng)用產(chǎn)品，總體的設(shè)計方法和開發(fā)步驟是基本相同的。一般來說，一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)大致分為以下幾個步驟。

(1)總體設(shè)計?？傮w設(shè)計主要是要明確應(yīng)用系統(tǒng)的功能和主要技術(shù)指標(biāo)，在論證系統(tǒng)的可行性，綜合考慮系統(tǒng)的可靠性、可維護性和成本之后確立整體的設(shè)計方案。方案設(shè)計中大致包括機型選擇、器件選擇和軟/硬件功能劃分等，若系統(tǒng)較大，則將其劃分為多個功能模塊，并應(yīng)明確各模塊的功能及相互之間的銜接問題。

(2)硬件設(shè)計。在整體設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，依據(jù)系統(tǒng)的功能及主要技術(shù)指標(biāo)要求，確定外圍電路的具體設(shè)計方案，然后設(shè)計系統(tǒng)各功能模塊電路及接口電路，畫出具體的原理圖并進行仿真驗證，同時還要注意考慮工作環(huán)境的因素，解決硬件上的干擾和功耗等問題，最后進行PCB板的設(shè)計、制作、安裝和調(diào)試。

(3)軟件設(shè)計。軟件設(shè)計是單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計過程中的關(guān)鍵部分，它可以與硬件設(shè)計同步進行。軟件設(shè)計是要根據(jù)硬件電路設(shè)計出相應(yīng)的功能程序，并在硬件平臺上進行調(diào)試，根據(jù)調(diào)試結(jié)果進一步改進設(shè)計方案，再重復(fù)(2)、(3)兩步，以期達到產(chǎn)品的設(shè)計要求。

(4)系統(tǒng)調(diào)試。在軟/硬件設(shè)計完成后，必須進行系統(tǒng)調(diào)試，以便驗證系統(tǒng)功能是否齊全，操作是否合理，是否受工作環(huán)境的影響，最后還要考慮產(chǎn)品化、日常維護、今后的功能擴展、升級完善等問題。

5．單片機編程語言概述

1)匯編語言

匯編語言是一種面向機器的低級程序設(shè)計語言，它以助記符形式表示每一條指令。所謂助記符(mnemonic)，就是便于人們記憶并能描述指令功能和指令操作數(shù)的符號。助記符一般就是表明指令功能的英語單詞或其縮寫。用助記符表示的指令就是匯編語言中的匯編格式指令。匯編格式指令以及使用它們編寫的程序規(guī)則就形成了匯編語言(AssemblyLanguage)。51單片機的匯編指令系統(tǒng)包含111條指令，7種尋址方式。按照其功能可分為數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯運算類、控制轉(zhuǎn)移類和布爾運算類五大類。匯編語言的主要特點如下：

(1)匯編語言程序與處理器指令系統(tǒng)密切相關(guān)，程序可移植性差。

(2)程序員可直接、有效地控制系統(tǒng)硬件。

(3)形成的可執(zhí)行文件運行速度快，占用主存容量少。

2)高級語言

雖然使用匯編語言進行軟件開發(fā)可以完成大多數(shù)開發(fā)任務(wù)，但由于其可讀性和可移植性差，在處理一些復(fù)雜算法時比較麻煩，因此在單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程中就出現(xiàn)了高級語言。常用的高級語言以C語言居多，其中以KEIL公司推出的C51最為流行。這種C語言的語法與ANSI?C完全一樣，程序結(jié)構(gòu)上也是一樣的。不同的地方在于，單片機C語言中增加了對單片機寄存器等的定義和說明，所以在開發(fā)中要特別注意。

本書所提供的設(shè)計實例均以匯編語言為設(shè)計語言。

6．學(xué)習(xí)單片機的方法

單片機的應(yīng)用與開發(fā)是一項系統(tǒng)性很強的技術(shù)，要求設(shè)計者掌握的知識較多，在學(xué)習(xí)的過程中要多分析、多理解、多記憶、多練習(xí)、多總結(jié)，掌握合理、有效的學(xué)習(xí)方法，才能真正實現(xiàn)靈活應(yīng)用。

(1)對于單片機指令系統(tǒng)及一些硬件結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識，不能死記硬背，要理解?？梢圆捎镁毩?xí)使用－理解－記憶－練習(xí)使用－再理解記憶，由淺入深，循序漸進的方法，最后熟練使用。

(2)要注意學(xué)習(xí)別人成熟的設(shè)計思路，培養(yǎng)自己的設(shè)計思想。首先，熟悉單片機的基礎(chǔ)知識，掌握各知識點的內(nèi)在聯(lián)系及簡單應(yīng)用；其次，積極分析別人的設(shè)計思想，將其吸收消化，形成自己的設(shè)計理念。

(3)多動手、勤思考、善總結(jié)。從簡單的開始，一點一滴積累，舉一反三，避免好高騖遠(yuǎn)。

【練習(xí)】

項目：學(xué)習(xí)計劃。

項目編號：EX1_1。

任務(wù)要求：制定單片機的學(xué)習(xí)計劃。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解MedWin的各菜單項，并熟悉其功能。

掌握MedWin軟件的基本應(yīng)用方法。

工作任務(wù)

