认识单片机及其开发环境.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,认识单片机及开发环境,单片机编程与实现,认识单片机及其开发环境,1,利用,KEIL c,输入程序,2,接入仿真器，按书本操作方法调试（实验板）,3,观察结果,4,对新现象提出问题：,单片机？,程序？,操作设备及软件？,相关知识,目 录,1.1,单片机的基本概念,1.2 单片机的发展概况,1.3 单片机的应用,模式,1.4 单片机,开发过程,1.5 单片机的,型号,1.,6,单片机的,开发环境,1.1,单片机的基本概念,微机是微型计算机的简称，它是由主机和外部设备,等,组成的。如图1.1所示。,单片机就是把微机的主机部分（图1.1虚线框内的）集成到一块集成电路芯片上所得到的。,微处理器,存储器,外部设备,接口适配器,地址总线,数据总线,控制总线,图,1-1,微机的组成,单片机：将中央处理器，随机存储器，只读存储器，中断系统，定时器,/,计数器以及,I/O,接口电路等主要微型计算机的部件集成在一块芯片上，使其具有计算机的基本功能。,就叫做单片微型计算机（,Single Chip Micro Computer,，,SCMC,），简称单片机。,1.2,单片机的发展概况,主要内容,1.2.1,单片机的历史,1.2.1,单片机技术的发展,1.2.1,单片机的历史,一、第一代：单片机探索阶段,主要有通用,CPU68xx,系列和专用,CPUMCS-48,系列。,二、第二代：单片机完善阶段。,三、第三代：微控制器形成阶段。,以,805l,系列为代表,四、,第四代：微控制器百花齐放。,1.2.2,单片机技术的发展,一、主流型机发展趋势。,8,位单片机为主流，少量,32,位机，,16,位机可能被淘汰。,二、全盘,CMOS,化趋势。,指在,HCMOS,基础上的,CMOS,化，,CMOS,速度慢、功耗小，而,CHMOS,具有低功耗及低功耗管理技术等特点。,1.2.2,单片机技术的发展,三、,RISC,体系结构的发展。,采用,RSIC,体系结构可以精简指令系统，使其绝大部分为单周期指令，很容易实现流水线作业,(,单周期指令速度可达,12 MlPS),四、大力发展专用单片机。,五、,OTPROM,、,flashROM,成为主流供应状态。,六、,ISP,及基于,ISP,的开发环境。,1.2.2,单片机技术的发展,七、单片机的软件嵌入。,ROM,空间足够大后，可装入如平台软件、虚拟外设软件和用于系统诊断管理的软件等，以提高开发效率。,八、实现全面功耗管理。,如采用：,ID,、,PD,模式、双时钟模式、高速时钟低速时钟模式和低电压节能技术。,九、推行串行扩展总线。,1.2.2,单片机技术的发展,十、,ASMIC,技术的发展。,如以,MCU,为核心的专用集成电路,(ASIC),。,1.3,单片机的应用模式,主要内容,1.3.1,单片机的应用系统结构,1.3.2,单片机的分类,一、单片机,指应用系统主处理机，即所选择的单片机,器件,。,二、单片机系统,指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资,源要求而构成的基本系统，如时钟电路、复,位电路和扩展存储器等与单片机构成了单片,机系统。,1.3.1,单片机应用系统的结构,三、单片机应用系统,指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机,系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通道、,后向通道、人机交互通道,(,键盘、显示器、打印机等,),和串行通信口,(RS232),以及应用程序等。,1.3.1,单片机的应用系统结构,1.3.1,单片机的应用系统结构,一、按应用领域、通用性、总线结构分类。,1),按应用领域可分为：家电类、工控类、通信类、个人信息终端等。,2),接通用性可分为：通用型和专用型,(,如计费率电表、电子记事簿,),。,3),按总线结构可分为：总线型和非总线型。如,89C51,为总线型，有数据总线、地址总线及相应的控制线,(WR,、,RD,、,EA,、,ALE,等,),；,89C2051,等为非总线型，其外部引脚少，可使成本下降。,1.3.2,单片机的分类,二、按提供的存储器类型分类。,1)MASKROM,类：程序在芯片封装过程中用掩膜工,艺制作到,ROM,区中，如,80C51,，适合大批生产。,2)EPROM,类：紫外线可擦写存储器类，如,87C51,，,价格较贵。,3)ROMless,类：无,ROM,存储器，如,80C31,，电路扩,展复杂，较少用。