项目一发光二极管指示交通灯电路的设计与制作一、项目描述
在城乡街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮，表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮，表示该条道路允许通行。智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行，实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题。
本学习项目采用常见的发光二极管来模拟城乡街道的交通信号指示灯，通过51单片机的IO端口来控制红色、黄色、绿色三种发光二极管的发光状态，实现一个简单的交通灯控制电路，从而达到自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口城乡交通管理自动化。
图1.1 交通信号灯
二、项目分析
1．工作任务及要求
任务：设计单片机最小系统电路并制作硬件电路和软件编程，实现发光二极管构成的3个指示灯（红、黄、绿）按照要求进行显示。
要求：（1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，由红、黄、绿发光二极管构成的单片机最小系统电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行；（2）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3S，才能变换运行车辆；（3）合理选择电路元器件，通过查手册确定所选用的电路元器件的主要性能特点及管脚排列；（4）画出安装布线图；（5）进行电路安装（6）进行电路调试与测试，并分析测试现象。
2．学习产出
单片机最小系统电路板，装配的发光二极管模拟城乡街道的交通信号灯控制电路，技术文档（工作任务及要求，电路设计步骤，电路原理图及原理分析，选用的芯片电路特点及管脚排列图，电路安装布线图，电路装配的工艺流程说明，调整测试记录，测试结果分析等）。
三、项目分解
根据上面对项目的分析，我们依据循序渐进的原则，按照对单片机从没有接触过到能够搭建一个最小系统电路，然后再到能用Proteus仿真软件进行仿真，再到对LED电路进行Keil软件的调试，最后实现红黄绿发光二极管交通灯电路的设计与制作。
因此，我们按照先简单后复杂的顺序对本学习项目进行分解，包括以下四个学习任务：（1）单片机最小系统主板的设计与制作
（2）Proteus仿真软件的使用与调试
（3）简单LED电路Keil C51软件的调试
（4）红黄绿发光二极管交通灯电路的设计与制作
四、项目能力要求：
（1）了解单片机的构成和特点。
（2）了解单片机的封装与引脚排列的特点。
（3）掌握51单片机的基本电路（最小系统电路）的构成。
（4）了解单片机的内部结构和工作方式。
（5）掌握Proteus仿真软件的使用与调试方法。
（6）掌握Keil C51软件的使用与调试方法。
（7）能进行电路的安装、调试和测试，并进行正确的分析。
（8）具有安全生产意识和预防措施。
（9）能与他人合作、交流完成电路的设计、电路的组装与测试等任务，具有协作、创新的精神和解决问题的能力。
学习任务1 单片机最小系统主板的设计与制作
1.1 任务要求
根据51单片机的基本电路（最小系统电路）构成，设计与制作出51单片机的最小系统电路主板，并运用单片机的相关理论知识对单片机实际电路进行调试与检测。
根据设计实际要求，具体的任务要求如下：
（1）选出适合本项目的单片机芯片以及其它元器件
（2）根据设计要求，设计时钟电路、复位电路、电源电路及接口电路
（3）能焊接、制作单片机最小系统的电路板
（4）能用万用表检测元器件，会调试单片机最小系统电路
（5）能独立以及协作解决设计与制作中遇到的问题
1.2 任务目标
知识目标：
了解单片机的封装与引脚排列的特点，掌握51单片机的基本电路（最小系统电路）的构成，了解单片机的内部结构和工作方式，初步掌握单片机的课程学习方法。
技能目标：
单片机最小系统设计和制作的技能，实际电路调试与检测的技能。
素质目标：
团结协作、沟通交流、学习、创新的能力。
1.3 任务相关知识
1.3.1．轻松认识单片机-
1、微型计算机与单片机
微型计算机系统一般包括中央处理单元（CPU）、存储器（Memory）及输入/输出单元（I/O）三大部分。CPU控制整个系统的运行；存储器存放运行的程序和数据；输入/输出单元是微型计算机系统与外部沟通的管道。
图1.2 常用微机的主板图1.3 单片机微控制器的结构单片微型计算机（即单片机）就是把中央处理单元、存储器、输入/输出单元等全部放置在一个芯片里，再加上几个电阻器、电容器、晶体等，就成为一个完整的微型计算机系统。
通俗的说，单片机就是一块集成芯片，但这块集成芯片具有强大的特殊功能，我们可以通过编写一些软件代码（编程）写进它的存储器来控制其输入输出端口，进而控制与单片机各个引脚相连的外围电路的电气状态。由于单片机的主要功能是控制，因此不太在乎存储器的大小和位数，而强调其输入输出功能。
2、认识51单片机的标号信息
MCS-51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8051，8751， 8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机。而8031是前些年在我国流行的单片机，所以一些场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS-51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为内核的单片机，当然功能或多或少有些改变，以满足不同的需求。其中89S51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国Atmel公司开发生产的。以后我们将用89S51来完成一系列的实验。
