C51单片机应用设计与技能训练（第2版）课件 任务3 设计流水灯

时钟电路1.4

单片机时钟电路■单片机的定时控制功能是由片内的时钟电路和

定时电路来完成的，而片内的时钟产生有两种方

式：●内部时钟方式●外部时钟方式1.4.1

两种时钟电路内部振荡器方式

外部振荡器方式单片机XTAL₂C2XTAL(a)Ycc]R外部振荡_器信号TTL门单片机XTALXTAL(b)内部时

钟电路内部时

钟电路晶振1、内部振荡方式■片内的高增益反相放大器通过XTAL1、

XTAL2

外接作

为反馈元件的片外晶体振荡器(呈感性)与电容组成的

并联谐振回路构成一个自激振荡器，向内部时钟电路提

供振荡时钟。■振荡器的频率主要取决于晶体的振荡频率，

一般晶体可

在1.2～12MHz

之间任选，电容C1、C2

可在5～30pF之间

选择，电容的大小对振荡频率有微小的影响，可起频率微

调作用。芯片类型接

法XTAL1XTAL2HMOS接地接片外振荡脉冲输入端

(带上拉电阻)CHMOS接片外振荡脉冲输入

端(带上拉电阻)悬空2、外部时钟方式：■不同工艺制造的单片机芯片外部时钟电路连接方法1.4.2单片机的时钟周期■CPU

以不同的方式，通过复杂的时序电路执行并完成各种不

同指令功能。CPU的控制器按照指令的功能发出一系列在时

间上有一定次序的信号去控制和启动一部分逻辑电路，完成

某种操作。■在一定时刻发出一定的控制信号去启动一定的逻辑部件动作，这就是CPU的时序。1.时钟周期■通过单片机的时钟电路可以产生系统时钟信号。系统时钟信

号是一切微处理器、微控制器内部电路工作的基础。■晶体振荡器输出的振荡脉冲经2分频成为内部时钟信号，用

作单片机内部各功能部件按序协调工作的控制信号，其周期

称为时钟周期

(也称状态周期)。2.机器周期■CPU完成一种基本操作所需要的时间称为机器周期Tcy。■MCS-51

系列单片机的的1个机器周期包括6个时钟周期。■为了叙述方便，以S1～S6

分别表示6个时钟周期，以P1、P2表示每个时钟周期的两节拍，则1个机器周期依次由S1P1、S1P2、S2P1……S6P2等12个节拍(每个节拍为1个振荡周期)

组成

。S1S3

S4

S5

S6

P1P2

S2S3S4

S5S6机器周期与振荡周期的关系如果系统时钟的晶振频率为fosc=12MHz,

则1Tcy

=12Tosc=12/fosc=12/(12×106)=1us即：1个机器周期的时间为1

μs。3.指令周期■基本的机器周期有取指周期、存储器读周期和存储器写

周期等，各种指令功能都是由这几种基本机器周期实现

的。■CPU

执行一条指令所需要的时间称为指令周期，它以机

器周期为单位。

MCS-51的指令可以分为单周期指令、双周期指令和四周期指令三种，它们的执行时间依次是

1个、2个和4个机器周期。Keil

C集成开发系统使用R8

22C1D7YELLO0X14

19CRYSTAL183pRSTP2D8R12926528P3DRXDP3.1/TXDP32ANTUP3.3ANT1P3.4/TDP35T1P36RP3.7/RD让最右边的发

光二极管亮，

其它不亮。给P0.0送0,

其他位送1,

可让D8

亮而

其他灯不亮。案例1

单片机控制右侧发光二极管亮灭PSENALEP1DP1.1P12P13P1.4P15P15P1.7PO几ADD

PD.18D1PO3A.D3

PO.4RD4

PO5AD5

PD6AD6

PO.78D7P2.189

P22810

P23A11P2.4812P25A13P26014

P2.7815D6GREEND2GREEN39373535343332盐24D8BLUEU1XTAL1R4

227R3

227R9

227R6

227R2227XTAL2D3D5R5BLUED4R7REDRED16D11.

案例程序#include<reg51.h>

void

main(){unsigned

intvalue;value=0xfe;P0=value;}2.Keil

C51调试方法与步骤■要使用Keil软件，首先要正确安装Keil软件，该软

件的Eval版本可以直接去http://www.keil.com

下载(1)建立工作项目文件■启动Keil

μVison2,

如果打开后就有打开的文件，

单击

"Project->Close

Project"菜单将其关闭。单

击"

File→

New..."