完成單片機程序開發(fā)過程的演練。

撰寫程序開發(fā)過程操作報告。1.2單片機的開發(fā)環(huán)境

下面對MedWin軟件作一簡單介紹。

MCS-51系列單片機的初學(xué)者一般都是以匯編語言來設(shè)計控制程序的，因此需要匯編編譯器來編譯匯編語言程序。目前大多數(shù)單片機系統(tǒng)開發(fā)員都使用KEIL匯編編譯器進行編譯，但是該軟件是英文版的，考慮到大多數(shù)專科層次的學(xué)生的英文水平情況，本書以一款中文版的匯編編譯器——MedWin為例來進行介紹。

MedWin是萬利電子有限公司Insight系列仿真開發(fā)系統(tǒng)的高性能集成開發(fā)環(huán)境，集編輯、編譯/匯編、在線及模擬調(diào)試為一體，具有VC風(fēng)格的用戶界面，完全支持Franklin/KeilC擴展OMF格式文件，支持所有變量類型及表達式。對于應(yīng)用軟件的安裝，用戶可以跟著軟件的安裝向?qū)е鸩酵瓿?，這里不再贅述。萬利電子有限公司對軟件的使用配備了詳細(xì)的使用說明書，讀者可以在該公司提供的下載區(qū)免費下載。下面就MedWin軟件的常規(guī)使用過程進行說明。

1．設(shè)置MedWin

MedWin集成開發(fā)環(huán)境完成安裝后，如果是第一次安裝，則必須根據(jù)系統(tǒng)提示，設(shè)置工作目錄、?編譯/匯編器和連接器的路徑、環(huán)境，并進行仿真器注冊；如果是升級安裝，則MedWin集成開發(fā)環(huán)境啟動后將出現(xiàn)啟動向?qū)Р藛位蛑苯哟蜷_項目文件。

2．啟動MedWin

啟動MedWin的方法和啟動一般應(yīng)用軟件的方法一樣，通常我們會使用點擊“開始”\“程序”\“Manley”\“MedWin”中文版啟動MedWin軟件，屏幕上會出現(xiàn)如圖1-3所示的畫面。選擇“模擬仿真”，即可進入MedWin軟件開發(fā)環(huán)境，如圖1-4所示。如果具備仿真器，并確認(rèn)其電源、通信電纜連接沒問題，則可選擇“仿真器”。圖1-3啟動MedWin圖1-4初始開發(fā)環(huán)境

3．設(shè)置工作目錄

進入MedWin集成開發(fā)環(huán)境后，系統(tǒng)首先提示默認(rèn)的工作目錄為C:\MedWin，用戶也可以根據(jù)自己的需要選擇合適的工作目錄。例如，將工作目錄改為D:\LIN(用戶可自行定義目錄名稱)。通過選擇“設(shè)置”下拉菜單中的“設(shè)置工作目錄”，點擊“瀏覽”選擇工作目錄，然后單擊確定，即可完成設(shè)置。

注意：不得使用長文件名作為工作目錄。

4．配置編譯/匯編/連接器及環(huán)境

MedWin集成開發(fā)環(huán)境默認(rèn)編譯/匯編/連接器的路徑如下：

●?C51編譯器的路徑為C:\C51\BIN\C51.exe；

●?A51匯編器的路徑為C:\C51\BIN\A51.exe；

●?PLM51編譯器的路徑為C:\C51\BIN\PLM51.exe；

●?L51連接器的路徑為C:\C51\BIN\L51.exe。

MedWin集成開發(fā)環(huán)境默認(rèn)源程序的擴展名如下：

●?C源程序文件的擴展名為.C；

●匯編源程序文件的擴展名為.ASM。

注意：實際編譯/匯編/連接器存放的路徑要和設(shè)置中選擇的路徑一致，否則系統(tǒng)會出錯。

5．設(shè)置文本編輯器

設(shè)置文本編輯器可以設(shè)置文本窗口的前景字符的顏色、背景顏色、字體，還可編輯文件類型。

6．應(yīng)用程序開發(fā)

MedWin集成開發(fā)環(huán)境提供了以下兩種方式來開發(fā)用戶應(yīng)用程序：

(1)不使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式：對源程序文件直接進行匯編/連接方式，兼容傳統(tǒng)開發(fā)習(xí)慣。

不使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式只能進行單模塊方式下的應(yīng)用程序開發(fā)，具有很大的局限性。以下是不使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式開發(fā)應(yīng)用程序的步驟。第一步：關(guān)閉當(dāng)前項目文件。

不使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式開發(fā)應(yīng)用程序，用戶必須關(guān)閉已經(jīng)打開的項目，此時MedWin集成開發(fā)環(huán)境關(guān)閉界面上所有的窗口，方法是在MedWin環(huán)境下點擊“項目管理”\“關(guān)閉當(dāng)前項目”。

第二步：在文件菜單下打開應(yīng)用程序。

單模塊方式下可以按照以下方法新建或打開文件：

●在MedWin環(huán)境下點擊“文件”\“新建”，輸入文件名和擴展名，新建文件。

●在MedWin環(huán)境下點擊“文件”\“打開”，如圖1-5所示。在“查找范圍”欄選擇文件的位置，選擇文件，再點擊“打開”，即可進入編輯環(huán)境，如圖1-6所示。圖1-5“打開文件”對話框圖1-6編輯環(huán)境注意：在MedWin環(huán)境下新建文件時，一定要在文件名后加上擴展名，因為在MedWin環(huán)境中允許有3種文件類型，如果文件名后不注明表示文件類型的擴展名，則系統(tǒng)將無法確定文件類型，也就不能正確選擇編譯器了。第三步：編譯/匯編。

