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C语言第一个试验:点亮一个发光管-----51单片机汇编语言教程
作者:本站  来源:www.chinadpj.com  发布时间:2008-5-2 20:05:59  发布人:admin

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C语言第一个试验:点亮一个发光管-----51单片机汇编语言教程

 第一课,了解单片机及单片机的控制原理和DX516 的用法,控制一个LED 灯的亮和灭
本章学习内容:
单片机基本原理,如何使用DX516 仿真器,如何编程点亮和灭掉一个LED 灯,如何进入KEILC51uV
调试环境,如何使用单步,断点,全速,停止的调试方法
单片机现在是越来越普及了,学习单片机的热潮也一阵阵赶来,许多人因为工作需要或者个人兴趣需
要学习单片机。可以说,掌握了单片机开发,就多了一个饭碗。
51 单片机已经有30 多年的历史了,在中国,高校的单片机课程大多数都是51,而51 经过这么多年的发展,也增长了许多的系列,功能上有了许多改进,也扩展出了不少分支。而国内书店的单片机专架上,也大多数都是51 系列。可以预见,51 单片机在市场上只会越来越多,功能只会越来越丰富,在可以预见的数十年内是不可能会消失的。
作为一个初学者,如何单片机入门?需要那些知识和设备呢?知识上,其实不需要多少东西,会简单
的C 语言,知道51 单片机的基本结构就可以了。一般的大学毕业生都可以快速入门,自学过这2 门课程的高中生也够条件。
就算你没有学过单片机课程,只掌握了C 语言的皮毛,通过本系列的教程,您也会逐渐的进入单片机
的大门。当然在学习的过程中,您还是必须多去研读单片机书籍,了解他们的基本结构及工作方式。
下面以51 为例来了解一下单片机是什么东西,控制原理又是什么?
在数字电路中,电压信号只有两种情况,高电平和低电平,用数字来记录就是1 和0。单片机内部的
CPU,寄存器,总线等等结构都是通过1 和0 两种信号来运作的,数据也是以1 或者0 来保存的。单片机的输入输出管脚,也就是IO 口,也是只输出或识别1 和0 两种信号,也就是高电平和低电平。当单片机输出一个或一组电平信号到IO 口后,外部的设备就可以读到这些信号,并进行相应操作,这就是单片机对外部的控制。当外部一个或一组电平信号送到单片机的IO 口时,单片机也可以读到这些信号,并进行分析操作,这就是单片机对外部设备信号的读取。当然实际的操作中,这些信号可能十分复杂,必须严格地按照规定的时间顺序(时序)输入输出。每种设备也都规定了自己的时序,只要都严格遵守,就可以控制任何设备,做出只要你想象得出的任何事情。
您可能会再问,我如何让单片机去控制和分析外部设备呢?答案是程序,您可以编写相关的程序,并
且把他们烧写到单片机内部的程序空间,单片机在上电时,就会一步一步按照您写的程序去执行指令,做您想做的事情。
在51 标准芯片中,有32 个输入输出IO,分为4 组,每组8 个,分别为P0 口,P1 口,P2 口,P3 口。
P1 口的8 条脚就用P1.0 至P1.7 表示,其余类似。51 就是用这32 个口来完成所有外部操作的。对于51 的内部结构,如果您已经了解,那是最好;如果不懂,也可以先放下,在完成了本教程开始的几个章节之后,您就会大有兴趣,自己去寻找资料阅读了。当然,如果您希望成为一个优秀的单片机开发程序员,还是必须熟悉单片机的内部结构及工作原理,切不可偷懒!
在这一章,您将用程序去控制一个LED 发光管的亮和灭。你应该知道,LED 发光管在通过一定电流时
亮,不通电就灭。为了不让LED 通过太大的电流把它烧坏,我们还要串上限流电阻。51 的IO 是弱上拉的方式,在输出高电平时,只能输出几十微安的电流到地,而在输出低电平时,VCC 电源可以输入几十毫安的电流到IO。一般LED 需要10 毫安左右电流点亮,我们就将LED 接在电源VCC 和IO 口之间,中间串上电阻,当IO 输出低电平时,灯就亮了,反之,灯就灭了。我们在这个程序里要控制的是P1.0。请参考一下我们将要使用的试验板的电路图,这个试验板是在购买dx516 仿真器是赠送的。
图1,试验电路图