,4)OTPROM,类：可一次性写入程序。,5)FIashROM(MTPROM),类：可多次编程写入的存,储器，如,89C51,、,89C52,，,1.3.2,单片机的分类,1.4,单片机开发过程,(1),硬件系统设计调试。如电路设计、,PCB,印制板绘制等。,(2),应用程序的设计。可使用如,Wave,、,Keil,等汇编工具软件进行源程序编写、编译调试等。,(3),应用程序的仿真调试。指用仿真器对硬件进行在线调试或软件仿真调试，在调试中不断修改、完善硬件及软件。,(4),单片机应用程序的烧写。用专用的单片机烧写器可将编译过的二进制源程序文件写入单片机,(F1ashROM),芯片内。,(5),系统脱机运行检查。进行全面检查，针对出现的问题修正硬件、软件或总体设计方案。,1.5,单片机具体型号,本书主要介绍目前较为流行的,MCS-5l,系列单片机。,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多个种类，如,803l,、,8051,、,8751,、,8032,、,8052,、,8752,等，其中,8051,是最早、最典型的产品，该系列其他单片机都是在,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。,由于单片机的种类很多，在选择单片机时要,依据实际设计要求选择合适的单片机。,1.5,单片机具体型号,51,系列单片机除了上述常用的种类外，还有,一些功能增强型的系列。,1.5,单片机具体型号,除了常用的,51,系列单片机外，还有一些其他,的单片机系列。,1.5,单片机具体型号,1.6,单片机系统的开发工具及环境,一、单片机,C,语言开发工具,Keil C51,Keil C51,是,Keil Software,公司出品的,51,系列兼容单片机,C,语言软件开发系统。,提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,Vision2,，全,Windows,界面，生成的目标代码效率非常高。,（软件直接操作演示）,知识补充：,Keil C,操作界面,编辑状态的操作界面主要由,5,部分组成：,最上面的菜单栏、菜单栏下面的工具栏、左边的工程管理窗口、中间的编辑窗口、下面的输出信息窗口。,菜单项主要有：文件、编辑、视图,(View),、工程、调试、片内外设,(Peripherals),、工具、软件版本控制系统,(SVCS),、窗口、帮助。,工具都是相应菜单项的快捷操作按钮，所以，下面以介绍菜单项为主线，并指明对应的工具按钮。,图,4-6 Keil C51,在编辑状态下的操作界面,输出信息窗口,工程管理器窗口,工具栏,菜单栏,编辑窗口,一、文件（,File,）菜单,文件菜单下都是常见的项，不再给出对应的工具按钮。,1,）,New2,）,Open,3,）,Close4,）,Save,5,）,Save as,6,）,Device Database,：维护器件数据库,7,）,Print Setup,：设置打印机,8,）,Print9,）,Exit,二、编辑（,Edit,）菜单,1,）,Undo2,）,Redo,：恢复上次的撤销,3,）,Cut4,）,Copy,5,）,Paste,6,）,Indent Select Text,：缩进一个制表符位,7,）,Unindent Select Text,左移一个制表符位,8,）,Toggle Bookmark,：在当前行置书签,9,）,Goto Next Bookmark,移光标到下一书签,10,）,Goto Previous Bookmark,：,移光标到上一个书签,11,）,Clear All Bookmark,：清除当前文件中所有的书签,12,）,Find,13,）,Replace,：查找与替换,14,）,Find in Files,：在多个文件中查找字符串,15,）,Goto Matching Brace,：寻找匹配的各种括号,三、查看（,View,）菜单,1,）,Status Bar,：显示或隐藏状态栏,2,）,File Toolbar,：显示或隐藏文件工具栏,3,）,Build Toolbar,：显示或隐藏编译工具栏,4,）,Debug Toolbar,：显示或隐藏调试工具栏,5,）,Project Windows,：显示或隐藏工程窗口,6,）,Output Windows,：显示或隐藏输出窗口,7,）,Source Browser,：打开源文件浏览器窗口,8,）,Disassembly Windows,：,显示或隐藏反汇编窗口,9,）,Watch&Call