51单片机------闪烁灯（实验报告）

一、实验目的

掌握51单片机开发板的使用步骤；

掌握51单片机开发板所需软件的安装过程；

以LED灯闪烁为例子，掌握软件KEIL4的使用方法。

二、实验设备

实验仪器设备：

计算机

软件：

Proteus仿真软件、KELL开发软件

三．实验任务

在单片机I/O口（P0.0）上外接一个发光二极管LED，通过程序实现LED闪烁显示，即不停的一亮一灭，亮,灭持续时间均为1秒。

四、实验内容及实验步骤

1.项目背景：

单片机原理：单片机的工作原理与计算机CPU的工作原理是一样的，主要是利用片内的半导体存储器存放用户的程序和数据，单片机的核心中央微处理器CPU中有指令寄存器、指令译码器，程序计数器等部件，由程序计数器寻找下一条要执行的指令，找到后，将指令送给指令寄存器，再由指令译码器翻译执行该指令，完成对指令功能的操作。

单片机的特点：

（1）高集成度，体积小，高可靠性

单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。

（2）控制功能强

为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。

（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品

为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。

（4）易扩展

片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。

（5）优异的性能价格比

单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。

单片机的用途：

(1) 工业自动化:如数据采集,测控技术;

(2) 智能仪器仪表:如数字示波器，数字信号源，数字万用表，感应电流表等

(3) 消费类电子产品：洗衣机，电冰箱，空调，电视机，微波炉等

(4) 通信方面：如调制解调器，程控交换技术，手机，小灵通等

(5) 武器装备：飞机军舰，坦克，导弹，航天飞机等

单片机I/O口：

（1） 电源和时钟引脚，如VCC,GND,XTAL1,XTAL2;

（2） 编程控制引脚，如RST,PSEN,ALE/PROG,EA/VPP;

I/O口引脚，如P0,P1,P2,P3,四组I/O口；

2.需求分析：

Keil4——编程环境简介 Keil uVision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，使用接近于传统c语言的语法来开发，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,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。 在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。与汇编相比，C语言在功能上、结构上、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大额集成开发调试工具，全Windows界面。达到接近于汇编的工作效率。

PROTEUS——仿真环境简介 Proteus 软件是来自英国Labcenter electronics 公司的EDA 工具软件，Proteus 软件有近20年的历史，在全球广泛使用。它除了具有和其它EDA 工具一样的原理布图、PCB 自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的电路仿真是交互的，可视化的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试，如有显示及输出，还能看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，可以测量仿真的波形及记录仿真数据。在不需要硬件设备投入的情况下，Proteus 软件可以建立完整的电子学习设计开发环境，缩短研发周期，并且降低开发成本。 Proteus 组合了高级原理布图、混合模式SPICE 仿真,PCB 设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。此系统受益于多年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB 设计系统的比较文章中评为最好产品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 产品系列也包含了我们革命性的VSM 技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232 终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。其功能模块:—个易用而又功能强大的ISIS 原理布图工具；PROSPICE 混合模型SPICE 仿真; ARESPCB 设计。PROSPICE 仿真器的一个扩展PROTEUS VSM:便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外，还可以结合微控制器软件使用动态的键盘，开关，按钮，LED 甚至LCD 显示CPU 模型。

3.项目内容及仿真软件：

（1）打开Keil软件，新建一个工程，命名为“LED”；

（2）选择芯片类型，虽然使用的是STC90C516RD 或 STC89C52RC的单片机，但这里选择ATMEL------AT89C51这个芯片就行。

（3）新建一个文件，输入LED闪烁灯实验的相关代码(代码绝对正确)这是用的C语言中的延时函数“delayxms(unsigned int xms)”；

（4）保存文件看，文件名为“01-闪烁灯.c”；

（5）右键单击“Source Group 1”，单击“Add Files to Group ‘Source Group 1’”，将刚刚生成的“01-闪烁灯.c”文件加入到工程中；

注：一定要将保存的文件加入到工程中，否者将会报错

（6）单击编译按钮  或按F7编译工程，结果如下则视为编译无误；

注：保存的代码文件一定要后缀“.c”。

（7）右键单击“Target1”→“Options for Target ‘Target 1’…”，选择对话框中“Output”选项卡，选中“Create HEX File”选项用于生成十六进制文件，再次单击按钮编译，成功后会生成同名的十六进制文件；

单击若结果如下则视为已成功生成十六进制文件:

（8）运行Proteus软件，绘制出原理图（根据老师的要求，此处我所用的是P0.0I/O口）如下：

为AT89C51单片机添加“test.hex”文件单击所放置的芯片，如下：

4.测试过程：若如下图所示一样则视为试验成功：

五、实验收获与体会

做单片机硬件和软件结合的实验，在以前学过的编程语言基础上，学习用单片机编程实现点亮熄灭LED和单片机控制LED闪烁，在理解老师讲解的知识基础上和同学一起探讨交流，慢慢熟悉了一些新知识。操作过程中，软硬件方面都出现一些问题，实验中实验结果讨论遇到发光二极管不亮的情况，于是改用程序之后问题得以解决，因此实验中程序应该及时检查，不然会影响实验的顺利进行。