第二章 单片机开发环境搭建
学习目标
1、了解51单片机的重要参数及其含义。
2、熟悉单片机参数的含义。
3、掌握单片机开发环节的搭建。
任务引导(问题思考)
1、电脑有哪些重要参数配置?
2、如何通过程序控制单片机?
3、单片机如何点亮一个LED灯?
相关知识
1、核心参数
电脑的核心参数包括:中央处理器(CPU),内存,硬盘,外设输入输出。
其实单片机也有类似的器件,但是叫法不一样,在单片机中,CPU我们一般称为内核,51单片机的cpu就是51内核;单片机中的内存,称为RAM;单片机中的硬盘称为ROM;单片机的外设成为I/O。如下表1所示。
表1-单片机和电脑两者核心参数的对于关系。
类型 | 参数1 | 参数2 | 参数3 | 参数4 |
电脑 | CPU | 内存 | 硬盘 | 外设 |
单片机 | 内核 | RAM | ROM | I/O |
2、51单片机的参数指标
电压:5V;
CPU:8位;频率一般不超过24M;
RAM:128Byte;
ROM:4K Byte
I/O:4组,每组8个,共32个
3、开发环境介绍
课堂教学采用proteus进行电路仿真系统设计,采用keil进行程序编写。proteus仿真有助于加深学生对硬件电路设计的理解。keil是单片机开发的主流程序编译工具,方便今后拓展学习stm32等嵌入式开发技术。
3.1 proteus介绍
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是英国著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
3.2 keil介绍
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(μVision)将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
4、开发环境搭建
4.1 proteus仿真软件的使用
1、第1步:打开proteus软件
2、第2步:新建工程
3、第3步:设置工程名字和保存路径。文件后缀不要修改
4、第4步 点击下一步,都是默认
5、第5步 进入图形绘制页面
该页面可以分为多个区域:菜单区、器件选择区、电路绘制区,操作区
4.2 keil开发工具的使用
新建工程:
1、打开keil软件
2、菜单里面点击project
3、选择new project
4、选择文件路径,输入文件名
5、选择设备类型,如果只有一类的话就不用选了。
6、搜索输入AT89C51,选择以后,点击OK。
7、选择是,加入单片机默认的启动文件
8、左边侧边栏会出现工程结构图,默认所有文件需要放在group1里面
9、以上空的工程就创建好,大家思考一下,这样的工程能运行吗?
答:不行,因为没有main函数。所以下一步我们需要添加自己的文件。
10、加入自己的C文件。在Group1,点击左键
11、选择C文件,输入一个自己喜欢的名字
12、基本上完成,接下来就是愉快的写代码了
4.3 代码的编写
4.4 生成bin文件,供proteus下载
1、点击设计按钮(魔法棒),选择output,勾选create HexFile,点击OK
2、再次点击编译,只要没有error就可以,warning可以先忽略。
3、打开工程所在文件夹,下面的Object,能看到一个core.hex文件,时间就是编译的时间。这样软件完成。
4.5 用proteus设计最小系统。
1、自我摸索,绘制电路如下。由于是仿真电路,供电,晶振这些都不画也不会有影响。核心是控制引脚。
2、下载程序,双击U1芯片,在program File里面选择刚才的hex文件
3、运行程序。点击左下方的运行按钮。
4、观察执行结果。程序里面是P1_0=0,所以引脚是蓝色,低电平。P1_1=1,所以引脚是红色,高电平。
5、大功告成,同学们自己产生修改代码,实现不同引脚的控制。