单片机应用技术（第三版）课件 任务1 单个信号灯控制器设计

单片机应用技术（C51)任务1单个信号灯控制器设计(1)进位计数制及之间相互转换。(2)计算机常用编码。(3)keil软件和Proteus软件的使用方法。keil软件和Proteus软件的使用方法。以任务入手，通过单个信号灯控制器设计使学生掌握keil和proteus软件的使用方法，完成成语编辑、编译、调试与仿真运行方法。教学规划

知识重点：

知识难点：教学方式:目录1.1数制与编码1.2单片机概述1.3单片机开发系统概述1.4

C51程序简介1.5

案例1单个信号灯控制器设计1.1数制与编码计算机最基本的功能是进行数据的计算和处理加工，为了方便和可靠，计算机内部采用二进制数字系统。因此，所有数值数据都必须采用二进制数表示。1.进位计数制通常用字母来表示数制，D代表十进制数，B代表二进制数，O代表八进制数，H代表十六进制数。按权展开法：例如，十进制数687.25按权展开为例如，二进制数

例如，十六进制数以上几种进制的对应关系，见表1-1。表1-1几种进制的对应关系十进制十六进制二进制十进制十六进制二进制十进制十六进制二进制十进制十六进制二进制00000044010088100012C110011000155010199100113D110122001066011010A101014E111033001177011111B101115F11112.计算机中的常用编码

①BCD(BinaryCodedDecimal)编码十进制数8421BCD码十进制码8421BCD码十进制码8421BCD码十进制码8421BCD码00000300116011091001100014010070111200105010181000一位十进制数需用4位二进制数来表示，8421分别是4位二进制数的权值，如下表1-2所示。②ASCII码——美国国家信息交换标准字符码采用7位二进制代码对字符进行编码。它包括52个大、小写英文字母，10个阿拉伯数字，32个通用控制符号，34个专用符号，共128个字符。例如：0～9对应的ASCII码为30H～39H

A～Z对应的ASCII码为41H～5AH。ASCII码表单片机概述1.2

单片机是单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）的简称，是指将中央处理器CPU、程序存储器ROM、数据存储器RAM、定时器/计数器、中断控制、并行串行输入/输出口等单元集成在一个芯片上的计算机。国际流行的称呼：MicoControllerUnit,简称“MCU”。定义

单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口1.2.1单片机的定义及其特点单片机器件方面的特点体积小使用方便性价比高易产品化可靠性高功能强单片机技术开发和应用水平已成为衡量一个国家工业化发展水平的标志之一。1.2.2单片机的发展历史第一阶段（1976～1978）：初级8位单片机发展阶段。以Intel公司MCS-48为代表。第二阶段（1978～1982）：单片机的普及阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。第三阶段（1982～1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出了MCS-96系列单片机。第四阶段（1990～）：微控制器的全面发展阶段。出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。单片机的发展趋势1.2.3串行扩展技术外围电路内装化小容量、低价格化

高性能化

大容量化

低噪声与高可靠性

低电压化

低功耗化CMOS化单片机的应用领域1.2.4

智能电度表、智能流量计等。智能化仪器仪表

数控机床、汽车安全技术检测系统、工业机器人、过程控制等。实时工业控制

单片机控制的无线遥控系统等。网络与通信

计算机键盘、打印机等。计算机智能终端

全自动洗衣机、自动控温冰箱、空调机等。家用电器单片机的应用领域

自单片机诞生以来的30年中，单片机已有70多个系列的近500个机种。国际上较有名、影响较大的公司及他们的产品如下所述：IntelMotorolaZilogAtmelPhilips1.3单片机开发系统概述1.3.1单片机开发系统的类型

（1）微型机开发系统（MicrocomputerDevelopmentSystem，简称MDS）（2）在线仿真器（In-CircuitEmulation，简称ICE）和在线调试器（In-CircuitDebugger，简称ICD）。（3）软件开发模拟仿真器（KeiluVision3和PROTEUSISIS等）。1.3.2软件开发工具KeiluVision3简介

