全国高等院校应用型创新规划教材·计算机系列单片机原理及应用教程/万隆

项目一 单片机控制LED 【项目导入】 本项目将从应用的角度，通过具体的案例一步步地教会大家如何使用单片机，对单片机的四个并行口的学习和掌握是学好本门课程*基础也是*关键的要求，重点是掌握单片机并行口的功能。本项目为单片机控制LED，试图使读者掌握单片机的核心知识——并行口的使用。 【项目分析】 本项目通过分析单片机的引脚及其功能、并行口的结构特点、循环语句的结构和使用以及按键的相关知识等，逐步完成点亮一盏LED小灯、控制小灯循环亮灭、经典的流水灯控制三个任务来完成单片机控制LED的学习，进而对单片机的并行口的知识点有更深的认识。 【能力目标】 (1) 熟悉单片机软件集成开发环境与调试技巧。 (2) 画出单片机控制二极管的电路原理图。 (3) 在*小系统的基础上，搭建控制LED的电路原理图。 (4) 建立软件开发环境，编写控制程序，并编译生成目标文件。 (5) 下载到开发板，调试通过。 【知识目标】 (1) 掌握单片机的引脚及功能。 (2) 掌握单片机并行口的电路结构及特点。 (3) 掌握单片机并行口的控制方式。 (4) 掌握while循环语句和for循环语句的结构和使用。 (5) 掌握按键的去抖和使用。 任务一 点亮一盏LED小灯 【知识储备】 一、51系列单片机的引脚及功能 51系列单片机有3种封装形式：①40引脚双列直插封装(DIP)；②44引脚PLCC封装；③48引脚DIP封装。下面以40引脚双列直插封装为例，简单介绍51单片机的引脚分布及功能。图1-1所示为51单片机的引脚分布图。 图1-1 51单片机引脚分布图 1．电源及时钟引脚 VCC(40脚)：主电源正端，接+5V。 VSS(20脚)：主电源负端，接地。 XTAL1(19脚)：片内高增益反向放大器的输入端，接外部石英晶体和电容的一端。若使用外部输入时钟，该引脚必须接地。 XTAL2(18脚)：片内高增益反向放大器的输出端，接外部石英晶体和电容的另一端。若使用外部输入时钟，该引脚作为外部输入时钟的输入端。 2．控制信号引脚 RST/VPD(9脚)：RST是复位信号输入端，高电平有效，此端保持两个机器周期(24个时钟周期)以上的高电平时，就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能 VPD，即备用电源的输入端。当主电源VCC发生故障降低到低电平规定值时，将+5V电源自动接入RST端为RAM提供备用电源，以保证存储在RAM中的信息不丢失，从而使复值后能继续正常运行。 ALE/ (30脚)：地址锁存控制信号。在总线方式扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送，目前基本不用。 除此之外，ALE是以六分之一晶振频率的固定频率输出的正脉冲，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 (29脚)：总线扩展方式下，程序存储器的读允许信号输出端，目前基本不用。 /VPP(31脚)：片内程序存储器选通控制端，低电平有效。当 端保持低电平时，将只访问片外程序存储器。当 端保持高电平时，执行访问片内程序存储器，但在PC(程序存储器)值超过0FFFＨ(对51子系列)或1FFFH(对52子系列)时，将自动转向执行片外程序存储器内的程序。 3．输入/输出引脚P0口、P1口、P2口、P3口 P0口(P0.0～P0.7，39～32脚)：P0有两种工作方式。一是作为普通I/O口使用时，它是一个8位漏极开路型准双向I/O端口。每一位可驱动8个LSTTL负载。若驱动普通负载，它只有1.6 mA的灌电流驱动能力，拉负载能力仅为几十微安。高电平输出时，要接上拉电阻以增大驱动能力。当P0口作为普通输入接口时，应先向P0口锁存器写1。 P1口(P1.0～P1.7，1～8脚)：P1口是唯一的单功能接口，仅能作为通用I/O接口用。它是自带上拉电阻的8位准双向I/O端口，每一位可驱动4个LSTTL负载，当P1口作为输入接口时，应先向P1口锁存器写1。 P2口(P2.0～P2.7，21～28脚)：P2口是自带上拉电阻的8位准双向I/O接口，每一位可驱动4个LSTTL负载。当P2口作为输入接口时，应先向P2口锁存器写1。 P3口(P3.0～P3.7，10～17脚)：P3口也是自带上拉电阻的8位准双向I/O接口，每一位可驱动4个LSTTL负载。当P3口作为输入接口时，应先向P3口锁存器写1。P3口除了作为一般准双向I/O接口使用外，每个引脚还有第二功能，如表1-1所示。 表1-1 P3口每个管脚的第二功能 P3口线 第二功能 P3.0 RXD(串行接收) P3.1 TXD(串行发送) P3.2 INT0(外部中断0输入，低电平或下降沿有效) P3.3 INT1(外部中断1输入，低电平或下降沿有效) P3.4 T0(定时器0外部输入) P3.5 T1(定时器1外部输入) P3.6 WR(外部数据RAM写使能信号，低电平有效) P3.7 RD(外部数据RAM读使能信号，低电平有效)