第二版第2章.ppt

工程背景下的单片机原理及系统设计,Powerpoint 制作： 五邑大学信息工程学院 刘焕成 电话：3299035(O) 课程主讲：XXX,工程背景下的单片机原理及系统设计,第2讲内容提示 2.1必备的基础知识、软、硬件条件与能力 2.2 Keil C集成开发环境 2.3 ISP工具及应用,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.1 必备的基础知识、软、硬件条件与能力 1必备的基础知识 学习单片机必备的专业知识如下： （1）电工学、模拟电子和数字电子技术。 （2）C语言程序设计基础。 （3）单片机文化基础，即数制和代码问题。需要补这部分知识的人可以在阅读本书 第一版附录A或在五邑大学网站www.wuy.edu.cn的学习资源内的单片机原理网页上下载。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2所需的硬件条件 （1）计算机。 （2）单片机学习板。 （3）万用电路板。无论你有没有单片机学习板，一两块万用电路板总是必需的。 （4）常用工具及材料。万用表、电烙铁、焊锡丝、导线等。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2 .学习单片机所需的应用软件及调试环境 1）系统电路设计软件 当单片机学习到一定阶段时，系统电路设计：包括电路原理图的设计、印刷电路图的设计等工作就不可避免了。单片机系统研发者，应有自己画图的能力。现在，Protel99 SE仍是比较流行的电路图设计软件。 2）单片机应用程序编辑软件，任何一种都可以，如uedit32。 3）单片机开发软件,工程背景下的单片机原理及系统设计,51机的汇编语言集成开发环境就不详细讨论了。基于C语言的集成开发环境软件有几个版本，但最流行的是Keil µVision 集成开发环境。它集C语言、汇编语言编译、连接、软件模拟和硬件调试为一体，是单片机学习者的首选软件。另外如伟福、菊阳等公司的集成开发环境软件也可选用。,工程背景下的单片机原理及系统设计,4）STC系列单片机的在线下载程序 宏晶公司网站有STC系列单片机的在线下载程序及详细使用说明。如果你决定使用51单片机，则推荐你使用STC系列单片机，因为这一系列高、低档产品齐全，总有你想用的一款。因此，这个软件一般是必需的。,工程背景下的单片机原理及系统设计,6）学习单片机所需要培养的能力 （1）动手能力：单片机的应用者要求具备软、硬件能力，动手能力要求高。 （2）逻辑思维能力：将任务抽象为程序的算法和数据结构问题。 （3）精益求精的学习和工作精神。碰到问题，力求甚解。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.2 Keil C集成开发环境 2.2.1建立项目文件 运行Keil，集成开发环境界面如图2-1所示。 图2-2是建立新项目的第一步。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,确定后弹出项目文件的命名和存放位置选项框，可根据自己的要求选择。如图2-3所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,单击“保存”后，弹出为项目指定单片机的对话框，这是建立新工程的第三步，如图2-4所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,准备用选ATMEL的T89C51RD2作为项目单片机。点击ATMEL前的“+”号，选择T89C51RD2，确定后弹出界面如图2-5所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,点击“确定”，进入配置工程文件过程。图2-6系统提示是否拷贝标准C的STARTUP.A51文件到你的工程中，一般来说都需要，因为它为你设置51单片机的基本工作环境。点“是”结束。新项目“串口T1”建立完成。集成开发环境回到类似图2-1界面，但多了一个target 1项目工作区。如图2-7所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,其它选项用默认值就可以了，现在点击图2-8的确定按钮，即可进行其它设置。,工程背景下的单片机原理及系统设计,现在项目除STARTUP.A51外，还是一个空项目，我们要将工程文件加入到项目中去。本项目是与串口有关的，事先已用编辑软件做好了，现在将它加入到项目中去。方法是：右键Source Group 1，然后左键Add Files to Source Group Group 1， 左键前的界面如图2-9所示，左键前的界面如图2-10所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.2.3 编译、连接 项目所需工程文件全部加入后，就可以进行编译、连接了。编译、连接的情况，系统会在说明栏指出。