KeiluVision3是一个优秀的软件集成开发环境，它支持众多不一样公司的MCS-51架构的芯片。利用本工具可以用来编译C源代码，汇编源程序，连接和重定位目标文件和库文件，创建HEX文件调试目标程序。1.3.3KeiluVision3的使用方法（1）创建一个项目，从器件库中选择目标器件，配置工具设置。（2）用C语言或汇编语言创建源程序。（3）用项目管理器生成应用。（4）修改源程序中的错误。（5）测试连接应用。1.3.4仿真开发工具ProteusIsIs简介

PROTEUSISIS是英国LabcenterElectronics公司开发的电路分析与实物仿真集成开发环境，它运行于Windows操作系统上，基于PROTEUS的单片机虚拟开发环境有效地将理论与实验联系起来，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路。智能原理图设计Proteus6Demonstration硬件仿真软件的性能特点完善的仿真功能实用的PCB设计平台1.3.5ProteusIsIs的使用方法.ISIS软件界面元件选择器工具栏配件（Gadgets）终端接口（terminals）：有VCC、地、输出、输入等接口器件引脚：用于绘制各种引脚仿真图表（graph）：用于各种分析，如NoiseAnalysis录音机信号发生器（generators）电压探针：使用仿真图表时要用到电流探针：使用仿真图表时要用到虚拟仪表：有示波器等模型选择工具栏（ModeSelectorToolbar）选择元件（components）（默认选择的）选放置连接点放置标签（用总线时会用到）放置文本用于绘制总线用于放置子电路用于即时编辑元件参数2D图形（2DGraphics）画各种直线画各种方框画各种圆画各种圆弧画各种多边形画各种文本画符号画原点等仿真工具栏运行单步运行暂停停止1.4

C51程序简介发光二极管基本知识发光二极管与单片机的连接示意图如图1-27所示。D1为发光二极管，电阻R1为限流电阻。当输出引脚输出低电平时，输出端电压接近0V，LED灯单向导通，导通压降约1.7V，则R1两端电压为3.3V左右，若希望流过LED的电流为15mA，则限流电阻R1应该为3.3/15千欧=200欧。若想再让灯亮一点，可适当减小R1阻值即可，电阻越小，LED越亮。R1一般选择在200~470欧左右。按键基本知识按键（Button）是开关的一种，它的特点是具有自动恢复（弹回）功能。在电子电路方面，最常用的按键开关就是轻触开关（TactSwitch）,其实物与符号如图1-28所示。Switch按键有四个引脚，但实际上只有一对接点。按键通常会接一个电阻到5V电源或地，常用接法有两种，如图1-29所示。例：编一个简单的C语言程序，使P1口控制的灯会受控于P3口连接的按钮。1.5案例1

单个信号灯控制器设计本项目是用单片机设计一个单个信号灯控制器，要求：单片机接一个发光二极管（LED）L1和一个独立按键S1，发光二极管显示按键的状态。即按下S1时，L1点亮；未按下S1时，L1灭。分析：*系统硬件电路以AT89S51单片机控制器为核心，包括单片机最小系统硬件电路、按键电路和LED信号灯电路，结构如图1-30所示。*软件部分主要实现对按键的状态判断及LED灯的亮灭控制。LED灯按键复位电路电源电路时钟电路

单

片

机图1-30单个信号灯控制器的系统结构图单个信号灯控制器的硬件电路如图1-31所示。图1-31单个信号灯控制器硬件电路原理图当P1.0输出低电平时灯亮，当P1.0输出高电平时灯灭。P3.0口作为输入口使用，将按键S1接至P3.0。按键在没有按下时，输入引脚上保持为高电平。当按键按下时，单片机的输入引脚接地。源程序如下：

#include<reg51.h>main(){P3=0XFF;读入输入口状态前先复位置1P1=P3

;

P3口状态通过P1口输出}虚拟仿真与调试打开PROTEUSISIS