世界上很多芯片厂商都生产51单片机，如表1.1所示。
关于芯片上的标号我们举两个例子说明，其他厂商大同小异。以下以STC单片机为例，芯片上的全部标号为STC 89C51RC 40C-PDIP 0707CU8138.OOD。
其标识分别解释如下：
STC-前缀，表示芯片为STC公司生产的产品。其他前缀还有AT，i，Winbond，SST等。
8-表示该芯片为8051内核芯片。
9-表示内部含Flash E2PROM存储器。还有如80C51中0表示内部含Mask ROM(掩模ROM)存储器；如87C51中7表示内部含EPROM存储器（紫外线可擦除ROM）。
C-表示该器件为CMOS产品。还有如89LV52和89LE58中的LV和LE都表示该芯片为低电压产品（通常为3.3V电压供电）；而89S52中的S表示该芯片含有可串行下载功能的Flash 存储器，即具有ISP可在线编程功能。
5-固定不变。
1-表示该芯片内部程序存储空间的大小，1为4KB，2为8KB，3为12KB，即该数乘上4KB就是该芯片内部的程序存储空间大小。程序空间大小决定了一个芯片所能装入执行代码的多少。
RC-STC单片机内部RAM（随机读写存储器）为512B。
40-表示芯片外部晶振最高可接入40MHz。对AT单片机数值一般为24，表示其外部晶振最高为24MHz。
C-产品级别，表示芯片使用温度范围。C表示商业级，温度范围为O℃～+70℃。
PDIP-产品封装型号。PDIP表示双列直插式。
0707-表示本批芯片生产日期为07年第7周。
CU8138.OOD-此标号表示芯片制造工艺或处理工艺。
扩展知识：芯片上标号对应的温度范围：
C：表示商业用产品，温度范围为O℃- +70℃。
I：表示工业用产品，温度范围为-40℃- +85℃。
A：表示汽车用产品，温度范围为-40℃- +125℃。
M: 表示军用产品，温度范围为-55℃- +150℃。
3、认识51单片机的封装类型与引脚
89C51的器件封装方式有QFP封装、PLCC封装、PDIP40封装3种，而89S51的器件封装方式除了这3种外，还有PDIP42器件封装。下面对封装方式进行说明：
89C51/89S51的最常见封装为40个引脚双并排的PDIP40．这种封装与MCS-51完全兼容。PDIP40与PDIP42除引脚数量不同外，尺寸差异也很大。PDIP40刚好可插在面包板或40pin的底座上，如图1.4所示。
图1.4 PDIP40封装
左上方有个记号的脚为第1脚，然后逆时针排序，分别为第2，3,……,40脚。相邻两个脚间距为2.540mm，器件长度为52.578mm．而两排引脚的间距为15.875mm，器件厚度为4,826mm（不含引脚），特别适合学校和培训机构使用。不过，由于针脚式封装体积较大，电路板制作成本较高，目前已经很少使用。
除了PDIP42封装．89S51与89C51完全兼容，本书将以PDIP40封装的89S51为探讨对象。要学习8951，建议大家记住这40个引脚，说明如下。
（1）电源引脚
几乎所有IC都需要连接电源，而8951的电源引脚与大部分数字IC的电源引脚类似，右上角接Vcc、左下角接GND，所以8951的40脚为Vcc引脚，连接5V±10%电源；20脚为GND引脚，必须接地
（2）复位引脚
几乎所有微控制器都需要复位(Reset)的操作，对于8951而言，只要复位引脚接高电平超过两个机器周期（约2us），即可产生复位的操作。而8951的复位引脚在Port l与Port 3之间，即第9脚。
（3）频率引脚
微控制器都需要时钟脉冲，而在接地引脚的上方两个引脚．即第19和18脚，就是时钟脉冲引脚，分别是XTAL1、XTAL2。
（4）存储器引脚
8951内部有存储器，外部也可接存储器。使用内部存储器还是外部存储器，则需要视第31脚（Port 0下面那个脚）而定。第31脚就是EA引脚，即访问外部存储器启用EA引脚。当EA=1时，系统使用内部存储器；当EA=O时，系统使用外部存储器。
（5）外部存储器控制引脚
现在只剩下EA引脚下面的两个引脚（第29, 30脚）了，这两个引脚与EA引脚有点类似，都是针对存储器的控制的。相对于前面的38个引脚，第29, 30脚比较难以说明。不过只要不动用外部存储器，就可当它们不存在。
4、认识8951单片机的基本电路（最小系统电路）
所谓“最小系统电路”，是指8951电路工作不可或缺的基本连接钱路。所以，这对我们完成本学习任务是十分必要的，当然．在此我们也有熟记基本电路的方法。基本电路包括4部分，详见如下说明。
（1）先接电源
8951电路正常工作需要电源，首先将第40脚接Vcc．也就是+5V电源，第20脚接地GND。（2）再接时钟脉冲
8951内部已具备振荡电路，只要在GND引脚上方的两个引脚（即第18、19脚）连接简单的石英振荡晶体即可，至于8951的时钟脉冲频率，目前的MCS-51芯片的工作频率已大幅提高，例如Atmel公司的89C51的工作频率为0-24MHz．而华邦电子（Winbond）更提供了40MHz的版本。当采用11.0592MHz时钟脉冲的振荡电路按图1.5连接即可。
图1.5 时钟振荡电路
（3）复位电路
8951的复位引脚(Reset)是第9脚．当此引脚连接高电平超过2个机器周期（1个机器周期包含12个时钟脉冲），即可产生复位的操作。以12MHz的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲为1/12us，2个机器周期为2us。因此，我们在第9脚上连接一个可让该引脚上产生一个2us 以上的高电平脉冲即可产生复位的操作。如图1.6所示。
图1.6 复位电路
接上电源的瞬间，电容上没有电荷，相当于短路，所以第9脚直接连接到Vcc，即8951执行复位操作。随着时间的增加，电容上的电压逐渐增加，而第9脚上的电压逐渐下降，当第9脚上的电压降至低电平时，8951即恢复正常状态。
（4）存储器设置