如果源文件没有语法错误，且源文件中的特殊功能寄存器系统可以识别，则编译、连接通过，并生成：串口T1.hex文件。如图2-11所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.2.4 软件仿真调试 1仿真调试 图2-12是调试界面图示。可以通过以下几种方式进入此界面，进行仿真调试。 （1）选择DebugStart/Stop debug session菜单项。 （2）使用快捷键Ctrl + F5。 （3）点击工具条DebugStart/Stop debug session按钮，如图2-12所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,为达到调试目的：验证程序逻辑、功能、检查错误，要学会应用以下调试手段并会观察寄存器的值。 （1）单步运行：Step(F11)，也称为：Step into(F11)。 （2）单步跳过运行：Step Over(F10)，它与单步运行的区别是直接跳过子程序（或函数）体。 （3）单步跳出此函数：Step Out of current Function(Ctrl + F11)。跳出函数体，继续调试程序的后续部分。,工程背景下的单片机原理及系统设计,（4）运行到光标所在行：Run to Cursor line（Ctrl + F10） 。将光标点中希望停止的程序行，执行此命令，通过查看寄存器值等方法，检验程序的正确性，效率很高。 （5）连续运行：Go（F5）。这个调试命令最好是在认为程序中的所有分支逻辑错误全部排除的情况下再使用。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2查看寄存器值 查看寄存器值的目的是为了验证程序逻辑、功能、检查程序的错误。如图2-12所示，Keil的寄存器窗提供了4个存储器窗口。可以用它们查看程序存储器、内部和外部RAM值。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.3 ISP工具及应用 1ISP（In System Programing） ISP直译为：在系统编程。该词指代芯片中程序代码的“烧写”方式。 针对这个问题，新型单片机芯片内部集成有接口电路及下载引导程序。通过JTAG接口或者串行口与PC机相连。在PC机上运行专用软件，通过指定的激活方式下载引导程序，完成程序的“烧写”操作。 在系统编程。这种技术统称为ISP。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2IAP（In Application Programing） 直译为：在应用编程。具备IAP 功能的MCU ，能够通过IAP技术，对于自身进行修改。对内部可擦写的非易失存储器（如Flash）的MCU，在独立运行时，可对自身的某一个模块的代码、数据进行修改。 ISP和IAP的区别在于：ISP修改MCU 内部代码需要有外部介入；IAP修改MCU 内部数据可以不用外部介入而实现。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.3.1 ISP工具的功能 本书只介绍STC系列单片机的ISP工具系列ISP下载板电路。 图2-13是STC系列单片机的ISP接口电路原理图。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,对图2-13中的外接电容的容量要求不同，使用时要以产品的手册参数为准。如电容值要求0.1µF的器件，错接1µF的电容，器件不能正常工作，反之亦然。 注意：转换器MAX3232又有几个型号组成系列，如MAX3222、MAX3237、MAX3241等。它们的特点是可以工作在3V5.5V电压下，因此在图中的TTL电平一边可以提供3V和5V两种电平，能满足所有TTL、CMOS器件的电平标准。适用于3V和5V两种单片机。,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.3.1 ISP工具的使用方法 登陆宏晶网站，下载最新的STCISP烧录软件。烧录软件有安装板和非安装板，都是免费的，哪一种都可以使用。 运行ISP烧录软件，程序启动后进入默认的主界面程序文件界面，如图2-14所示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,该界面完成ISP烧录。界面从上到下提示我们进行程序下载和烧录的步骤： 步骤1：选择单片机的型号。设使用 STC12C5A60S2，打开选择框，选中 STC12C5A60S2即可。选择结果见图2-14。 步骤2：打开文件。选择扩展名为HEX的程序代码文件，例如串口测试T1目录下的串口测试T1.HEX。选择结果见图2-17。,工程背景下的单片机原理及系统设计,步骤3：选择串口。左键单击windows开始菜单，接着选设置控制面板系统，单击系统，出现如图2-15所示的系统属性界面。