點擊“項目管理”\“編譯/匯編”，MedWin集成開發(fā)環(huán)境根據(jù)文件的擴展名，自動選擇當(dāng)前激活的文件，調(diào)用外部編譯器和匯編器，就可以對源程序進行編譯了，執(zhí)行后產(chǎn)生的結(jié)果顯示在消息框中。如果需要設(shè)置文件編譯/匯編的命令行參數(shù)，則可以選擇項目管理\“文件屬性”命令進行設(shè)置。第四步：錯誤信息關(guān)聯(lián)。

MedWin集成開發(fā)環(huán)境調(diào)用外部命令編譯/匯編后產(chǎn)生的結(jié)果顯示在消息窗口中，如圖1-7所示，消息窗口可由熱鍵Ctrl+9激活。當(dāng)編譯/匯編發(fā)生錯誤時，消息窗口中的錯誤信息自動與源文件關(guān)聯(lián)，提示出錯的位置。在消息窗口中錯誤提示處雙擊鼠標(biāo)左鍵或鍵入回車，也可將錯誤信息與源文件的錯誤位置關(guān)聯(lián)起來。圖1-7編譯結(jié)果顯示如果編譯/匯編出現(xiàn)錯誤，則在修改源文件后重復(fù)進行第三步操作。

第五步：軟件仿真運行。

若用戶有仿真器，則可以使用“項目管理”\“產(chǎn)生代碼或項目管理”\“產(chǎn)生代碼并裝入”，執(zhí)行后代碼被裝載到仿真器，完成調(diào)試程序的準(zhǔn)備工作。

若用戶沒有仿真器，則可以利用MedWin集成開發(fā)環(huán)境的“外圍部件”\“端口”等工具進行模擬仿真調(diào)試程序。

(2)使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式：可進行多模塊、混合語言編程的方式，同樣也適合單模塊程序的開發(fā)。

使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式可以對單模塊和多模塊方式應(yīng)用程序進行開發(fā)。

以下是使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式開發(fā)應(yīng)用程序的步驟：

●建立一個新的項目進入第一步——新建項目文件。

●打開已經(jīng)存在的項目文件進入第二步——打開項目文件。

第一步：新建項目文件。

點擊“項目管理”\“新建項目文件”，打開“創(chuàng)建項目”對話框，如圖1-8所示。圖1-8“創(chuàng)建項目”對話框注意：MedWin集成開發(fā)環(huán)境的項目文件是按項目名稱管理的，因此項目管理器內(nèi)的項目名稱不可以相同。在項目名稱輸入欄內(nèi)，項目名稱必須由用戶輸入，并且項目名稱不得超過8個字符，不可以使用漢字以及－、？、*、/等DOS文件名不可以使用的字符，也不可以輸入盤符和路徑。

選擇“添加文件”選項，表示在項目建立后，會自動打開文件撿取框，供用戶選擇文件添加到項目管理器。存儲器屬性有Small、Compact和Large三類，此屬性為C編譯器所需。如果項目文件中包含C程序，則用戶必須設(shè)置存儲器屬性。

RAM尺寸為128/256，此屬性為連接器所需的控制項，系統(tǒng)默認(rèn)為128B。

系統(tǒng)默認(rèn)“標(biāo)準(zhǔn)80C51”匯編選項，此選項為匯編所需的控制項。選中時，匯編器默認(rèn)SFR為80C51。如果項目所使用的不是標(biāo)準(zhǔn)80C51，則用戶必須定義其使用的SFR。

其他設(shè)置請參照萬利電子有限公司提供的使用說明，一般采用默認(rèn)設(shè)置即可。第二步：添加文件并打開文件。

選擇“項目管理”下拉菜單中的“添加文件項”，在對話框中輸入項目文件項。如果源文件存在，則可在文件撿取中選取并打開文件，然后選擇“項目管理”\“打開項目文件”；如果源文件不存在，則必須輸入文件名(包括擴展名)，建立新文件，然后點擊“添加”\“打開文件”，如圖1-9所示。圖1-9添加文件第三步：編輯/編譯/匯編/連接。

第四步：錯誤信息關(guān)聯(lián)。

第五步：軟件仿真運行。

第三步至第五步和不使用項目管理方式開發(fā)應(yīng)用程序是一樣的，這里不再說明。

7．應(yīng)用程序調(diào)試

MedWin集成開發(fā)環(huán)境的調(diào)試工具有很多，我們先熟悉調(diào)試工具有哪些，具體的使用在后面的設(shè)計實例中將一一講述。打開“調(diào)試”下拉菜單，里面包含了“硬件調(diào)試”、“開始調(diào)試”、“停止調(diào)試”、“全速運行”等選項，有些選項的右邊還附有相應(yīng)的快捷操作方式，用戶可以通過快捷鍵的操作直接應(yīng)用，也可以通過快捷圖標(biāo)來操作，如圖1-10所示。圖1-10快捷鍵