图2:试验板外观图


下面介绍一下仿真器和仿真环境。
在实际的单片机学习和开发中,你可以用仿真器模拟一个CPU 芯片,让它按照您编写的程序工作,并
且进行调试,一步步排除程序的bug,使程序正常工作。程序工作正常后,您就可以用烧写器将您编写的程序烧入购买来的单片机芯片中,让它自己去运行了。
要使用仿真器,还得有一个编译调试的环境,这个环境是在计算机上运行的,我们就在计算机上编写
和调试程序,计算机和仿真器有连接,仿真器中的各种数据和程序,都可以从计算机上观察到,并可以观察变量,写入变量的值,单步调试程序,在程序中设置断点调试,全速运行,停止程序运行,等等操作。
我们使用世界上目前最先进的keilC51 编译调试环境,仿真器使用大虾电子网( http://www.daxia.com
设计的DX516 专业版仿真器,这个仿真器功能齐全,性价比最佳,是学习开发的好工具!
您可以在此页http://www.daxia.com/product/dx58/ 的资料下载栏目里下载到keilc51 相关的中文说明资料,这些资料详细地说明了如何使用C51 编程和如何使用keil uV2 环境调试,请在本章试验完成或者试验过程中,如果遇到不懂的地方,一定要抽时间阅读!
您应该也可以在上面的网页中找到下载破解版本的keilc51 的办法。中国法律规定,在学习和研究工作中使用有版权的软件是可以的,但是,如果您开发产品时,建议您还是去购买一个正版的软件。
下面是DX516 仿真器的使用介绍:
1。安装
将仿真器和试验板按图3 组装好,串口线按照正确方向插入仿真器,另一端和电脑串口连接,请尽量
使用计算机的硬串口。
仿真器底座左边的跳线,请放在EMB 这边,以进入仿真状态。如果放在RUN 这边,将会进入脱机运
行状态。
晶振选择跳线请放在IN 这边,以使用仿真器内部晶振,内部晶振更加可靠。如果放在OUT 这边,则
会使用外部的用户板晶振。
图3 仿真器插在试验板上


2。电源
因为用户板使用电流不大,可以使用usb 取电,usb 最大电流可以提供500mA,将usb 取电板插入电脑的usb 口中。(实际应用中,如果用户板使用电流超过100mA,我们就建议使用外部电源)
3。启动
在仿真器上电,或者按一下仿真器上面的按钮时,仿真器会发出“嘀-”,表示仿真器正常启动。同时仿真器上面的灯闪烁一次,表示进入正常仿真状态。
4。仿真设置
第一个设置:
C51 用户请在您的代码的main()函数前面,加上一句:
char code dx516[3] _at_ 0x003b;
如果以上设置你没有做,在装载过程中,仿真器会发出“嘀嘀嘀” 的三声短声报警,这时的仿真结果将可能不正确。
在我们的例程中,这句话已经加入了。这句话并不会影响程序的工作,可以一直保留。
第二个设置:
请在硬件仿真设置选项中,选择serial interrupt,在前面打勾。
如果以上设置你没有做,在装载过程中,仿真器会发出“嘀-” 的一声长声报警,这时的仿真结果将可能不正确。
其余设置:
请选择use keil Monitor-51 Driver ,这样才会使用硬件仿真
请选择load Application at start ,在启动时直接装载程序
请选择Go till main ,装载后直接运行到main 函数
请在硬件仿真设置选项中,选择115200bps 波特率,所有cache 都可以不选,或者只选cache code。同时请选择正确的串口号。
图4 仿真设置


好了,现在可以开始做试验了,我们打开已经建立好的工程和编写好的程序试验。顺便还会学习一下程序调试的技巧。至于如何建立一个新工程,请参考C51 的帮助文件,或者自己摸索一下,WWW.DAXIA.COM 的DX516
专栏里也有“一步步教你如何第一次做…”的文章可以学习。
请双击lessoncode01 目录下的lesson1.uv2,打开后界面如下:
图6:程序界面