,打开一个新的文件输入窗口

,在这个窗口里输入上述源程序。输入完毕之后

,

选

择“File-->Save”,

给这个文件取名保存。■单击“Project->NewProject...”,

出现对话框，要求给将要建立的工程起一个名字，这里起名为

test,不需要输入扩展名。单击“保存”按钮，出现第二个对话框。8051

based

Full

Static

CMOS

controller

with

Three-Level

Pr32I/0lines,2Timers/Counters,6InterruptsSources,Wat

4KFlash,128BytesOn-chipRAMAT89S51AT89S52AT89S53AT89S8252AT8xC5122AT8xC51SND1AT91F40416AT91F40816AT91FR40162AT91FR4042AT91FR4081AT91M40400□Use

Extended

Linker(LX51)insteadof

BL51□UseExtendedAssembler(AX51)insteadofA51Description:SelectDeviceforTarget'Target

1’CPUVendor:

AtmelDevice:

AT89S51Family:MCS-51Data

baseCPU

选择窗口确

定

取消标准8051启动代码加入工程■

询问是否要将标准的8051

启动代码加入工程，单击“是”按钮。μTision2Copy

Standard

8051

Startup

Code

to

Project

Folder

and

Add

File

to

Project

?是(Y)…

否H)Dt

e

s

t

-

磕ision2FileEditYiewProjectDebugFlashPeripheralsToolsSVCSWindowHelp年

年人

%

%品

Target

1

arget

1STA]G:\KeilC\ytest.cOptions

forGroup'Source

Group

1'Open

FileRebuild

targetBuild

target

F7Translate

FileStopbuildAddFiles

to

Group'Source

Group

1'Targets,Groups,Files...RemoveGroup'SourceGroup

1′and

it'sFilesInclude

Dependencies■

单击"SourceGroup

1"

,使其反白显示，然后

单击鼠标右键，出现一

个下拉菜单。■

选中其中的

“Add

file

to

Group'Source

Group

1'"

,出现一个对话框，要

求寻找源文件。添加源程序D

TWB7TI0TTTtFile

Edit

View

Project

Debug

Flash

Peripherals

Tools品Target

1×Select

Device

for

Target’Target

1’Options

for

Target'Target

1'Qpen

FileRebuild

targetBuild

target

F7Translate

FileStopbuildAdd

Files

to

Group.Targets,Groups,Files...Remove

Item∨Include

Dependencies■

选择资源窗口中的“Target1”,

单击鼠标右键，出现快捷菜单，然后选择

“OptionsforTarget'Target

1'”。工程选项的设置生成单片机烧录文件■在弹出的对话框中选择“output”标签页，选中该页的

“Creat

HEX

File”前面的复选框，这样在编译后就会生

成可以用于烧写的.hex

文件。Device|Target

Output

|Listing|C51|A51|BL51Locate|BL51Mise|Debug

|tilitieselect

Folder

for

Qbjects..

Mame

of

Executable:mytest◎CrgateExecutable:.mytest☑

Debug

Informatio

☑

Browse

Informati

厂

Merge32K

Hexfile☑

Create

HEX

Fi:厂

Create

Batch

FileDebuggingBrowse..取

消DefaultsCCreateLibrary:.mytest.LIBAfterMake-☑

BeepWhenComplete

厂

StartRunUser

Progran

#1厂

Run

User

Program确

定OptionsforTarget'Target

1’(2)项目编译、连接■

"Project→Build

target"可以对当前工程进行连接，产

生目标代码。■

“

Project→RebuildAlltargetfiles”将会对当前工程中

的所有文件(无论是否修改过)重新进行编译，产生

目标代码。■而如果选择

"

Project→Translate....",项则仅对当前

文件进行编译，不进行连接，也就不会产生新的目标

代码。编译、设置的工具栏按钮■编译、编译连接、全部重建、停止编译和对工程进行设置。编译后的输出信息■编译过程中的信息将出现在输出窗口中的Build页中，

提示获得了名为mytest.hex的文件，该文件即可被编

程器读入并写到芯片中。同时还可看到该程序的代码

量、内部RAM的使用量、外部RAM的使用量等一些信

息。除此之外还产生了一些其他相关的文件可被用于

Keil的仿真与调试。assembling

STARTUP.A51...compiling

mytest.c...linking...Program

Size:data=10.1xdata=0code=37creatinghexfile

from

"mytest"..."mytest"-0Error(s),0Warning(s).(3)程序的仿真与调试■工程进行汇编、连接成功以后，按组合键[

Ctrl十F5】或者选

择“Debug→Start/Stop

Debug

Session”

即可进入调试状态，

菜单项中出现了一个用于仿真运行和调试的工具条。图↓

×1

}

0喷

包cDE旨从左到右依次是复位、运行、暂停、单步、过程单步、执

行完当前子程序、运行到当前行、下一状态、打开跟踪、

观察跟踪、反汇编窗口、观察窗口、代码作用范围分析、

1#串行窗口、内存窗口、性能分析、工具按钮等命令的快

捷按钮。■

选择

“Peripherals→

I/O-Ports→

Port0”