【練習(xí)】

項目：生日禮物源程序的編輯/編譯及代碼產(chǎn)生。

項目編號：EX1_2。

任務(wù)要求：在MedWin集成開發(fā)環(huán)境中編輯/編譯生日禮物源程序，并產(chǎn)生代碼，撰寫練習(xí)報告(格式要求見附錄A)。

設(shè)計設(shè)備與軟件：計算機1臺，MedWin或其他同類軟件1套。設(shè)計步驟：

(1)打開MedWin軟件。

(2)新建源程序文件，編輯源代碼。

(3)編譯源程序，若沒有錯，則產(chǎn)生代碼；若有錯，則修改錯誤。

(4)仿真調(diào)試程序代碼。 DJNZ R3,$ ;R3減1不為0，則循環(huán)執(zhí)行此指令，否則 順序執(zhí)行下一條指令

DJNZ R4,F3 ;R4減1不為0，則跳轉(zhuǎn)至標(biāo)號F3，否則順 序執(zhí)行下一條指令

DJNZ R7,F2 ;R7減1不為0，則跳轉(zhuǎn)至標(biāo)號F2，否則順 序執(zhí)行下一條指令

DJNZ R5,DEL ;決定節(jié)拍，即延時循環(huán)的次數(shù)

RET ;音樂單位節(jié)拍碼子程序返回

;***********************************

TAB: DW64260,64400,64524,64580

DW64684,64777,64820,64898

DW64968,65030,65058,65110

DW65157,65178,65217;***********************************

;生日快樂樂譜

;***********************************

SONG:

;1

DB82H,01H,81H,94H,84H,0B4H,0A4H,04H

DB82H,01H,81H,94H,84H,0C4H,0B4H,04H

;2

DB82H,01H,81H,0F4H,0D4H,0B4H,0A4H,94H

DB0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4H,0C4H,0B4H,04H

DB 00H

;***********************************具體仿真過程如下：

在MedWin中選擇“文件”/“新建”，新建一個文件名為“exe1_1.asm”的文件，編輯好上面這段程序，然后選擇“項目管理”/“編譯匯編”編譯代碼。若沒有語法錯誤，則如圖1-11(a)所示；若有錯誤，MedWin會在編譯消息欄中顯示所有的錯誤信息，并在編輯區(qū)和編譯消息欄中用紅色標(biāo)記出來第一個出錯的位置，如圖1-11(b)所示。這說明在輸入程序代碼時出錯了，這類錯誤一般都很簡單，讀者仔細(xì)和上面的程序段核對就可以更正。更正錯誤后，再次編譯，然后選擇“調(diào)試”/“產(chǎn)生代碼(Ctrl+F6)”產(chǎn)生代碼，如圖1-11(c)所示。圖1-11具體仿真過程(a)編輯和編譯/匯編無錯；(b)編譯/匯編有錯；(c)產(chǎn)生代碼圖1-11具體仿真過程(a)編輯和編譯/匯編無錯；(b)編譯/匯編有錯；(c)產(chǎn)生代碼圖1-11具體仿真過程(a)編輯和編譯/匯編無錯；(b)編譯/匯編有錯；(c)產(chǎn)生代碼1.3單片機的仿真平臺

學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解Proteus的各菜單項，并熟悉其功能。

掌握Proteus軟件的基本應(yīng)用方法。工作任務(wù)

完成單片機系統(tǒng)仿真圖的繪制。

撰寫仿真圖繪制過程操作報告。

下面對Proteus軟件作一簡單介紹。

Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的EDA工具軟件，它集合了原理圖設(shè)計、電路分析與仿真、單片機代碼級調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證以及PCB設(shè)計完整的電子設(shè)計過程。ProteusISIS是智能原理圖輸入系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)既可以進行智能原理圖設(shè)計、繪制和編輯，又可以進行電路分析與實物仿真。尤為突出的是，它是到目前為止最適合單片機系統(tǒng)開發(fā)使用的設(shè)計與仿真平臺。

ProteusISIS運行于Windows操作系統(tǒng)上，其主要特點如下：

(1)具有強大的原理圖繪制功能。

(2)實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。ProteusISIS具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS-232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真等功能，有示波器、信號發(fā)生器等多種虛擬儀器。

(3)提供軟件調(diào)試功能。ProteusISIS具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前值，支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如KeilC51μVision2、MPLABIDE等軟件。

(4)支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。

總之，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。

1．啟動ProteusISIS

在計算機上安裝好PROTEUS(6.7版本)后，雙擊桌面上的ISIS6Professional圖標(biāo)或者通過選擇屏幕左下方的“開始”\“程序”\“Proteus6Professional”\“ISIS6Professional”，啟動Proteus軟件，出現(xiàn)如圖1-12所示的畫面，表明進入ProteusISIS集成環(huán)境。圖1-12啟動時的屏幕

2．工作界面簡介

ProteusISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，如圖1-13所示，包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、對象預(yù)覽窗口、器件選擇按鈕、對象選擇區(qū)、編輯區(qū)、仿真控制按鈕和狀態(tài)欄。圖1-13ProteusISIS的工作界面下面簡單介紹ProteusISIS工作界面各部分的作用。

(1)編輯區(qū)：在編輯區(qū)中可編輯原理圖，設(shè)計各種電路、符號和器件模型等。同時，它也是各種電路的仿真平臺。

注意：這個窗口是沒有滾動條的，可用預(yù)覽窗口來改變原理圖的可視范圍。同時，它的操作不同于常用的Windows應(yīng)用程序，正確的操作是：鼠標(biāo)單擊左鍵放置元件，滾動中鍵放縮原理圖，單擊右鍵選擇元件，雙擊右鍵刪除元件，先右鍵后單擊左鍵編輯元件屬性，先右鍵后長按左鍵拖曳為拖動元件，連線用左鍵，刪除用右鍵。

