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发表于 2011-11-3 14:22
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简单
单片机
第一个试验----点亮一个发光管 一、单片机的外部结构拿到一块芯片,想要使用它,首先必须要知道怎样连线,我们用的一块称之为89C51的芯片,下面我们就看一下如何给它连线。
1、 电源:这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源,其中正极接40引脚,负极(地)接20引脚。
2、振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须提供脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。只要买来晶振,电容,连上就可以了,按图1接上即可。
3、复位引脚:按图1中画法连好,至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。
4、 EA引脚:EA引脚接到正电源端。至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开始工作了。
当然:您并不一定完全需要一片89c51, 实际上我们用8051系列的任何一种芯片都是可以的。例如89s51,89c52
等等。
图1
二、 任务分析我们的第一个任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED,显然,这个LED必须要和单片机的某个引脚相连,否则单片机就没法控制它了,那么和哪个引脚相连呢?单片机上除了刚才用掉的5个引脚,还有35个,我们将这个LED和1脚相连。(见图1,其中R1是限流电阻)
按照这个图的接法,当1脚是高电平时,LED不亮,只有1脚是低电平时,LED才发亮。因此要1脚我们要能够控制,也就是说,我们要能够让1引脚按要求变为高或低电平。即然我们要控制1脚,就得给它起个名字,总不能就叫它一脚吧?叫它什么名字呢?设计51芯片的INTEL公司已经起好了,就叫它P1.0,这是规定,不可以由我们来更改。
名字有了,我们又怎样让它变'高'或变'低'呢?叫人做事,说一声就可以,这叫发布命令,要计算机做事,也得要向计算机发命令,计算机能听得懂的命令称之为计算机的指令。让一个引脚输出高电平的指令是SETB,让一个引脚输出低电平的指令是CLR。因此,我们要P1.0输出高电平,只要写SETB P1.0,要P1.0输出低电平,只要写 CLR P1.0就可以了。
现在我们已经有办法让计算机去将P1.0输出高或低电平了,但是我们怎样才能计算机执行这条指令呢?总不能也对计算机也说一声了事吧。要解决这个问题,还得有几步要走。第一,计算机看不懂SETB CLR之类的指令,我们得把指令翻译成计算机能懂的方式,再让计算机去读。计算机能懂什么呢?它只懂一样东西——数字。因此我们得把SETB P1.0变为(D2H,90H ),把CLR P1.0变为 (C2H,90H ),至于为什么是这两个数字,这也是由51芯片的设计者--INTEL规定的,我们不去研究。第二步,在得到这两个数字后,怎样让这两个数字进入单片机的内部呢?这要借助于一个硬件工具"编程器"。当然,如果您使用我们的倚天版开发套件或者xp开发套件, 那么编程器和试验板都有了,只需要编程序就可以了。
这里是我们迈出单片机编程的第一步,别看很简单可是却对于您有重要的意义,没错,您在编程序了:(
打开我们前面介绍的uvw51e中文版;参照它的使用方法;写入程序,
我们把它的名字设为:001led.最后把生成的001led.hex烧入我们的倚天版套件配的89s51里面
然后把芯片换到试验卡座里,这时候我们可以看到p1.0这个灯亮了。
看这个图片就是我们的倚天版开发套件P1.0-P1.7的8个灯
注意他是可以通过旁边的一排开关切换端口外接的哦。
这时可能有的朋友会问;这么简单的问题, 为啥要用单片机搞得这么复杂?接一个电池, 灯不就亮了?
没错,但是这是在编程序,如果我们不要p1.0亮。而是要p2.0亮,那么写入clr p2.0就可以啦,不需要你动烙铁来改线。这样我们看到,硬件电路的连线没有做任何改变,只要改变写入单片机中的内容,就可以改变电路的输出效果。
由此可见,用硬件实现起来非常困难的问题,用单片机解决起来就很ez. 因此,每一个硬件工程师掌握单片机技术是必由之路。
三、单片机内部结构分析我们来思考一个问题,当我们在编程器中把一条指令写进单片要内部,然后取下单片机,单片机就可以执行这条指令,那么这条指令一定保存在单片机的某个地方,并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令不会丢失,这是个什么地方呢?这个地方就是单片机内部的只读存储器即ROM(READ ONLY MEMORY)。为什么称它为只读存储器呢?刚才我们不是明明把两个数字写进去了吗?原来在89C51中的ROM是一种电可擦除的ROM,称为FLASH ROM,刚才我们是用的编程器,在特殊的条件下由外部设备对ROM进行写的操作,在单片机正常工作条件下,只能从那面读,不能把数据写进去,所以我们还是把它称为ROM
