发光二极管LED点亮控制

发光二极管LED点亮控制第1页/共43页教学目的了解单片机的内部结构与主要型号；掌握单片机引脚功能；掌握单片机I/O口的基本功能；掌握用I/O口实现简单控制的方法；利用单片机的I/O口实现LED闪烁的控制。第2页/共43页工作模块一点亮一个发光二极管工作任务使用AT89S52单片机，P1.0引脚接发光二极管（LED）的阴极，通过C语言程序控制，从P1.0引脚输出低电平，使发光二极管点亮。第3页/共43页PROTEUS简介PROTEUS是英国LabcenterElectronics公司开发的多功能EDA软件。PROTEUS不仅是模拟电路、数字电路、模／数混合电路的设计与仿真平台，也是目前较先进的单片机和嵌入式系统的设计与仿真平台。它实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB的完整的电子设计、研发过程。第4页/共43页LED控制电路按照工作任务要求，点亮一个LED电路是由AT89S52单片机和1个LED电路构成。AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能8位单片机，具有丰富的内部资源,使用AT89S52单片机无须外部存储器。第5页/共43页用PROTEUS设计第一个LED控制电路新建设计文件保存设计文件选取元器件放置元器件

编辑元器件放置终端连线属性设置电气规则检测

第6页/共43页工作过程P1.0引脚接发光二极管（LED）的阴极，P1.0引脚输出低电平时，发光二极管点亮。

问题：为什么P1.0引脚输出低电平，发光二极管点亮？通过程序控制，使P1.0引脚输出低电平，使发光二极管点亮。问题：程序怎么使P1口的引脚输出低电平？下面我们来看一下程序，就可以找到答案。第7页/共43页LED点亮程序ORG0000H;程序开0000H存储单元开始LJMPSTARTORG0030H;主程序从0030H存储单元开始START:MOVP1,#0FFH;P1口全部输出1CLRP1.0;P1口第一位输出低电平,P1.0所接的灯点亮SJMP$;执行完后等待END;结束第8页/共43页KEILC51(P32)KeilC51是德国Keil软件公司开发的基于8051内核的微控制器软件开发平台，是51系列单片机C语言软件开发系统，是目前开发8051内核单片机的主流工具。KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。μVision2集成开发环境可以完成从工程建立和管理、编译、连接、目标代码的生成、软件仿真和硬件仿真等完整的开发流程。第9页/共43页用KEILC51编写第一个C语言程序

建立第一个C程序项目建立工程文件建立源文件加载源文件设置工程的配置参数进行编译和连接进入调试模式全速运行程序第10页/共43页用PROTEUS仿真运行调试

加载“点亮一个LED.hex”目标代码文件打开Proteus“点亮一个LED”电路。双击单片机“AT89S52”，在弹出的“编辑元件”对话框中单击“ProgramFile”栏的打开按钮，在弹出的“选择文件名”对话框找到前面编译生成的“点亮一个LED.hex”HEX文件,单击“打开“按钮，完成“点亮一个LED.hex”HEX文件加载。将“ClockFrequency”栏中的频率设为12MHz，单击“确定”，即可完成加载目标代码文件。仿真运行调试单击仿真工具栏“运行”按钮，单片机全速运行程序。第11页/共43页认识单片机单片机实质上是一个芯片(P7)

CPU存储器定时器/计数器

中断系统P0-P3TxDRxD

TINT并行I/O口串行I/O口第12页/共43页单片机的发展

第一阶段（1974-1976年）为单片机初级阶段由于受工艺及集成度的限制，单片机采用双片形式，且功能比较简单。第二阶段（1976-1978年）为低性能单片机阶段单片机采用单芯片形式，是“小而全”。第三阶段（1978-1982年）为高性能单片机阶段，也是单片机普及阶段第四阶段（1982年以后）为16位单片机阶段第13页/共43页单片机的特点

由于单片机是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。因此它具有体积小，使用灵活、成本低、易于产品化、抗干扰能力强，可在各种恶劣环境下可靠地工作等特点。体积小、重量轻，价格低、功能强，电源单一、功耗低，可靠性高、抗干扰能力强；使用方便灵活、通用性强；目前大多数单片机采用哈佛（Harvard）结构体系；突出控制功能的指令系统；较低的处理速度和较小的存储容量。第14页/共43页单片机的应用