基本电路的最后一个部分是存储器的设置，如果把第31脚（EA）接地，则采用外部存储器；如果把第31脚（EA）接Vcc，则采用内部存储器。在本书里大多采用内部存储器，所以把第31脚与第40脚及VCC相连接。
最小系统的整个基本电路如图1.7所示。
图1.7 单片机最小系统电路
图1.7中所采用的元器件如表1.2所示。
1.3.2．了解单片机的内部单元
1、51单片机内部结构
8951单片机发展至今，虽然有许多厂商各自开发不同的兼容芯片，但其基本结构并没有多大的变动，标准的8951结构如图1.8所示。
图1.8 51单片机内部结构
其中：
8951为8位微控制器；
程序存储器ROM：内部有4KB、外部最多可扩展至64KB；
数据存储嚣RAM：内部有128B、外部最多可扩展至64KB；
4组可位寻址的8位输入／输出端口，即P0，P1，P2及P3；
1个全双工串行口，即UART；
两个16位定时器，计数器；
5个中断源，即INT0、INT1、T0、T1、TXD和RXD。
2、MCS-51的存储器
除了无ROM型的8031和8032外，MCS-51的存储器包括程序存储器（ROM）与数据存储器（RAM）两部分，这两部分一般是独立的。标准的8x51系列具有4KB程序存储器、128 B数据存储器，而标准的8x52系列具有8KB程序存储器、256 B数据存储器，刚好是8x51系列的两倍，不管是8x51、8031、8032或8x52，其外部扩展的程序存储器或数据存储器最多为64KB。
（1）程序存储器（ROM）
顾名思义，程序存储器（ROM）是存放程序的，CPU将自动从程序存储器读取所要执行的指令码，8x51可选择使用内部程序存储器或外部程序存储器，具体说明如下：若使用8031或8032，由于内部没有程序存储器，一定要使用外部程序存储器，所以其EA引脚必须接地。当EA引脚接高电平时，CPU将使用内部程序存储器，若程序超过4KB （8x51）或8KB（8x52），则CPU会自动从外部程序存储器读取超过部分的程序代码。当EA引脚接地时，CPU将从外部程序存储器读取所要执行的指令码，而CPU内部的程序存储器不用。对于初学者而言．4KB的程序存储器已是绰绰有余。
当CPU复位后，程序将从程序存储器0000H位置开始执行。如没有遇到跳转指令，则按程序存储器顺序执行。
（2）数据存储器（RAM）
8x51的数据存储器除内部数据存储器外，还可扩展外部数据存储器，这两部分的数据存储器可以并存。内部数据存储器从0000H到007FH之间的128B为可直接寻址或间接寻址的存储器，而“直接寻址”与“间接寻址”在编写C语言程序时可以用数据类型来区分。
1.3.3．如何开始学习51单片机
怎样才能学好单片机？我们现在用的比较多的是8951单片机，它的资料比较全，用的人也较多，市场也很大，51单片机内部结构简单，非常适合初学者学习，初学者应当将51单片机作为入门级芯片。
1、重视动手实践
单片机这门课是非常重视动手实践的，不能总是看书，但是也不能完全不看书，我们需要从书中大概了解一下单片机的各个功能寄存器。简单地说，当我们使用单片机时，实际上就是用我们自己编写的软件去控制单片机的各个功能寄存器。再简单些，就是控制单片机哪些引脚的电平什么时候输出高，什么时候输出低，由这些高、低变化的电平来控制外围电路，实现我们需要的各种功能。
单片机属于硬件，只有把硬件摆在你面前，亲自操作它，才会有深刻的体会，也才能掌握它。我们要把更多的时间放到实践中去，这才是最关键的，在实践过程有不懂之处再查书，这样记忆才深刻。
2、关于选择编程语言
关于用汇编语言还是用C语言编程的问题。单片机编程用C语言或汇编语言都可以，但是建议用C语言比较好，如果原来有C语言的基础那学起来会更好，如果没有，也可以边学单片机边学C语言。汇编语言写程序代码效率高，但相对难度较大，而且很烦琐，尤其是遇到算法方面的问题时，麻烦得不得了，现在单片机的主频在不断提高，我们完全不需要那么高效率的代码，因为有高频率的时钟，单片机的ROM空间也在不断提高，足够装下你用C 语言编写的任何代码，C语言的资料又多又好找，将来可移植性非常好，所以建议大家用C 语言编程。
1.4 任务实施
1.4.1信息收集
在充分分析任务要求后，查阅电子电路相关的书籍；查阅网络上的相关资料，完成单片机最小系统电路的设计与制作。
1.4.2团队组织与管理
（1）确定任务指导教师
（2）成立任务小组，确定各组员的任务
（3）制订任务进度表
1.4.3 项目设计与制作
一．项目目的
熟悉单片机各个引脚的排列顺序和功能
掌握单片机最小系统电路的设计方法
二．设计要求
本任务要求设计一个系统主板。它有以下几部分组成：51单片机、时钟振荡电路、复位电路、电源电路组成。具体要求如下：
（1）能选出适合本项目的CPU芯片
（2）能根据要求设计单片机的时钟振荡电路、复位电路、电源电路及接口电路
（3）能制作焊接电路板
（4）会用万用表检测元器件
（5）能解决在设计和制作中遇到的问题
三．设计步骤
1、单片机芯片的选择
2、各部分电路的设计
2.1、时钟振荡电路的设计
2.2、复位电路的设计
2.3、电源电路的设计
2.4、输入输出端口的设计
3、设计电路原理图
4、画出焊接图
四．制作最小系统主板
1、填表
根据设计的最小系统图，将所用的元器件填写在下面的元器件表中，并测试元器件。
表1-3元器件表
2、工具
万用表、直流稳压电源、电烙铁、焊锡丝。
3、制作工艺要求
（1）输出模块电路的布局要合理
（2）控制板IO接线端口的位置要方便与主板接口电路相连
（3）焊点要均匀
（4）所有电源线和地线的分布要合理，粗细要合适
4、制作主板
（1）选择、测试元器件
（2）安装元器件并焊接
步骤如下：①安装CPU插座表焊接；②按焊接图插入时钟振荡电路的元器件并焊接；③按焊接图插入复位电路的元器件并焊接；④按焊接图插入电源电路的元器件并焊接；⑤按焊接图插入输入输出端口的接线并焊接；⑥按焊接图将各部分电路连接并焊接。
5、测试电路板
1.4.4技术报告及评测
将测试点、测试结果及原因分析填写在测试记录表中，见表1-3.