和“Peripherals→

I/O-

Ports→

Port

2”,在

主窗口中会出现P0,

P2口的状态，需要

在程序运行的时候

改变P0.0FileEditYiew

Project

Debug

Flash

Peripherals

ToolsSVCSYindowHelp日

%

落网oDE□

×RegisterValueRegsr0Ox00r1Ox00r2Ox00r3Ox00r4Ox00r5Ox00r6Ox00r70x00□…

SysaOx00b0x00spOx07sP_max0x07dptrOzx..PC

$C:..states0sec0....+

psw0x00Parallel

Port

0Port

0-'ins:|OFF

MM

M☑ParallelPort2Port2-#include<reg51.hsbit

key=PO^0;bit

processed;void

main(void)unsigmedchar

counter;while(1)if

(key==1)processed=0;continue;if(processed==0)counter+=1;P2=counter&Oxff;processed=1;仿真或观察PO、P2

端口的状态食■

①双左下

Prof就进

■

②选

打开

光盘加载ISIS设计文件

?

区查找范围I):我最近的文档桌面我的文档我的电脑网上邻居文件名(H):文件类型T):task1.DSNISIS设计文件(*.DSN)□以只读方式打开(区)打开@)取消任务1←名称大小

类型修改日期task1.DSN95KB

SchematicDesign2010-1-523:27(4)在Proteus

中仿真运行(4)在Proteus

中仿真运行■

③单击Proteus

ISIS集成环境中下部“仿真工具栏”的

最左边的按钮(即“运行”),则可在设计区察看运行

结果，可以看到最右边的一个发光二极管亮了。C51循环控制语句循环语句1.while

语

句while(表达式){

循

环

体

}事先测试循环，在执

行语句之前判断表达

式，因此，循环可能

没有执行循环体就退

出。循环条件?T语句F

#include≤reg52

使用while

语句实现从1到100的累加。while(i<=100){sum+=1;i++;}printf('sum=%d\n”,su

m);while(1){}#include<stdio.hvoid

main()

{unsignedint

i=1;unsignedint

sum=0;SCON=0x52;

TMOD=0x20;

THI=0×E8,【

例

2

-

6

】2.for

语句for

(表达式1;表达式2;表达式3){

循环体

}■表达式1为循环控制变量初始

化表达式，表达式2为循环条

件表达式，表达式3为循环控

制变量增值表达式。■

“增值”仅仅是指循环控制变

量发生了变化，不要按其字面

意思去理解。表达式1表达式2真循环体表达式3假for

语句的几点说明①for

语句中的控制变量初始化表达式可以省略，但分

号(;)不可省略。②for语句中的循环条件表达式可以省略。此时一般要

在循环体中对循环条件进行判断并提供退出循环的

措施，否则会导致“死循环”。③for

语句中的循环控制变量增值表达式也可以省略。④可以同时省略for语句中的循环控制变量初始化表达

式和增量表达式，这样的for语句完全等价于while语

句

。实

例

：■常见程序段：int

i;for(i=0;i<30000;i++){}■自行完成例2-6的功能。3.do...while语句do{

循环体

}while

(表达式);T注意：在while

(表达式)后面要加分

号

。语句继续循环?F4.

嵌套的循环结构■实际应用中，经常要用到嵌套的循环结构。■在嵌套循环结构中，内层循环需要置于称之

为外层循环的另一个循环中。■3种循环语句还可以互相嵌套。■P0.0接一个发光二极管，

P1.0

按一个按键，要求当

按键按下时，发光二极管不停地闪烁，当按键放开

时，停止闪烁。【例2

-9】源程序清单：#include<reg51.h>sbit

p10=P1^0;sbit

p00=P0^0;void

main()unsigned

int

i;while(1)while(p10==0)

p00=~p00;C2X1CRYSTAL1FC3STARTfor(i=50000;i>0;i--);PDDADDPD.1D1PD28D2PD30.D3PD.40D4PD5R.D5PD6D6PD.7AD7P2几98P2.1889

P22010P23A11

P2.4A12P25A13

P26014

P2.7815P3DRXDP3.1/TXDP32NNTD

P3.3ANT1P3.4/TDP35T1P360RP3.7/RDU1XTAL1XTAL2RSTPSEN3936336353433213242526Z2311121314151617P1DP1.1P12P1.3P1.4P15P16P1.7AT89C511918931D1REDR2222.2.4

转移语句1.break

语句

break;●在switch语句中，

break语句用来使流程跳出switch结构，继续执行switch之后的语句；●在for语句中，

break语句用来使流程跳出循环体

,接着执行循环后面的语句。#include<reg51.h>sbit

P10=P1^0;sbit

P00=PO^0;void

main(int

i;while(1)PO=~P0;for(i=30000;i>0;i++);if(P10==0)break;}while(1);【例2

-10】针对例2-9,

若与P0.0相连的发光二极管不停

地闪烁，当与P1.0相连

的按键按下时停止闪烁。C2X119CRYSTAL1891F3031START④234