单片机主要应用在以下几个方面：家用电器智能卡智能仪器仪表网络与通信工业控制第15页/共43页单片机的分类单片机可分为通用型单片机和专用型单片机两大类。通用型单片机是把可开发资源全部提供给使用者的微控制器。我们通常所说的单片机即指通用型单片机。专用型单片机则是为过程控制、参数检测、信号处理等方面的特殊需要而设计的单片机。第16页/共43页按片内不同程序存储器的配置来分片内带ROM、片内带EPROM型、片内无ROM按片内不同容量的存储器配置来分51子系列型（是基本型）、52子系列型（是增强型）按芯片的半导体制造工艺上的不同来分HMOS工艺型、CHMOS工艺型（用“C”表示）按所能适应的环境温度范围，可划分为三个等级：0℃～70℃民用级、－40℃～+85℃工业级、－65℃～+125℃军用级。第17页/共43页MCS-51单片机MCS-51是美国Intel公司的8位高档单片机系列，也是我国目前应用最为广泛的一种单片机系列。8051/80C51是整个MCS-51系列单片机的核心。51系列单片机源于Intel公司的MCS-51系列，在Intel公司将MCS-51系列单片机实行技术开放政策之后，许多公司都以MCS-51中的基础结构8051为基核推出了许多各具特色、具有优异性能的单片机，如Philips、Atmel等。这样，把这些厂家以8051为基核推出的各种型号的兼容型单片机统称为51系列单片机。第18页/共43页Atmel公司的AT89系列单片机AT89系列单片机不但具有一般MCS-51单片机的所有特性，而且其Flash程序存储器可以用电擦除方式瞬间擦除、改写,写入单片机内的程序还可以进行加密。

型号快闪ROM片内RAM寻址范围并行口线串行口中断源定时器AT89C514K1282×64K32152×16AT89C528K2562×64K32163×16AT89C20512K1282×4K15152×16AT89C40514K1282×4K15152×16AT89S514K1282×64K32152×16AT89S528K2562×64K32163×16第19页/共43页单片机硬件结构(P10)时钟电路CPUROMRAMT0T1中断系统串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定时计数器中央处理器CPU：8位，运算和控制功能内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一个全双工串行口。中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个）时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ复位电路第20页/共43页中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。第21页/共43页内部数据存储器（内部RAM）芯片中共有256个RAM单元前128单元，作为供用户使用的寄存器和用于存放可读写的数据；后128单元被专用寄存器占用。通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。第22页/共43页内部程序存储器（内部ROM）芯片中共有4KB个ROM单元。用于存放程序、原始数据或表格，因此，称之为程序存储器，简称内部ROM。第23页/共43页定时/计数器两个16位的定时/计数器。实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。第24页/共43页并行I/O口4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）实现数据的并行输入/输出第25页/共43页串行口一个全双工的串行口，以实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。第26页/共43页中断控制系统5个中断源，即外中断两个，定时/计数中断两个，串行中断一个。全部中断分为高级和低级共两个优先级别。第27页/共43页AT89S52单片机结构

一个8位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；8K字节可重复擦写的Flash闪速存储器三级加密程序存储器；256×8字节内部RAM；3个16位定时器/计数器；32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）；一个可编程全双工串行口；具有8个中断源、两个优先级嵌套中断结构。

第28页/共43页AT89S52引脚功能(P11)

电源线：VCC(+5V)、VSS(地)振荡电路：XTAL1、XTAL2复位引脚：RST并行口：P0、P1、P2、P3EA：访问程序存储控制信号PSEN：外部ROM读选通信号ALE：地址锁存控制信号P3口线的第二功能第29页/共43页AT89S52引脚功能电源引脚(2根)VCC(40脚)：电源端，接+5V电源。VSS(20脚)：接地端。时钟引脚(2根)XTAL1(19脚)：接外部晶振和微调电容的一端。XTAL2(18脚)：接外部晶振和微调电容的另一端。第30页/共43页AT89S52引脚功能控制引脚(4根)

RST/VPD(9脚)：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。ALE/PROG(30脚)：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。EA/VPP(31脚)：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。PSEN(29脚)：片外ROM读选通信号端。

在读片外ROM时，PSEN有效，为低电平，以实现对片外ROM的读操作。第31页/共43页AT89S52引脚功能P0口（引脚32-39）普通I/O口P1口（引脚1-8）普通I/O口P2口（引脚21-28）普通I/O口P3口（引脚10-17）普通I/O口，或作为其他第二功能口第32页/共43页P3口各引脚与第二功能表引脚第二功能功能说明P3.0RXD串行口输入P3.1TXD串行口输出P3.2INT0外部中断0输入P3.3INT1外部中断1输入P3.4T0定时器/计数器0计数输入P3.5T1定时器/计数器1计数输入P3.6WR片外RAM写选通信号(输出)P3.7RD片外RAM读选通信号(输出)第33页/共43页最小单片机系统(P13)单片机5V电源，接地时钟电路（晶振）复位电路第34页/共43页时钟电路时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。系统允许的晶振频率一般为6MHz和12MHz，电容C1和C2取30pF左右。晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机运行速度也就快。第35页/共43页时序的概念

单片机内的各种操作都是在一系列脉冲控制下进行的，而各脉冲在时间上是有先后顺序的，这种顺序就称为时序。

单片机的时序定时单位从小到大依次为：时钟周期、状态周期、机器周期和指令周期。振荡周期是指晶体振荡器直接产生的振荡信号的周期，是振荡频率fosc的倒数，用P表示。

状态周期(或状态S)是振荡周期的两倍，它分为P1节拍和P2节拍。1个机器周期是由6个状态构成。执行一条指令所需的时间称为指令周期。第36页/共43页各种周期的相互关系

第37页/共43页复位电路单片机的复位引脚RST出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。常见的复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。