(2)對象預(yù)覽窗口：對象預(yù)覽窗口可顯示兩個內(nèi)容，一個是在元件列表中選擇一個元件時，會顯示該元件的預(yù)覽圖；另一個是當(dāng)鼠標(biāo)左鍵單擊空白編輯區(qū)或在編輯區(qū)中放置元件時，會顯示整張原理圖的縮略圖，并會顯示一個綠色的方框，綠色的方框里面的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖窗口中顯示的內(nèi)容。因此，可在對象預(yù)覽窗口中單擊鼠標(biāo)左鍵來改變綠色的方框的位置，從而改變原理圖的可視范圍，如圖1-14(a)～(c)所示。圖中，C2的值2u2即表示2.2μF，本書電路圖及仿真圖中電容單位μF統(tǒng)一用u代替，不再另作說明。圖1-14對象預(yù)覽窗口圖1-14對象預(yù)覽窗口圖1-14對象預(yù)覽窗口(a)在對象選擇器列表中選擇元件；(b)在編輯區(qū)中放置元件；(c)在對象預(yù)覽窗口單擊鼠標(biāo)移動綠色方框

(3)模式選擇工具欄。

①主要模式按鈕。圖1-15所示的主要模式按鈕圖標(biāo)中從左至右各圖標(biāo)的含義分別為：選擇元件(Components)(默認(rèn)選擇)、放置連接點(交叉點)(JunctionDot)、放置標(biāo)簽(WireLabel)、放置文本(TextScript)、繪制總線(Bus)、放置子電路(Sub-Circuit)、即時編輯元件(InstantEditMode)(其用法為先單擊該圖標(biāo)再單擊要修改的元件)。圖1-15主要模式按鈕圖標(biāo)②小工具箱按鈕。圖1-16所示的小工具箱按鈕圖標(biāo)中從左至右各圖標(biāo)的含義分別為：終端(Terminals)，有VCC、地、輸出、輸入等終端；器件引腳(DevicePin)，用于繪制引腳；仿真圖表(SimulationGraph)，用于各種分析，如噪聲分析(NoiseAnalysis)；錄音機(TapeRecorder)；信號發(fā)生器(Generator)；電壓探針(VoltageProbe)；電流探針(CurrentProbe)；虛擬儀表(VirtualInstruments)，有示波器等。圖1-16小工具箱按鈕圖標(biāo)③?2D繪圖按鈕。圖1-17所示的2D繪圖按鈕圖標(biāo)中從左至右各圖標(biāo)的含義分別為：畫各種直線(Line)，畫各種方框(Box)，畫各種圓(Circle)，畫各種圓弧(Arc)，畫各種多邊形(2DPath)，畫各種文本(Text)，畫符號(Symbol)，畫原點(Marker)。圖1-172D繪圖按鈕圖標(biāo)

(4)元件列表(TheObjectSelector)。用于挑選元件(Components)、終端接口(Terminals)、信號發(fā)生器(Generators)、仿真圖表(Graph)等。例如，當(dāng)選擇“元件(Components)”時，單擊“P”按鈕會打開“挑選元件”對話框，選擇了一個元件(按“OK”)后，該元件會在元件列表中顯示，以后要用到該元件時，只需在元件列表中選擇即可，如圖1-18(a)～(c)所示。圖1-18元件列表(a)選擇元件；(b)輸入元件名稱；(c)列表中顯示元件圖1-18元件列表(a)選擇元件；(b)輸入元件名稱；(c)列表中顯示元件圖1-18元件列表(a)選擇元件；(b)輸入元件名稱；(c)列表中顯示元件

(5)方向工具欄。

①旋轉(zhuǎn)：，旋轉(zhuǎn)角度只能是90的整數(shù)倍。

②翻轉(zhuǎn)：，完成水平翻轉(zhuǎn)和垂直翻轉(zhuǎn)。

③使用方法：先用鼠標(biāo)右鍵單擊欲修改的選擇元件，再用鼠標(biāo)左鍵單擊相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)。

(6)仿真工具欄。

圖1-19所示的仿真控制按鈕圖標(biāo)中從左至右各圖標(biāo)的含義分別為：運行(Execute)、單步運行(StepOver)、暫停(Pause)、停止(Stop)。圖1-19仿真控制按鈕圖標(biāo)

3．Proteus庫

Proteus系統(tǒng)中有豐富的符號庫和元器件庫。元器件庫的分類如表1-2所示，每個庫里面又包含許多模型，總共約8000個。有關(guān)系統(tǒng)支持的庫信息，讀者可以查看Proteus安裝路徑下最新的LIBRARY.PDF文件。單片機系統(tǒng)仿真中常用元器件的庫信息如表1-3所示。隨著Proteus軟件的不斷升級，Proteus中的庫元器件和模型會不斷豐富和完善。