这个界面是uV3 的,和uV2 是一样用的。
点一下上图第三排第2 或者第3 个按钮(您的编译器按钮位置不一定在那个位置,自己找找),就可以看到编译结果了。上面显示是0errrs,0warnings,这是最佳的编译结果,如果有error,则无法进行下一步仿真,如果有warning,一定要尽量消除,确实无法消除的,也要确认不会对程序造成影响,才进行下一步的仿真。
在编译结果中,我们还可以看到有data,xdata,code 等用了多少字节的报告,要注意您的单片机中是否有这么多的资源,如果不够,将来烧片运行时就可能出现问题。比如AT89C51 的程序空间是4K,xdata 如果没有外扩就是0 个,data 是128 个。超出这些范围,程序就不能在AT89c51 中运行。不同的芯片有不同的容量,如
SST89E516RD 就有64K 程序,内部768 字节XDATA,还有256 个字节的data。我们的例程中肯定都考虑了这些了,肯定不会超出,因为DX516 仿真器是和SST89E516RD 有同样的容量的,将来自己开发时就要注意了。
下面我们故意把第9 行的P10 写成P11,点编译,因为没有预先定义P11,所以就报告错误了,如下
图:


双击一下错误报告的那一行,窗口就也会跳到这一行,方便您进行修改。好了,现在请把错误改回去,再编译一次,出现报告正确了以后,下面开始仿真了。
点一下第二行第5 个一个放大镜里面一个d 字母的按钮,就可以进入仿真了,仿真器要事先连接好哟。进入仿真后要退出仿真环境也是点这个按钮。注意,等会如果程序在正在全速运行时,仿真环境是不能直接退出的,
得先点停止运行后,再点仿真按钮才可以退出。
点进入仿真按钮,程序开始装载,PC 自动运行到了main()停下,并指向了main()函数的第一行。
下面是进入了仿真环境的截图:


再顺便把调试界面上的按钮介绍一下:
图5:按钮说明


进入仿真窗口后,如果出现的不是前面的源代码窗口,而是夹有反汇编代码的窗口,直接关掉这个窗口就会恢复到代码窗口。下次进入也会直接进入到源代码窗口。
现在先试验单步,点单步(两个单步都可以,一般点单步跨过)。可以看到灯亮了。PC 指针也指向了下一个程序行。
图:照片,灯亮
再点一下单步,PC 又走下一步,灯灭了。
再点一次,PC 走到挂起的程序行了,继续点仍然在这一行。这句指令其实就是使程序不断地跳到自己这一行,别的什么也不做。一般称作程序挂起。
一般的实际应用中的程序是不会挂起的,一般是在main 函数里做一个大循环,程序如下:
void main(void) // 主程序
{
while(1)
{
P11=0;//亮灯
P10=1;//灭灯
}
}
请将main 函数程序改为上面的代码,我们下一步将试验断点的操作。
编译后结果如下:


图:
进入仿真后
图:


可以看到下面的提示窗口中显示:“connected to Monitor-51 V.DX”,后面的V.DX 就是已经连接到大虾仿真器的提示了。V.DX 是大虾仿真器特有的标识。
在第15 行双击一下,可以看到程序行左边出现了一个红方块,这就是设置断点,再双击一次,断点
就取消了。如果程序在全速运行的过程中遇到断点,就会自动停下来给你分析。注意在进入仿真后,并且程序是停止状态时,才可以设置或者取消断点。
图:设置了断点


现在点全速运行,可以看到程序在断点处停了下来,并且由于前一句指令刚刚执行了点灯,所以这时灯是
亮着的。
现在在第14 行设置断点,并且取消上一个断点。
图:设置了另一个断点


现在点全速运行,可以看到程序在断点处停了下来,并且由于刚刚执行了灭灯,灯是灭着的。
好,现在试验全速运行和停止。
把断点取消,再点全速运行,可以看到灯是亮着的,但是不是很亮,这是由于程序是循环的,亮灭交替进行,亮的时间并不是全部的时间。
现在点停止,可以看到程序停止了,重复几次进行全速和停止,可以发现每次停止的地方不一定是同一位置。
这一课就先结束了,我们学习了如何点灯及一些基本的编译和调试操作,下一课将学习如何使LED 闪烁,和更多的调试方法,和如何查看运行状态和设置内部寄存器的值。
课后作业:
改为第2 个LED 灯(P1.1)做完本章的试验。

[本站www.chinadpj.com(中国单片机网),摘自 http://blog.csdn.net/lijuwen/archive/2006/11/21/1401898.aspx]
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