Stack Windows,：显示或隐藏观察和堆栈窗口,10,）,Memory Windows,：显示或隐藏存储器窗口,11,）,Code Coverage Windows,：显示或隐藏代码覆盖窗口,12,）,Performance Analyzer Windows,：显示或隐藏性能分析窗口,13,）,Symbol Windows,：显示或隐藏符号变量窗口,14,）,Serial Windows#1,：显示或隐藏串行口窗口,1,15,）,Serial Windows#2,：显示或隐藏串行口窗口,2,16,）,Toolbox,：显示或隐藏工具箱,17,）,Periodic Windows Update,：在调试运行程序时，周期刷新调试窗口,18,）,Workbook Mode,：显示或隐藏工作簿窗口的标签,19,）,Option,：设置颜色、字体、快捷键和编辑器选项,四、工程（,Project,）菜单,1,）,New Project,：创建一个新工程,2,）,Import,Vision2 Project,：导入工程文件,3,）,Open Project,：打开一个已有工程,4,）,Close Project,：关闭当前工程,5,）,Components Environment and Books,：设置工具书、包含文件和库文件的路径,6,）,Select Device for Target,：从器件库中选择一种,CPU,7,）,Remove Groups,：从工程中删去组或文件,8,）,Option for Target,：设置对象、组或文件的工具选项，设置当前目标选项，选择当前目标,9,）,Build Target,：编译修改过的文件并生成应用,10,）,Rebuild Target,：重新编译所有的文件并生成应用,11,）,Translate,：编译当前文件,12,）,Stop Build,：停止当前的编译过程,五、调试（,Debug,）菜单,1,）,Start/Stop Debugging,：启动,/,停止调试模式,2,）,Go,：全速运行,3,）,Step,：跟踪运行,4,）,Step Over,：单步运行,5,）,Step out of current function,：一步执行完当前函数并返回,6,）,Run to Cursor line,：一步运行到当前光标处,7,）,Stop Running,：停止运行,8,）,Breakpointing,：打开断点对话框,9,）,Insert/Remove Breakpoint,：在当前行设置,/,清除断点,10,）,Enable/Disable Breakpoint,：使能,/,禁止当前行的断点,11,）,Disable All Breakpoints,：禁止所有断点,12,）,Kill All Breakpoints,：清除所有断点,13,）,Show Next Statement,：显示下一条指令,14,）,Enable/Disable Trace Recording,：使能,/,禁止跟踪记录,15,）,View Trace Records,：显示执行过的指令,16,）,Memory Map,：打开存储空间配置对话框,17,）,Performance Analyzer,：打开性能分析设置窗口,18,）,Inline Assembly,：对某一行重新汇编，且可以修改汇编代码,19,）,Function Editor,：编辑调试函数和调试配置文件,六、片内外设（,Peripheral,）菜单,1,）,Reset CPU,：,复位,CPU,2,）,Interrupt,：,设置,/,观察中断（触发方式、优先级、使能等）,3,）,I/O Ports,：,设置,/,观察各个,I/O,口,4,）,Serial,：设置,/,观察串行口,5,）,Timer,：设置,/,观察各个定时器,/,计数器,6,）,A/D Converter,：设置,/,观察,A/D,转换器,7,）,D/A Converter,：设置,/,观察,D/A,转换器,这一部分的内容，与选择的,CPU,有关。,七、工具（,Tools,）菜单,1,）,Setup PC-Lint,：配置,PC-Lint,2,）,Lint,：用,PC-Lint,处理当前编辑的文件,3,）,Lint all C Source Files,：用,PC-Lint,处理当前项目中所有的,C,文件,4,）,Setup Easy-Case,：配置,Siemens,的,Easy-Case,5,）,Star/Stop Easy-Case,：启动或停止,Easy-Case,6,）,Show File,（,Line,）：用,Easy-Case,处理当前编辑的文件,7,）,Customize Tools Menu,：将用户程序加入工具菜单。