单击硬件设备管理器，展开端口（COM和LPT）项，出现如图2-16所示的系统可用硬件端口资源列表，图中COM3是系统分配给USB转串口的端口号，我们需通过它实现程序下载和烧录。所以串口选COM3，右边的波特率选项采用默认值。选择结果见图2-17。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,步骤4：程序下载和烧录时的环境条件设置，一般选默认设置。 步骤5：下载。先点击下载按钮，再给MCU（即MCU所在的电路板）上电，称为单片机冷启动。之后PC与单片机联络，最终完成程序下载和烧录任务，并发出完成提示。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,2.3.2 ISP工具中的串口助手 串口助手提供给用户一种调试程序的有效方法。不开发机的新式程序调试方法，即软件模拟和观察运行结果相结合的方法，其重点在观察系统运行结果上。但有时观察出运行结果的错误，但错误的定位还是很难通过读源程序确定，这时你可以在怀疑出错的程序点上，将运行的结果发到PC机，用串口助手显示，从而确定错误点在程序中的位置。,工程背景下的单片机原理及系统设计,【例4-1】驱动P0口上8个LED灯及串口方式1，波特率19200串行通信测试。 解：如果你已具备实现PC与51系列单片机通信的硬件条件，接下来做以下工作： 步骤1：建立以【例4-1】为内容的C源文件，文件名 “串口测试T1.C”。 步骤2：建立新文件夹。文件夹的名称“串口测试” 。 步骤3：将T1.C和一些必要的头文件放入“串口测试”文件夹中。,工程背景下的单片机原理及系统设计,步骤4：从建立工程文件开始，通过设置工作环境编译、连接工程文件，直到生成可执行代码文件，做一次完整的操作。 步骤5：在图2-18界面下，从打开工程文件开始，通过串口选择工作环境设置，直到程序下载和烧录，做一次完整的操作，直到系统提示烧录成功。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,以下是串口测试程序清单。该程序开始运行后，先是LED灯闪烁一次，之后在图2-18中的单字符串发送区，输入任意字符，单击“发送字符/数据”按钮后，在“接收/键盘发送缓冲区”就会出现图2-18所示的显示。此过程可反复进行。本程序内容为驱动P0口上8个LED灯及串口方式1，波特率19200测试两个内容，C51参考程序如下：,工程背景下的单片机原理及系统设计,#include #include #define uchar unsigned char /宏定义 #define uint unsigned int #define ulong unsigned long #define SAMPCOUNT 60 uchar idata i,ii; uchar idata pccom1dataSAMPCOUNT; char code str50 =“收到的数据是：“;,工程背景下的单片机原理及系统设计,void delay(void) / 延时函数 uint j; for (j=0;j40000;j+) _nop_();_nop_();_nop_(); ,工程背景下的单片机原理及系统设计,void main(void) abc: EA = 0; TMOD=0x20; / 定时器1方式2 PCON = 0x00; / PCON = 0x00;波特率为19.2K SCON = 0x50; / 串行口为方式1允许接收 PCON = 0x80; TH1 = 0xfD; / 置初值 TL1 = 0xfD; /FD(11.0592M)19200,工程背景下的单片机原理及系统设计,TR1 = 1; for (i=0;i8;i+) delay(); P0 = 0; delay(); P0 = 0xff; /P0口闪烁8次 ,工程背景下的单片机原理及系统设计,for (ii=0;ii8;ii+) /接收8个字节的数据 while(RI != 1); RI = 0; pccom1dataii= SBUF; ,工程背景下的单片机原理及系统设计,for (i=0;i14;i+) / 输出“收到的数据是：“共14个字节 SBUF = stri; while(TI != 1); TI = 0; ,工程背景下的单片机原理及系统设计,for (i=0;i8;i+) / 将收到的数据发回到PC，验证其正确性！ SBUF = pccom1datai; while(TI != 1); TI = 0; RI = 0; goto abc; / 重复执行！ ,工程背景下的单片机原理及系统设计,WAVE IDE（伟福集成开发环境）使用说明,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,保存后双击模块文件下的源文件名18B20_11M_1T.c，出现图 -5 的界面，进入编译、调试集成开发环境。,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,工程背景下的单片机原理及系统设计,第2章结束,