第二个试验----用单片机点亮一个闪烁的发光管
一次我们的程序实在是没什么用,要灯亮还要重写一下片子,下面我们要让灯不断地闪烁,这就有一定的实用价值了,比如可以把它当成汽车上的一个信号灯用了。怎样才能让灯不断地闪烁呢?实际上就是要灯亮一段时间,再灭一段时间,也就是说要P10不断地输出高和低电平。怎样实现这个要求呢?请考虑用下面的指令是否可行:
SETB P1.0
CLR P1.0
……
这是不行的,有两个问题,第一,计算机执行指令的时间很快,执行完SETB P10后,灯是灭了,但在极短时间(微秒级)后,计算机又执行了CLR P10指令,灯又亮了,所以根本分辨不出灯曾灭过。第二,在执行完CLR P10后,不会再去执行SETB P10指令,所以以后再也没有机会让灭了。
为了解决这两个问题,我们可以做如下设想,第一,在执行完SETB P10后,延时一段时间(几秒或零点几秒)再执行第二条指令,就可以分辨出灯曾灭过了。第二在执行完第二条指令后,让计算机再去执行第一条指令,不断地在原地兜圈,我们称之为"循环",这样就可以完成任务了。
以下先给出程序(后面括号中的数字是为了便于讲解而写的,实际不用输入):
;主程序:
LOOP: SETB P1.0 ;(1)
LCALL DELAY ;(2)
CLR P1.0 ;(3)
LCALL DELAY ;(4)
AJMP LOOP ;(5)
;以下子程序
DELAY: MOV R7,#250 ;(6)
D1: MOV R6,#250 ;(7)
D2: DJNZ R6,D2 ;(8)
DJNZ R7,D1 ;(9)
RET ;(10)
END ;(11)
按上面的设想分析一下前面的五条指令。
第一条是让灯灭,第二条应当是延时,第三条是让灯亮,第四条和第二条一模一样,也是延时,第五条应当是转去执行第一条指令。第二和第四条实现的原理稍后谈,先看第五条,LJMP是一条指令,意思是转移,往什么地方转移呢?后面跟的是LOOP,看一下,什么地方还有LOOP,对了,在第一条指令的前面有一个LOOP,所以很直观地,我们可以认识到,它要转到第一条指令处。这个第一条指令前面的LOOP被称之为标号,它的用途就是给这一行起一个名字,便于使用。是否一定要给它起名叫LOOP呢?当然不是,起什么名字,完全由编程序的人决定,可以称它为A,X等等,当然,这时,第五条指令LJMP后面的名字也得跟着改了。
第二条和第四条指令的用途是延时,它是怎样实现的呢?指令的形式是LCALL,这条指令称为调用子程序指令,看一下指令后面跟的是什么,DELAY,找一下DELAY,在第六条指令的前面,显然,这也是一个标号。这条指令的作用是这样的:当执行LCALL指令时,程序就转到LCALL后面的标号所标定的程序处执行,如果在执行指令的过程中遇到RET指令,则程序就返回到LCALL指令的下面的一条指令继续执行,从第六行开始的指令中,可以看到确实有RET指令。在执行第二条指令后,将转去执行第6条指令,而在执行完6,7,8,9条指令后将遇到第10条令:RET,执行该条指令后,程序将回来执行第三条指令,即将P10清零,使灯亮,然后又是第四条指令,执行第四条指令就是转去执行第6,7,8,9,10条指令,然后回来执行第5条指令,第5条指令就是让程序回到第1条开始执行,如此周而复始,灯就在不断地亮、灭了。
在标号DELAY标志的这一行到RET这一行中的所有程序,这是一段延时程序,大概延时零点几秒,至于具体的时间,以后我们再学习如何计算。程序的最后一行是END,这不是一条指令,它只是告诉我们程序到此结束,它被称为"伪指令"。
二、单片机内部结构分析:
为了知道延时程序是如何工作的,我们必需首先了解延时程序中出现的一些符号,就从R1开始,R1被称之为工作寄存器。什么是工作寄存器呢?让我们从现实生活中来找找答案。如果出一道数学题:123+567,让你回答结果是多少,你会马上答出是690,再看下面一道题:123+567+562,要让你要上回答,就不这么容易了吧?我们会怎样做呢?如果有张纸,就容易了,我们先算出123+567=690,把690写在纸上,然后再算690+562得到结果是1552。这其中1552是我们想要的结果,而690并非我们所要的结果,但是为了得到最终结果,我们又不得不先算出690,并记下来,这其实是一个中间结果,计算机中做运算和这个类似,为了要得到最终结果,往往要做很多步的中间结果,这些中间结果要有个地方放才行,把它们放哪呢?放在前面提到过的ROM中可以吗?显然不行,因为计算机要将结果写进去,而ROM是不可以写的,所以在单片机中另有一个区域称为RAM区(RAM是随机存取存储器的英文缩写),它可以将数据写进去。
特别地,在MCS-51单片机中,将RAM中分出一块区域,称为工作寄存器区。
以下是它的a51文件:我们把它的名字叫作002.A51
LOOP: SETB P1.0
LCALL DELAY
CLR P1.0
LCALL DELAY
AJMP LOOP
DELAY: MOV R7,#250
D1:MOV R6,#250
D2 JNZ R6,D2
DJNZ R7,D1
RET
END
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