注意：使用Proteus元器件庫中可操作的模型仿真時應(yīng)選擇ACTIVE或DISPLAY等庫中的元件，否則在仿真時不能進行動態(tài)仿真。

4．應(yīng)用舉例

由于本書以介紹單片機的知識為主，在這里我們以簡單的實例介紹一下在單片機學(xué)習(xí)過程中常用的Proteus的相關(guān)內(nèi)容，有關(guān)Proteus軟件的詳細(xì)介紹讀者可以參考一些專門介紹Proteus軟件的書籍以及互聯(lián)網(wǎng)上的資料。

設(shè)計要求：設(shè)計一個簡單的單片機電路，如圖1-20所示。電路的核心是單片機80C51，單片機的P1口通過限流電阻接到8個發(fā)光二極管的陰極，二極管的陽極接電源的正極，兩個按鍵S1與S2一端接到單片機的P3.2、P3.3腳，另一端接地。圖1-20簡單的單片機電路設(shè)計步驟如下：

(1)將所需元器件加入到對象選擇器窗口。

單擊對象選擇器按鈕，如圖1-21所示。彈出“PickDevices”頁面，在“Keywords”中輸入80C51，系統(tǒng)在對象庫中進行搜索查找，并將搜索結(jié)果顯示在“Results”中，如圖1-22所示。在“Results”欄中的列表項中雙擊“80C51”，則可將“80C51”添加至對象選擇器窗口。圖1-21選擇元器件圖1-22搜索元器件接著在“Keywords”欄中重新輸入LED-，如圖1-23所示。雙擊“LED-RED”，則可將“LED-RED”添加至對象選擇器窗口，然后依次添加其他所需顏色的發(fā)光二極管。之后，在“Keywords”欄中重新輸入BUTTON，用同樣的方法添加按鈕。 圖1-23選擇發(fā)光二極管最后，在“Keywords”欄中重新輸入RES，選中“MatchWholeWords??”，如圖1-24所示。在“Results”欄中獲得與RES完全匹配的搜索結(jié)果。雙擊“RES”，則可將電阻添加至對象選擇器窗口。單擊“OK”按鈕，結(jié)束對象選擇。圖1-24選擇電阻經(jīng)過以上操作，在對象選擇器窗口中，已有了80C51、LED-RED、LED-GREEN、LED-YELLOW、RES、BUTTON六個元器件對象。若單擊LED-RED，則在預(yù)覽窗口中可見到LED-RED的引腳圖，如圖1-25所示。

注意：此時在繪圖工具欄中的元器件按鈕處于選中狀態(tài)。圖1-25選擇發(fā)光二極管放置

(2)放置元器件至圖形編輯窗口。在對象選擇器窗口中，選中LED-RED，將鼠標(biāo)置于圖形編輯窗口該對象的欲放置位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，該對象被完成放置。同理，將80C51和RES放置到圖形編輯窗口中，如圖1-26所示。圖1-26放置元器件若對象位置需要移動，則可將鼠標(biāo)移到該對象上，單擊鼠標(biāo)右鍵，此時該對象的顏色已變至紅色，表明該對象已被選中，按下鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)，將對象移至新位置后，松開鼠標(biāo)，完成移動操作，如圖1-27所示。

由于電阻R1～R8的型號和電阻值均相同，因此可利用復(fù)制功能作圖。將鼠標(biāo)移到R1，單擊鼠標(biāo)右鍵，選中R1，在工具欄中，單擊復(fù)制按鈕，拖動鼠標(biāo)，按下鼠標(biāo)左鍵，將對象復(fù)制到新位置，如此反復(fù)，直到按下鼠標(biāo)右鍵，結(jié)束復(fù)制。

注意：復(fù)制時系統(tǒng)將自動區(qū)分電阻名的標(biāo)識。圖1-27移動元器件

(3)元器件之間的連線。在ProteusISIS中畫連接線時，系統(tǒng)會自動檢測。當(dāng)鼠標(biāo)的指針靠近元器件引腳時，跟著鼠標(biāo)的指針就會出現(xiàn)一個“×”號，表明找到了元器件的連接點，單擊鼠標(biāo)左鍵，移動鼠標(biāo)(不用拖動鼠標(biāo))，屏幕上將出現(xiàn)成90o折線的粉紅色連接線(Proteus的線路自動路徑功能)，將鼠標(biāo)的指針靠近預(yù)連接的目標(biāo)元器件引腳，跟著鼠標(biāo)的指針就會出現(xiàn)一個“×”號，表明找到了目標(biāo)元器件引腳的連接點，同時單擊鼠標(biāo)左鍵，粉紅色的連接線變成深綠色，如圖1-28所示。圖1-28畫連接線

Proteus具有線路自動路徑功能(簡稱WAR)，當(dāng)選中兩個連接點后，WAR將選擇一個合適的路徑連線。WAR可通過使用工具欄中的“WAR”命令按鈕來關(guān)閉或打開，也可以在菜單欄的“Tools”下找到這個圖標(biāo)。

同理，我們可以完成其他連線，在此過程的任何時刻都可以按Esc鍵或者單擊鼠標(biāo)的右鍵來放棄畫線。

(4)加載程序代碼。單擊鼠標(biāo)右鍵選中80C51單片機圖標(biāo)，此時80C51圖標(biāo)變?yōu)榉奂t色，再單擊鼠標(biāo)左鍵打開80C51的編輯對話框，如圖1-29所示。將在MedWin環(huán)境下仿真調(diào)試成功產(chǎn)生的代碼(.HEX)加載給單片機，用鼠標(biāo)單擊ProgramFile中的