表1-3 测试记录表
学习任务2 Proteus仿真软件的使用与调试
2.1 任务要求
根据51单片机的基本电路（最小系统电路）构成，在Proteus仿真软件中设计出51单片机的最小系统电路主板，并装入单片机可执行的HEX文件，进行软件、硬件的联合仿真调试。
根据设计实际要求，具体的任务要求如下：
（1）设置Proteus ISIS工作环境
（2）根据设计要求，新建设计文件
（3）选择与放置电子器件，并进行编辑
（4）按照电路原理进行布线
（5）装入单片机可执行的HEX文件，进行软件、硬件的联合仿真调试
2.2 任务目标
知识目标：
了解Proteus ISIS硬件仿真集成开发环境，熟悉Proteus ISIS主菜单与主工具栏，掌握Proteus ISIS集成环境中单片机应用系统硬件开发步骤。
技能目标：
Proteus ISIS绘制电原理图的技能，软件、硬件电路联合仿真调试的技能。
素质目标：
团结协作、沟通交流、学习、创新的能力。
2.3 任务相关知识
2.3.1 认识Proteus
Proteus是英国Labcenter Electronics公司开发的EDA软件。它运行于Windows操作系统上，能够实现原理图设计、电路仿真到PCB设计的一站式作业，真正实现了电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件的三合一。
Proteus的特点是：①完善的电路仿真和单片机协同仿真。具有模拟、数字电路混合仿真，单片机及其外围电路的仿真；拥有多样的激励源和丰富的虚拟仪器。②支持主流单片机类型。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、ARM系列、A VR系列、PIC10系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、PIC24系列、DSPIC33系列、MPS430系列、HC11系列、Z80系列以及各种外围芯片。③提供代码的编译与调试功能。自带8051、A VR、PIC的汇编器，支持单片机汇编语言的编辑、编译，同时支持第三方编译软件（如Keil uVision3）进行高级语言的编译和调试。④智能、实用的原理图与PCB设计。在ISIS环境中完成原理图的设计后可以一键进入ARES环境进行PCB设计。本教程主要了介绍Proteus ISIS的工作环境和一些基本操作。
2.3.2 进入Proteus ISIS
双击桌面上的ISIS 7 Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“所有程序”→“Proteus 7 Professional”→“ISIS 7 Professional”，进入Proteus ISIS工作环境，如图1.9所示：
图 1.9
2.3.3 工作界面
Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，包括：屏幕上方的标题栏、菜单栏、标准工具栏，屏幕左侧的绘图工具栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口，屏幕下方的状态栏，屏幕中间的图形编辑窗口，如图1.10所示：
图 1.10
对于初次接触Proteus软件的人来说，如果一开始就单独介绍Proteus的各项功能的详细使用，让大家看得晕头转向，这未免太枯燥无味了。本教程将通过项目实践的方式带领大家认识和了解Proteus，并掌握Proteus的使用。
2.3.4 电路设计
首先我们设计一个简单的单片机电路，如图1.11所示：
图1.11
电路的核心是单片机A T89C52，晶振X1和电容C1、C2构成单片机时钟电路，单片机的P1口接8个发光二极管，二极管的阳极通过限流电阻接到电源的正极。
学习任务3 简单LED电路Keil C51软件的调试
3.1 任务要求
交通灯由发光二极管LED组成，根据51单片机的基本电路（最小系统电路）构成，在Keil C51软件中简单LED交通灯程序，并装入单片机可执行的HEX文件，进行软件、硬件的联合调试。
根据设计实际要求，具体的任务要求如下：
（1）新建一个项目文件，选择CPU芯片，设置项目选项
（2）根据设计要求，新建源程序文件
（3）将源程序添加到项目中
（4）设置编译环境，编译检查语法错误，直至产生目标文件
（5）目标文件仿真，装入单片机可执行的HEX文件，进行软件、硬件的联合调试3.2 任务目标
知识目标：
了解Keil C51仿真集成开发环境，熟悉Keil C51主菜单与主工具栏，掌握Keil C51集成环境中单片机应用系统硬件开发步骤。
技能目标：
Keil C51编译源文件的技能，软件、硬件电路联合仿真调试的技能。
素质目标：
团结协作、沟通交流、学习、创新的能力。
3.3 任务相关知识
3.3.1 Keil C51软件的启动
Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编和C 语言的程序设计，界面友好、易学易用。下面介绍Keil C51软件的启动方法：点击桌面上的Keil uVision4图标，出现启动画面，启动Keil C51，界面如下图。
启动Keil C51时的屏幕
进入Keil C51后的编辑界面
3.3.2建立一个简单LED电路工程
（1）单击工程菜单，在弹出的下拉菜单中选中新建工程选项。
（2）然后选择你要保存的路径，输入工程文件的名字，比如保存到C51目录里，工程文件的名字为C51，如下图所示,然后点击保存。
（3）这时会弹出一个对话框，要求你选择单片机的型号，你可以根据你使用的单片机来选择，Keil C51几乎支持所有的51核的单片机，我这里还是以大家用的比较多的Atmel 的89C51来说明，如下图所示，选择89C51之后，右边栏是对这个单片机的基本的说明，然后点击确定。
（4）完成上一步骤后，屏幕如下图所示。
（5）单击文件菜单，再在下拉菜单中单击新建选项，屏幕如下图所示。
此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，建议首先保存该空白的文件，单击文件菜单，在下拉菜单中选中另存为选项单击，屏幕如下图所示，在文件名栏右
侧的编辑框中，键入欲使用的文件名，同时，必须键入正确的扩展名。
注意，如果用Ｃ语言编写程序，则扩展名为.c；如果用汇编语言编写程序，则扩展名必须为.asm。然后，单击保存按钮。
回到编辑界面后，单击目标1前面的＋号，然后在源程序组1上单击右键，弹出如下菜
单，
然后单击增加文件到组‘源程序组1’，屏幕如下图所示，
选中c51.asm，然后单击Add，屏幕如下图所示，
（7）输入如下的汇编语言源程序，程序输入完毕后如下图所示。
按钮，屏幕进入调试界面，如下所示。
可以通过以下几种途径观察中间变量，和最终结果的值。
①通过寄存器窗口查看各寄存器值。
②通过存储器窗口查看存储器中数据。
【视图】菜单下选择【存储器窗口】，可以查看或修改存储器中数据。
如在地址栏中输入：X:1000H或X:0X1000
说明：地址栏中
C:0X1000 表示显示程序存储器地址1000H中的数据
D:0X1000 表示显示内部数据存储器地址1000H中的数据
X:0X1000 表示显示外部数据存储器地址1000H中的数据
当要改写存储器中数据时，在数据上点击右键，再弹出的窗口中修改数据（默认输入十进制，十六进制必须在数后加H）。
③【外围设备】菜单下选择【I/O-Ports】，在弹出对话框中可以查看或者修改p1、p2、p3、p4输出端口值，如下图所示。
单片机原理与应用复习资料 第二章习题参考答案 一、填空题： 1、当MCS-51引脚ALE有效时〃表示从P0口稳定地送出了低8位地址。（备注：ALE 为地址锁存控制信号，书上P22） 2、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内数据存储器内开辟的区域。（p25 更具体些是在内部存储器的用户RAM区开辟的） 3、当使用8751且EA=1〃程序存储器地址小于1000H 时〃访问的是片内ROM。 4、MCS-51系统中〃当PSEN信号有效（备注：低电平为有效信号）时〃表示CPU要从外部程序存储器读取信息。（p22） 5、MCS-51有4组工作寄存器（p23 备注：称为通用寄存器或者工作寄存器）〃它们的地址范围是00H~1FH 。（延伸：通用寄存器占去32个单元，位寻址区占去16个单元，用户RAM区占去80个单元，三者总共为128个单元，组成内部数据存储器的低128单元区） 6、MCS-51片内20H~2FH（即为位寻址区）范围内的数据存储器〃既可以字节寻址又可 以位寻址。（p24） 7、PSW中RS1 RS0=10时〃R2的地址为12H 。 8、PSW中RS1 RS0=11时〃R2的地址为1AH 。（p27 查表2.3即可） 9、单片机系统复位后〃（PSW）=00H〃因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第0 组〃8个寄存器的单元地址为00H ~ 07H 。（p27 参考下一题） 10、PC复位后为0000H 。（p38 查表2.6即可，有各种寄存器的初始化状态） 11、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。（p37） 12、PC的内容为将要执行的下一条指令地址。（p30）