,八、软件版本控制系统（,SVCS,）菜单,软件版本控制系统菜单只有一项：,Configure Version Control,：配置软件版本控制系统命令,九、视窗（,Windows,）菜单,1,）,Cascade,：以相互重叠方式排列文件窗口,2,）,Tile Horizontally,：以不重叠方式水平排列文件窗口,3,）,Tile Vertically,：以不重叠方式垂直排列文件窗口,4,）,Arrange Icons,：在窗口的下方排列图标,5,）,Split,：将当前窗口分成几个窗格,6,）,Close All,：关闭所有窗口,十、帮助（,Help,）菜单,1,）,Vision Help,：打开,Vision,在线帮助,2,）,Open Books Window,：打开电子图书窗口,3,）,Simulated Peripherals for,：显示片内外设信息,4,）,Internet Support Knowledegebase,：打开互联网支持的知识库,5,）,Contact Support,：联系方式支持,6,）,Check for Update,：检查更新,7,）,About,Vision,：显示,Vision,的版本号和许可证信息,3 Keil C,应用,在,Keil C,中，文件的管理采用的是项目（也叫工程）方式，而不是以前的单一文件方式。,工程管理器的功能：对,C51,源程序、汇编源程序、头文件等文件统一管理；可以对文件进行分组。如图,4-7,所示。,工程管理窗口内容及分布，与,Windows,的资源管理器相似。,图,4-7 Keil C51,的,工程管理器,一、项目的建立,1,、建立项目,选择,Project,菜单下的,New Project,命令，创建新工程，在对话框中设定新工程的位置，输入新工程名字保存即可。,2,、选择,CPU,在出现的为新工程选择,CPU,的界面，在,“,data base,”,栏下选择所使用的,CPU,。确定后，会弹出一,“,Copy Standard 8051 Startup Code to Project Folder and Add File to Project,”,信息，一般选择,“,是,”,即可。,二、给项目加入程序文件,加入的文件可以是,C,文件，也可以是汇编文件。加入程序文件的过程如下。,1,）在项目管理器窗口中展开,Target1,文件夹,，可以看到,Source Group1,。,2,）向,Source Group1,添加文件,。在,Source Group1,点击鼠标右键，会弹出一菜单，其中有一,“,Add Files to Group,Source Group1,”,命令，点击后会弹出一对话框，选择需要加入的程序文件,，并且一次可以加入多个文件。如图,4-9,所示。,3,）移走项目：在欲移走的文件上点击鼠标右键，会弹出一菜单，执行其中的,“,Remove File,*,”,命令即可。,4,）对文件分组：可以按功能对项目管理器中的文件分成组，如图,4-7,所示。先使用图,4-9,中的,“,Manage Components,”,命令建立组，然后用鼠标直接在组之间移动文件即可。,图,4-9,项目添加文件和组件命令,三、项目的编译链接,设置输出,.hex,文件：,在,Target1,上点击鼠标右键，出现类似图,4-9,所示的菜单，点击执行,“,Options for Target,Target1,”,命令，在弹出的会话界面选择,“,Output,”,标签，选中,“,Create HEX File,”,项即可。,编译链接方法：使用,Project,菜单下的,Build target,命令或,Rebuild all target Files,命令，或者直接点击工具栏中对应的按钮。,编译链接结果：,若有错误则不能通过，并且会在信息窗口给出相应的错误信息。,编译链接通过后，会产生一,.hex,目标文件,。,4,项目的运行调试,这一部分介绍怎样对项目运行调试，怎样观察修改各部分的数据，怎样观察修改各片内外设的运行状态。,本章小结,本章,初步地介绍的单片机的概念、发展历史、代表型号和作用，同时还介绍了单片机编程环境的使用方法，简单了解了程序的下载。,相关课程设计课题,项目一 查询某型号单片机的应用,1,任务,查询某型号单片机的应用，并做介绍。,2,要求,（,1,）查询某款单片机在某种产品上的应用。,（,2,）查询这款单片机的生产厂家和相关型号。,（,3,）简单介绍它在这款产品中的作用。,