圖標(biāo)將出現(xiàn)“文件瀏覽”對話框，找到需下載的文件，單擊“確定”完成添加文件，單擊“OK”退出。圖1-2980C51的編輯對話框

(5)添加電壓探針。若調(diào)試過程需要了解某點電位，則可單擊繪圖工具欄中的電壓探針按鈕。在圖形編輯窗口預(yù)觀察的點放置電壓探針，如圖1-30所示。放置電流探針的方法也是一樣的。

注意：放置電壓探針時，當(dāng)探針與線路不連接時，電壓探針名默認(rèn)為“?”，當(dāng)電壓探針的連接點與導(dǎo)線或者總線連接后，電壓探針名自動更改為已標(biāo)注的導(dǎo)線名、總線名或者與該導(dǎo)線連接的設(shè)備引腳名。圖1-30添加電壓探針

(6)添加虛擬示波器。用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的虛擬儀器按鈕，在“對象選擇器”窗口，選中對象OSCILLOSCOPE，如圖1-31所示，將其放置到圖形編輯窗口。示波器有A、B兩個輸入端口，分別對應(yīng)CH1、CH2兩個通道，仿真過程中可以調(diào)整它們的電壓擋、周期擋、觸發(fā)方式、X/Y方向平移等，選擇輸出通道。圖1-31選擇示波器

(7)?Proteus仿真調(diào)試。單擊按鈕仿真開始運行，我們能清楚地觀察到每一個引腳的電平變化，紅色代表高電平，藍色代表低電平，灰色代表不確定狀態(tài)，單擊按鈕仿真停止，波形圖如圖1-32所示。圖1-32仿真調(diào)試

【練習(xí)】

項目：生日禮物仿真。

項目編號：EX1_3。

任務(wù)要求：在Proteus仿真環(huán)境中繪制生日禮物仿真圖，并仿真調(diào)試系統(tǒng)，撰寫練習(xí)報告(格式要求見附錄A)。

設(shè)計設(shè)備與軟件：計算機1臺，Proteus軟件1套。設(shè)計步驟：

(1)打開Proteus軟件。

(2)取用所需元器件，并擺放好位置。

(3)連接好電路。

(4)加載程序代碼。

(5)調(diào)試系統(tǒng)。

仿真圖如圖1-33所示。圖1-33生日禮物仿真圖圖1-33中，D1～D8分別連接P10～P17，D9～D16分別連接P20～P27，蜂鳴器連接P3.6。

注意：圖1-33中線路連接用了另一種方法，當(dāng)我們在畫電路圖時若需連接的線路較多，則為避免連接線太多，便于看清電路，通常會采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號來連接。在需連接的兩個器件引腳分別引出一小段連接線(鼠標(biāo)在起始引腳處單擊左鍵，拉出一小段連接線后雙擊左鍵結(jié)束)，選擇工具欄中圖標(biāo)，在連接線上放置標(biāo)號。注意要連接在一起的線路才使用同樣的標(biāo)號。下面加載程序：

在Proteus仿真軟件中，右鍵單擊單片機，選中單片機。然后，左鍵單擊單片機，打開“EditComponent”對話框，如圖1-34(a)所示。單擊圖中箭頭所指的圖標(biāo)，打開“SelectFileName”對話框，如圖1-34(b)所示。選擇要加載的程序代碼exe1_1.hex，單擊“打開”按鈕，退到“EditComponent”對話框，再單擊“OK”確定。圖1-34加載程序(1)圖1-34加載程序(2)(a)“EditComponent”對話框；(b)選擇程序代碼ex1_1.hex下面進行系統(tǒng)調(diào)試：

單擊圖1-35中的“執(zhí)行”圖標(biāo)，程序開始調(diào)試，也可選擇“調(diào)試”/“執(zhí)行”。單擊圖中的“停止”圖標(biāo)，程序停止調(diào)試。選擇“調(diào)試”/“暫停動畫”，程序暫停調(diào)試。若需停止，則再選擇“調(diào)試”/“停止動畫”，程序停止調(diào)試。圖1-35仿真過程希望讀者動手試試：

(1)變換發(fā)光二極管的位置，排出不同的圖案。

(2)從網(wǎng)上下載一些其他的樂曲代碼，替換生日快樂歌。1.4生日禮物的設(shè)計與制作

學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解常用單片機開發(fā)工具。

掌握各種工具的基本使用方法。

工作任務(wù)

完成生日禮物的設(shè)計與制作。

撰寫生日禮物設(shè)計報告。

工欲善其事必先利其器，一套好的軟/硬件開發(fā)工具可以為你省很多時間和體力，提高系統(tǒng)開發(fā)效率。

從事單片機開發(fā)設(shè)計所需的一些硬件工具如下所述。

1．實驗板

利用1.3節(jié)介紹的單片機開發(fā)的軟件工具，讀者可以在Protues中很方便地仿真實際的效果，但仿真畢竟是仿真，實際開發(fā)應(yīng)用中的一些重要問題(如元件參數(shù)的選擇、抗干擾等問題)都很難真實反映出來，很多時候仿真是成功的，但實際開發(fā)過程中往往由于某種原因而不成功，所以，實驗板也是單片機開發(fā)過程中必不可少的工具。為了方便讀者調(diào)試，本書介紹一套可自行制作的簡單實驗板，讀者也可以在這套實驗板的基礎(chǔ)上自行設(shè)計。自己編寫的程序在仿真軟件中調(diào)試沒有問題后，在實際產(chǎn)品中是否也可行呢？