一、设计目的 1.1课题简介 如何实现防盗是很多人关心的问题，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，使人们的人身及财产安全受到很大威胁。电子密码锁是一种依靠电子电路来控制电磁锁的开和闭的装置，开锁需要输入正确密码，若密码泄露，用户可以随时更改密码。因此其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，可以满足广大用户的需要，现在广泛使用的有红外遥控电子密码锁，声控密码锁，按键密码锁等。 1.2课题研究目的 本设计是一种基于单片机的密码锁方案，根据基本要求规划单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时对单片机的型号选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配等都有注释。现在很多地方都需要密码锁，电子密码锁的性能和安全性大大超过了机械锁，为了提高密码的保密性，必须可以经常更改密码，以便密码被盗时可以修改密码。 本次设计的密码锁具备的功能：LED数码管显示初始状态“——————”，用户通过键盘输入密码，每输入一位密码，LED数码管相应有一位变为“P”，若想重新输入密码，只需按下“CLR”键。密码输入完毕后按确认键“#”，密码锁控制芯片将输入的密码和密码锁控制芯片中存储的密码相比，若密码错误，则不开锁，会有红灯亮提示，同时显示“Error”。若正确，则开锁，会有绿灯亮提示，同时显示“PASS”。用户可以根据实际情况随意改变密码值或密码长度，密码输入正确后可以按下“CHG”修改密码，输入新密码时每输入一位新密码相应有一位变为“H”，以便提示用户此时输入的是新密码，修改新密码时若想重新输入新密码只需按下“CLR”键即可。输入新密码后按确认键即修改成功，新密码写入单片机内部RAM中，以便以后用来确认密码的正确性。按下复位键，系统恢复初始状态，密码也恢复初始密码，本设计中初始密码是“096168”。 本次设计中硬件主要由我完成，软件主要由张振完成。 二、硬件设计 2.1概述 本系统主要由单片机最小系统、电源电路、输入键盘电路、输出显示电路、开锁电路等组成,系统框图如图1所示:
单片机基础资料介绍(doc 6页)
4.1 单片机介绍： 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。 单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个 计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的
基于51单片机电子万年历设计 专业：机电设备维修与管理姓名：杜洪浦指导老师： 摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。它可以对年、月、日、周日、时、分和秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3到5V电压供电。 万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C52单片机，液晶显示电路，复位电路，时钟电路，稳压电路电路以及串口下载电路等组成。在单片机的选择上使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。显示器使用液晶LCD1602。软件方面主要包括日历程序、液晶驱动程序，显示程序等。程序采用汇编语言编写。所有程序编写完成后，在Keil C51软件中进行调试，确定没有问题后，在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真。 关键词时钟电钟，DS1302，液晶LCD1602，单片机 目录 1设计要求与方案论证 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 系统基本方案选择和论证 (2) 1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (2) 1.2.2 显示模块选择方案和论证 (3) 1.2.3时钟芯片的选择方案和论证： (3) 1.3 电路设计最终方案决定 (3) 2系统的硬件设计与实现 (3) 2.1 电路设计框图 (4) 2.2 系统硬件概述 (4) 2.3 主要单元电路的设计 (4) 2.3.1单片机主控制模块的设计 (4)
《单片机原理及应用》习题答案 第一章计算机基础知识 1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？ 答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。 CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。 存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。按其功能可分为RAM和ROM。 输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。 总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。 1-3 什么叫单片机？其主要由哪几部分组成？ 答：单片机（Single Chip Microcomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。 1-4 在各种系列的单片机中，片内ROM的配置有几种形式？用户应根据什么原则来选用？ 答：单片机片内ROM的配置状态可分四种： （1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产； （2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机； （3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品；
（4）EEPROM（或Flash ROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。 1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制） 1-6 写出下列各数的BCD参与： 第二章MCS-51单片机的硬件结构 2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：8052单片机片内包括： ①8位中央处理器CPU一个 ②片内振荡器及时钟电路 ③256B数据存储器RAM。 ④8KB片内程序存储空间ROM ⑤21个特殊功能寄存器SFR ⑥4个8位并行I/O端口（32条线） ⑦1个可编程全双工串行口 ⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间 ⑨3个16位的定时器/计数器
单片机原理与接口技术课程设计题目：多功能电子闹钟 院系：电气与电子工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程1503 姓名： 学号： 指导教师： 二零一七年十二月
多功能电子闹钟 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，使用74LS245芯片进行驱动。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和三组定时闹钟的功能。 选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil 单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 关键词：单片机定时器中断闹钟 LED
目录 第1章方案的选择和论证 (1) 1.1单片机型号的选择 (1) 1.2按键的选择 (1) 1.3显示器的选择 (1) 1.4计时部分的选择 (1) 1.5发音部分的设计 (2) 1.6显示器驱动电路 (2) 1.7电源的选择 (2) 第2章数字电子钟的设计原理和方法 (3) 2.1设计原理 (3) 2.2硬件电路的设计 (3) 2.2.1 AT89C51单片机简介 (3) 2.2.2 键盘电路的设计 (3) 2.2.3 段码驱动电路 (4) 2.2.4 蜂鸣器驱动电路 (4) 2.3软件部分的设计 (5) 2.3.1 主程序部分的设计 (5) 2.3.2 中断定时器的设置 (5) 2.3.3 闹钟子函数 (6) 2.3.4 计时函数 (6) 2.3.5 键盘扫描函数 (8) 2.3.6 时间和闹钟的设置 (8) 第3章实验结果 (10) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)
第1章单片机概述参考答案 1.1 答：微控制器，嵌入式控制器 1.2 答：CPU、存储器、I/O口、总线 1.3 答：C 1.4 答：B 1.5 答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 1.6 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。 1.7 答：因为MCS-51系列单片机中的"MCS"是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。 1.8 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 1.9 单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。 DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。与单片机相比，DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线，DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU，它的地址总线数目较多能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统，所以能够处理复杂的系统管理任务和处理工作。因此，广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）以及军事上的应用。 1.10 广义上讲，凡是系统中嵌入了"嵌入式处理器"，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为"嵌入式系统"。但多数人把 "嵌入"嵌入式微处理器的系统，称为"嵌入式系统"。目前"嵌入式系统"还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的"嵌入式系统"，多指后者。 第2章 AT89S51单片机的硬件结构 1．答：AT89S51单片机的片内都集成了如下功能部件：（1）1个微处理器（CPU）；（2）128
1 绪论 电子表是20世纪50年代才开始出现的新型计时器。最早的一款电子表被称做“摆轮游丝电子表”，它诞生于1955年。这种手表用电磁摆轮代替发条驱动，以摆轮游丝作为振荡器，微型电池为能源，通过电子线路驱动摆轮工作。它的走时部分与机械手表完全相同，被称为第一代电子手表。1960年，美国布洛瓦公司最早开始出售“音叉电子手表”。这种手表以金属音叉作为振荡器，用电子线路输出脉冲电流，使机械音叉振动。它比摆轮式电子手表结构简单，走时更精确，被称为第二代电子手表。1969年，日本精工舍公司推出了世界上最早的石英电子表。石英电子表的出现，立刻成为了钟表界主流产品，它走时精确，结构简单，轻松地将一、二代电子表，甚至机械表淘汰出局。石英表又称“水晶振动式电子表”，因为它是利用水晶片的“发振现象”来计时的。当水晶受到外部的加力电压，就会产生变形和伸缩反应；如果压缩水晶，便会使水晶两端产生电力。这样的性质在很多结晶体上也可见到，称为“压电效果”。石英表就是利用周期性持续“发振”的水晶，为我们带来准确的时间。 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8为单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。 1.1 单片机的介绍 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提
单片机基础课后答案 第三版（就是它了） 第一章 一、填空题 1．1110 0EH 10011100 01100100 2． 4 3. 255 -51 4. 输入设备 5. 84 6. 630 * 8 * 1024 7. 位字节字bit btype word 8. 1111 1111 00100100 11011011 9. 110 89 -115 -50 二、单选： DBCAB BBCB 第二章 一、填空 1．PC PC 2．反向器晶振两只电容短 3．加电手动0000H 07H 第0 00H 07H 4． 6 2 1 12 5．DPTR DPH DPL 6．64KB 单选题 DCCAC AD 第三章 一、填空题： 1．1031 2．34H 1 1 1 3．略 4．1100H 5． 2 6．30H 71H 0A5H 0A5H 75H 0A7H 0AAH 0 1 IFH 1 1 0AAH 0 1 20H 1 0
0D5H 1 1 49H 0 0 二、单选题 CCBDCA 三、其它类型题 错错对 错错错 对错错 错错对 对对对 错对对 错对错 错对 （三）其它类型题 3．编写程序将RAM20H－23H 单元的高4 位写1，低4 位写0。 分析：就是把这四个单元写入F0H。用一个DJNZ 的循环。 ORG 0000H MOV R0,#1FH ;R0 指向20H 单元 MOV R5,#04H; 四个数 LOOP: INC R0 MOV @R0,#0F0H ; 写入 DJNZ R5,LOOP ; 循环4 次 END 4．把m 和m+1 单元存有两个BCD 数，将它们合并到m 单元中，编写程序完成。 (设m=30H, 高位在30H，低数在31H) ORG 0000H MOV A,30H ANL A,#0FH ；把它的高四位清零 SW AP A MOV 30H ,A；高低四位调一下，放回原处 MOV A,31H ANL A,#0FH ORL A,30H ；合并起来 MOV 30H,A END 5.将内部RAM 中从data 单元开始的10 个无符号数相加，其和送sum 单元多，假定相加结果小于255。编写程序完成。 (设data=30H, sun =50H) ORG 0000H MOV R0,#2FH ; 指向前一个单元 MOV R5,#0AH ；循环10 次 CLR A；先加到A中 LOOP: INC R0 ADD A,@R0
1 第7章 串行口通信技术 参考答案 一、单选题 C B A D A C A A B B 二、填空题 1．并行通信、串行通信 2. 同步串行通信、异步串行通信 3. 起始位、数据位、校验位、停止位 4. 高，空闲位 5. 同步移位寄存器 6. TXD ，RXD 7. 时钟频率fosc ，时钟频率fosc 、PCON 中的SMOD 位 8. 1位起始位、8位数据位、1位停止位 9. 定时器T1的溢出率、SMOD 10. 进行电平转换 三、简答题 1. 并行通信速度快，传输线多，适合于近距离的数据通信，但硬件接线成本高；串行通信速度慢，但硬件成本低，传输线少，适合于长距离数据传输。 2．异步串行通信每次发送由起始位、数据位、校验位和停止位四部分构成的而一个字符帧，起始位：位于字符帧开头，只占一位，低电平，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息。数据位：紧跟起始位之后的数据信息，低位在前，高位在后，用户可以自己定义数据位的长度。校验位：位于数据位之后，仅占一位，用来表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户编程决定。停止位：用来表征字符帧结束的位，高电平，通常可取1位、1.5位或2位。 3. 在方式1和方式3下，波特率由定时器T1的溢出率和SMOD 共同决定。即： 方式1和方式3的波特率=1T 32 2SMOD ?溢出率 当定时器/计数器T1做波特率发生器使用时，通常工作在模式2，即自动重装载的8位定时器，此时TL1作计数用，自动重装载的值在TH1内。设计数的预置值（初始值）为X ，那么每过256-X 个机器周期，定时器/计数器溢出一次，溢出周期为： )X 256(f 12osc -?。 溢出率为溢出周期的倒数，所以，波特率=) X 256(12f 322 osc SMOD -?。