首先我們需要能夠燒寫程序的工具，對于一般的初學(xué)者，花幾百元錢買個編程器或是仿真器，成本有些高，這里我們介紹一款自行設(shè)計的簡易下載板。簡易是指舍棄了一些諸如外觀、保護等非實質(zhì)性的問題，只實現(xiàn)了下載程序的基本功能，同時為以后擴展方便，該實驗板還安置了一些小插件。

我們給這套實驗板的每塊板子編了號，下面先來看看LJ_1下載板。這塊實驗板的電路圖如圖1-36所示。圖1-36LJ_1下載板的設(shè)計原理圖圖1-36LJ_1下載板的設(shè)計原理圖圖1-36LJ_1下載板的設(shè)計原理圖圖1-37為LJ_1下載板的實物圖。圖1-37LJ_1下載板的實物圖圖1-36中，J16為下載接口，通過串口線將電腦串口與下載板相連。由于電腦串口輸出的電信號是負(fù)邏輯，與51單片機的信號不匹配，因此電腦輸出信號經(jīng)過MAX232芯片轉(zhuǎn)換后再送給單片機。為了以后開發(fā)方便，讀者也可以考慮電平轉(zhuǎn)換這部分電路單獨制作，將11、12腳的信號用接插件引出，送到51單片機的RXD和TXD引腳。為了方便應(yīng)用，將51單片機的4個8位并行口全部引出。

LJ_2實驗板的設(shè)計原理圖如圖1-38所示，其實物圖如圖1-39所示。圖1-38LJ_2實驗板的設(shè)計原理圖(1)圖1-38LJ_2實驗板的設(shè)計原理圖(2)圖1-39LJ_2實驗板的實物圖實驗板的布局為：單片機最小系統(tǒng)在正中央；P0和P1口的每一位分別連接一個發(fā)光二極管，這些二極管以不同顏色間隔，在實驗板的外圍形成一個圓；P2口連接共陰數(shù)碼管；P3口中P3.2、P3.3、P3.4分別連接一個按鈕；實驗板的中下部是電源座和電源開關(guān)。單片機的管腳座采用帶活柄的鎖緊座，這樣方便芯片的取放。

將程序通過下載板燒寫入51單片機后，取出單片機放入LJ_2板上。注意芯片不要插反，接通電源，將開關(guān)放置ON擋位，觀察實驗結(jié)果。利用LJ_2實驗板，可以進行單片機基本I/O口的控制實驗、定時器/計數(shù)器的應(yīng)用、中斷系統(tǒng)的應(yīng)用和簡單人機接口的設(shè)計。

LJ_3實驗板的設(shè)計原理圖如圖1-40所示，其實物圖如圖1-41所示。圖1-41LJ_3實驗板的實物圖實驗板的布局為：單片機最小系統(tǒng)處于實驗板的中間；管腳座采用帶活柄的鎖緊座，這樣方便芯片的取放；4×4的矩陣式鍵盤放在板子的左邊，其行線接在P1口的高4位，列線接在P1口的低4位；鍵盤下面為一個RS-232串口，使用該串口可以直接進行程序的下載操作，具體操作步驟見LJ_1的說明；8個共陰極LED放在實驗板的右上角，其段碼線通過一個74LS48接到P0口的低4位，位選線通過8個三極管分別進行驅(qū)動，驅(qū)動線接在P2口。所以用此實驗板進行動態(tài)顯示時，P0口不需要送共陰的段碼，而只需要送4位十六進制數(shù)即可，位選位為高電平才能驅(qū)動三極管，從而驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)碼管顯示。

利用LJ_3實驗板可以進行單片機基本I/O口的控制、程序下載、人機接口設(shè)計和定時器設(shè)計等實驗。

2．示波器

示波器主要用來觀測各種高低頻模擬或數(shù)字信號波形。示波器基本上分為兩種類型：一種為傳統(tǒng)的模擬式示波器，另一種為數(shù)字存儲式示波器(或稱存儲示波器)。功能以后者為強，因為它除了具有前者的功能外，最突出的是具有畫面鎖定的功能，尤其在觀察一些瞬時現(xiàn)象時特別有用，對記錄實驗過程或信號調(diào)試也十分有利。開發(fā)中的微電腦控制板若是數(shù)字電路，則還可以以邏輯筆來調(diào)試；若是模擬電路，則非得借助示波器來調(diào)試不可。

3．?dāng)?shù)字萬用表

但凡從事電子設(shè)計制作工作的人，一定需要一部萬用表，以往都是使用模擬式萬用表，現(xiàn)在大多采用數(shù)字式萬用表。萬用表主要用于測量電壓，判斷電路的短路和斷路。數(shù)字式萬用表均配有短路聲響警示的功能，只要測試端子測量到短路的情況就發(fā)出“嗶嗶”聲來告知，此功能在線路檢查時相當(dāng)方便，在硬件的初步調(diào)試上幫助也很大。

4．直流穩(wěn)壓電源

由于微處理器的系統(tǒng)常用的電源是5V，因此有必要準(zhǔn)備一部5V的專用電源設(shè)備，而且