第1章思考题及习题1参考答案 一、填空 1. 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为或。答：微控制器，嵌入式 控制器. 2.单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和三部分，通 过内部连接在一起，集成于一块芯片上。答：CPU、存储器、I/O口、总线 3. AT89S52单片机工作频率上限为 MHz。答：33 MHz。 4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低和提 高。答：成本，可靠性。 二、单选 1. 单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是 A．为了编程方便B．受器件的物理性能限制 C．为了通用性D．为了提高运算速度 答：B 2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。 A．辅助设计应用B．测量、控制应用 C．数值计算应用D．数据处理应用 答： B 3. 下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。 A．工业控制 B．家用电器的控制 C．数据库管理 D．汽车电子设备 答：C 三、判断对错 1. STC系列单片机是8051内核的单片机。对 2. AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM、1个中断 源、1个定时器（且具有捕捉功能）。对 3. 单片机是一种CPU。错 4. AT89S52单片机是微处理器。错
5. AT89C52片内的Flash程序存储器可在线写入，而AT89S52则不能。错 6. 为AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。对 7. 为AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。对 8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP 的长处。对 四、简答 1. 微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机、嵌入式处理器它们之间有何区别？ 答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 2. AT89S51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一型号的产品？“S”的含义是什么？ 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 3. 单片机可分为商用、工业用、汽车用以及军用产品，它们的使用温度范围各为多少？ 答：商用：温度范围为0～+70℃；工业用：温度范围为-40～+85℃；汽车用：温度范围为-40～+125℃；军用：温度范围为-55～+150℃。 4. 解释什么是单片机的在系统编程（ISP）与在线应用编程（IAP）。 答：单片机的在系统编程ISP（In System Program），也称在线编程，只需一条与PC机USB口或串口相连的ISP下载线，就可把仿真调试通过的程序代码从PC机在线写入单片机的Flash存储器内，省去了编程器。在线应用编程（IAP）就是可将单片机的闪存内的应用程序在线修改升级。 5. 什么是“嵌入式系统”? 系统中嵌入了单片机作为控制器，是否可称其为“嵌入式系统”? 答：广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为“嵌入式系统”。但多数人把“嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的“嵌入式系统”，多指后者。 6. 嵌入式处理器家族中的单片机、DSP、嵌入式微处理器各有何特点？它们的应用领域有何 不同？ 答：单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，
1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块 电子琴设有8个按键，其中7个作为音符输入，另外一个作为模式转换按键，实现用户存放的自动播放歌曲。7个按键分别代表7个音符，包括中音段的全部音符，通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴。然后通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序入口，实
第二章习题参考答案 一、填空题： 1、当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址。 2、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内数据存储器内开辟的区域。 3、当使用8751且EA=1，程序存储器地址小于1000H 时，访问的是片内ROM。 4、MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从外部程序存储器读取信息。 5、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址范围是 00H~1FH 。 6、MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。 7、PSW中RS1 RS0=10时，R2的地址为 12H 。 8、PSW中RS1 RS0=11时，R2的地址为 1AH 。 9、单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第 0 组，8个寄存器的单元地址为 00H ~ 07H 。 10、PC复位后为 0000H 。 11、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。 12、PC的内容为将要执行的的指令地址。 13、在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为 2us 。 14、内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为 26H 。 15、若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为 0 。 16、8051单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为 04H ，因上电时PSW= 00H 。这时当前的工作寄存器区是第 0 工作寄存器区。 17、使用8031芯片时，需将/EA引脚接低电平，因为其片内无程序存储器。 18、片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分：工作寄存器区、位寻址区 和用户RAM区。 19、通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把 PC 的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到 PC 。 20、MCS－51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS －51的PC是16位的，因此其寻址的范围为 64 KB。 21、MCS-51单片机片内RAM的寄存器共有 32 个单元，分为 4 组寄存器，每组 8 个单元，以R0~R7作为寄存器名称。 22、但单片机的型号为8031/8032时，其芯片引线EA一定要接低电平。 二、选择题： 1、当MCS-51复位时，下面说法正确的是（ A ）。 A、 PC=0000H B、 SP=00H C、 SBUF=00H D、 P0=00H 2、PSW=18H时，则当前工作寄存器是（ D ）。 A、 0组 B、 1组 C、 2组 D、 3组 3、MCS-51上电复位后，SP的内容应是（ B ）。 A、 00H B、 07H C、 60H D、 70H 4、当ALE信号有效时，表示（ B ）。 A、从ROM中读取数据 B、从P0口可靠地送出低8位地址 C、从P0口送出数据 D、从RAM中读取数据 ５、MCS—51单片机的CPU主要的组成部分为（ A ）。 A、运算器、控制器 B、加法器、寄存器 C、运算器、加法器 D、运算器、译码器
1第一位隔一秒闪烁一次 #include
while(1) { for(i=0;i<35;i++) { P0=discode[i]; delayms(250); } } } 3拉幕式与闭幕式广告灯 #include
目录 第1节引言 (1) 1.1 电子密码锁述 (1) 1.2 本设计主要任务 (1) 1.3 系统主要功能 (2) 第2节系统硬件设计 (3) 2.1 系统的硬件构成及功能 (3) 2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明 (3) 第3节系统软件设计 (5) 3.1 系统主程序设计（流程图） (5) 3.2 软件设计思想 (5) 3.3 储单元的分配 (5) 3.4 系统源程序 (6) 3.5 系统应用说明 (9) 3.6 小结 (9) 结束语 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)
电子密码锁 第1节引言 1.1 电子密码锁概述 随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要求可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。传统的门锁既要备有大量的钥匙，又要担心钥匙丢失后的麻烦。另外，如：宾馆、办公大楼、仓库、保险柜等，由于装修施工等人住时也要把原有的锁胆更换，况且钥匙随身携带也诸多便。随着单片机的问世，出现了带微处理器的密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化、科技化等功能。从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。目前西方发达国家已经大量应用智能门禁系统，可以通过多种的更加安全更加方便可靠的方法来实现大门的管理。但电子密码锁在我国的应用还不广泛，成本还很高，希望通过不断地努力使电子密码锁能够在我国及居民日常生活中得到广泛应用，这也是一个国家生活水平的体现。 很多行业的许多地方都要用到密码锁，随着人们生活水平的提高，如何实现家庭或公司的防盗这一问题也变的尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，再者，普通密码锁的密码容易被多次试探而破译，所以，考虑到单片机的优越性，一种基于单片机的电子密码锁应运而生。电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。 设计本课题时构思的方案：采用以AT89C2051为核心的单片机控制方案；能防止多次试探而不被破译，从而有效地克服了现实生活中存在的许多缺点。 1.2 本设计主要任务 （1）共8位密码，每位的取值范围为1～8。 （2）用户可以自行设定和修改密码。 （3）按每个密码键时都有声、光提示。 （4）若键入的8位开锁密码不完全正确，则报警5秒钟，以提醒他人注意。
1. X1 = +42、X2=-82,则/1］反= B, ^2］补= 2. 3. MOV RO, 30H 中,30H 的寻址方式称之为 4. MOV C, 30H 源操作数寻址方式为 寻址。 5. MCS-51的雄栈是在— 一中开辟的。 6. MCS-51片内20H-2FH 范围内的数据存储器,即可以字节寻址又可以 寻址。 7. 8051单片机读片外程序存储器MOVC 指令采用的是— 一寻址方式。 8. 若系统晶振频率为6MHz,则MUL AB 指令的周期为— _ps 9. 12根地址线可?选择 存储单元，32KB 存储单元需要 根地址线。 10. 设(A) =55H, (R5) =0AAH,贝ij 执行ANL A, R5指令后的结果是＜A)= ,( R5) 11. 12. MCS-51中T1中断服务程序入I I 地址为 13. 14. 通常单片机上电复位时PC = H 、SP = Ho A 、P0 I I 和 P2 I I B 、P0 I I C 、P2 I I 和 P3 I I 3. 在单片机内部, 反应林序运行状态或反应运算结果的一个特征奇存器是（ A 、 PC B 、PSW C 、A D 、SP 4. 在堆栈操作中, 当进栈数据全部弹出后，这时SP 应指向（ ） A 、 C 、栈底单元地址加 1 D 、栈底单兀地址减1 单片机基础及其应用习题（含答案） 2011-06-02 21:57:031分类：款认分类|标斜 |字号大中小订阅 填空题 PSW 中RS1=1. RS0=0,则当前工作寄存器为 组通用寄存器（从第0组排起）o 若用传送指令访bd MCS-51的程序存储器,它的操作码助记符应为 欲对300个外部事件计数，可以选用定时器/计数器的工作模式. 选择题 1. 8031单片机内部RAM 中既可位寻址又可字节寻址的单元字节地址是 A. 20H B.30H C.OOH D.70H 2. MCS-51系列单片机外部扩展存储器芯片时，4个l/OI I 中用作数据总线的是（ B 、7FH 单元
目录 目录 (1) 第1章概述 (1) 1.1实验原理 (1) 第2章设计思路及框图 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2设计框图 (2) 第3章系统的硬件设计 (2) 3.1主控制部件 (2) 3.2显示模块 (3) 3.3晶振模块 (3) 3.4按键模块 (3) 3.5驱动模块 (4) 第4章电路设计原理图 (4) 4.1电路原理图 (4) 第5章程序设计 (5) 5.1程序流程图 (5) 5.2源程序 (6) 第6章系统的验证及调试 (26) 6.1日期设置显示测试 (26) 6.2秒表测试 (26) 6.3倒计时测试 (27) 第7章总结 (28) 第8章参考文献 (28)
第1章概述 1.1实验原理 单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。 单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。本课题讨论的方波发生器的核心是目前应用极为广泛的 51系列单片机。 利用AT89C51单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为0，每中断一次中断计数初值加1，当加到100时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。 为了将时间在6位LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。 第2章设计思路及框图 2.1设计思路 针对要实现的功能，采用AT89S51单片机进行设计，AT89S51 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，第一，熟悉AT89S51单片机，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二，设计硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三，画图部分：设计好电路后进行画图。第四，软件部分：先学习理解汇编语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，实现想要的功能。
单片机基础知识点总结 单片机基础知识点总结 第1章 1、微型计算机通常由哪些部分组成？各有哪些功能？ 答：微型计算机通常由控制器、运算器、存储器、输入输出接口电路、输入设备和输出设备组成。控制器的功能是负责从内部存储器中取出指令 并对指令进行分析、判断、并根据指令发出控制信号，使计算机有条不紊 的协调工作；运算器主要完成算数运算和逻辑运算；存储器用于存储程序 和数据；输入输出接口电路完成CPU与外设之间相连；输入和输出设备用于和计算机进行信息交流的输入和输出。 2、单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区别？有哪些特点？ 答：与通用微型计算机相比，单片机的硬件上，具有严格分工的存储器ROM和RAM和IO端口引脚具有复用功能；软件上，采用面向控制的 指令系统和硬件功能具有广泛的通用性，以及品种规格的系列化。单片机 还具备体积小、价格低、性能强大、速度快、用途广、灵活性强、可靠性 高等特点。 3、单片机的几个重要指标的定义。 答：单片机的重要指标包括位数（单片机能够一次处理的数据的宽度）、存储器（包括程序存储器、数据存储器）、IO口（与外界进行信息交换）、速度（每秒执行多少条指令）、工作电压（通常是5V）、功耗和温度。
4、单片微型计算机主要应用在哪些方面？ 答：单片机的主要应用领域有智能化产品、智能化仪表、智能化测控系统、智能化接口等方面。 5、单片机的特点 存储器ROM和RAM严格分工；采用面向控制的指令系统；输入输 出端口引脚具有复用功能；品种规格的系列化；硬件功能具有广泛的通用 性 6、水塔水位的控制原理 (1)当水位上升达到上限时，B、C棒与A棒导电，从而与+5V电源连通。b、c两端均呈高电平状态，这时应使电机和水泵停止工作，不再给水 塔供水。(2)当水位降到下限以下时，B、C棒不与A棒导电，从而断开与 +5 V电源的连通。b、c两端均呈低电平状态。这时应启动电机，带动水泵工作给水塔供水。(3)当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导电，而C棒不与A棒导电。b端呈高电平状态，c端呈低电平状态。这时无论是电机已在运转还是停止，都应维持电机和水泵的现有工作状态，直到水位上升到 水位上限或下降到水位下限。 第2章 1、MCS-51单片机内部包含哪些主要功能部件？它们的作用是什么？ 答：MCS-51单片机在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时计数器、多功能IO口和中断控制等基本功能部件。1)单片机的核心部分是CPU，CPU是单片机的大脑和心脏。2)程序存储器用于存放编好的程序或表格常数。数据存储器用于存放中间运算结果、数据暂存和缓冲、标志位等。3)