項(xiàng)目一單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)1單片機(jī)知識(shí)任務(wù)2計(jì)算機(jī)數(shù)制及其相互之間的轉(zhuǎn)換任務(wù)3Proteus8Professional軟件使用任務(wù)4Keil軟件使用教學(xué)任務(wù)

任務(wù)1：?jiǎn)纹瑱C(jī)知識(shí)。

任務(wù)2：計(jì)算機(jī)數(shù)制及其相互之間的轉(zhuǎn)換。

任務(wù)3：Proteus8Professional軟件使用。

任務(wù)4：Keil軟件使用。

教學(xué)目標(biāo)

(1)掌握單片機(jī)的發(fā)展史、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成。

(2)掌握各個(gè)進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換。

(3)掌握Proteus8Professional軟件的使用方法。

(4)掌握Keil軟件的使用方法。

任務(wù)1單?片?機(jī)?知?識(shí)

任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)述單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)要分析利用51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED電路的基本實(shí)現(xiàn)思路。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)。(2)掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)及各模塊功能。1.單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)單片機(jī)屬于微型計(jì)算機(jī)的一種，它是把微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出(Input/Output，I/O)接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)等電路集成在一塊集成電路芯片上形成的微型計(jì)算機(jī)，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱為單片機(jī)。單片機(jī)頂部缺口左側(cè)為第1個(gè)引腳，逆時(shí)針排列，右側(cè)上端是第40個(gè)引腳。40個(gè)引腳的功能如下：(1)電源和晶振引腳。(2)控制引腳。(3)?I/O口引腳：P0口(32～39引腳)，內(nèi)部沒有上拉電阻，不能正常輸出高低電平，因此使用時(shí)需外接上拉電阻，一般為10?kΩ。2．單片機(jī)的電平特性數(shù)字電路只有兩種電平：高電平和低電平。單片機(jī)是數(shù)字集成芯片，輸入/輸出是晶體管-晶體管邏輯(Transistor-TransistorLogic，TTL)電平，高電平是?+5?V，低電平是0?V。因計(jì)算機(jī)串口是RS-232C電平(負(fù)邏輯電平)，高電平是?-12?V，低電平是?+12?V，所以單片機(jī)與計(jì)算機(jī)相連時(shí)，需加電平轉(zhuǎn)換芯片，一般常用的電平轉(zhuǎn)換芯片是MAX232。3.單片機(jī)的主要特點(diǎn)單片機(jī)的主要特點(diǎn)如下：(1)在存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)上，單片機(jī)的存儲(chǔ)器采用哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)。(2)在芯片引腳上采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)。(3)有21個(gè)特殊功能寄存器(SpecialFunctionRegister，SFR)。(4)采用面向控制的指令系統(tǒng)。(5)內(nèi)部一般都集成一個(gè)全雙工的串行接口。(6)有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展能力。單片機(jī)的應(yīng)用范圍很廣，可概括為如下幾個(gè)方面：(1)工業(yè)智能控制。(2)儀器儀表。(3)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備及通信。(4)智能家居。(5)醫(yī)療衛(wèi)生。(6)軍事。(7)航空航天。5．單片機(jī)的等級(jí)按照適應(yīng)能力的不同，單片機(jī)可分為如下等級(jí)：(1)民用級(jí)或商用級(jí)。溫度適應(yīng)能力在0～70℃。(2)工業(yè)級(jí)。溫度適應(yīng)能力在?-40～85℃，適用于工廠和工業(yè)控制中。(3)軍用級(jí)。溫度適應(yīng)能力在?-65～125℃，適用于環(huán)境條件苛刻、溫度變化很大的野外等環(huán)境。6．單片機(jī)的原理結(jié)構(gòu)MCS-51系列單片機(jī)包含51和52兩個(gè)子系列。51子系列中，常見的有8031、8051、8751等機(jī)型。52子系列中，常見的有8032、8052、8752三種機(jī)型。52子系列與51子系列相比結(jié)構(gòu)大部分相同，不同之處在于：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器增至256?B；8032芯片不帶ROM，8052芯片帶8?KB的ROM，8752芯片帶8?KB的EPROM；有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源。51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成了中央處理器(CentralProcessingUnit，CPU)、存儲(chǔ)器(RAM和ROM)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行I/O口、串行口、中斷系統(tǒng)及一些特殊功能寄存器(SFR)，它們通過內(nèi)部總線緊密地聯(lián)系在一起。7．單片機(jī)的存儲(chǔ)器單片機(jī)的存儲(chǔ)器分為兩個(gè)部分：程序存儲(chǔ)器(ROM)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。程序存儲(chǔ)器又分為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器兩部分；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器又分為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分。1)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128個(gè)單元(00H～7FH)(1)工作寄存器區(qū)(00H～1FH)：分為四組，在任意時(shí)刻，CPU只能選擇其中的一組寄存器作為當(dāng)前寄存器組，具體選擇哪一組由程序狀態(tài)字(ProgramStatusWord，PSW)寄存器中的RS1和RS0來(lái)決定。CY：進(jìn)/借位標(biāo)志位。可以由硬件或者軟件置位和清零。AC：輔助進(jìn)/借位標(biāo)志位。當(dāng)執(zhí)行加減法時(shí)，運(yùn)算結(jié)果的低4位向高4位有進(jìn)位或借位時(shí)，硬件置位1，AC?=?1；反之，AC?=?0。F0：用戶標(biāo)志位。由用戶決定。RS1和RS0：工作寄存器組選擇位。OV：溢出標(biāo)志位。若溢出，硬件置位1；反之，置位0。P：奇偶標(biāo)志位。累加器(Accumulator，ACC)中有奇數(shù)個(gè)“1”，則P?=?1；反之，為0。(2)位尋址區(qū)(片內(nèi)RAM的20H～2FH單元)：共有16個(gè)單元，每個(gè)單元既可以以字節(jié)訪問，又可以對(duì)每個(gè)單元中的位地址進(jìn)行訪問，每個(gè)單元有8個(gè)位地址，共有128個(gè)位地址，因此把這個(gè)區(qū)域稱為位尋址區(qū)。(3)用戶數(shù)據(jù)區(qū)(30H～7FH)：共有80個(gè)單元，是提供給用戶使用的，常用做堆棧區(qū)。2)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128個(gè)單元(80H～FFH)51單片機(jī)共有高128個(gè)單元。51單片機(jī)有21個(gè)特殊功能寄存器(SFR)，52單片機(jī)有26個(gè)SFR，每個(gè)SFR都占用一個(gè)在此RAM區(qū)域中的一個(gè)單元。8.單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、晶振電路、電源指示電路及主控芯片組成。1)復(fù)位電路復(fù)位電路是指使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的電路。2)晶振電路單片機(jī)要想工作，必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)作為基準(zhǔn)，晶振電路(也稱時(shí)鐘振蕩電路)就是為單片機(jī)提供這種基準(zhǔn)的電路，主要由某一頻率的晶體配合其他器件構(gòu)成。晶振電路(時(shí)鐘電路)的完整周期包括時(shí)鐘周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期4個(gè)部分。時(shí)鐘周期：又稱振蕩周期(晶振周期)，是為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的振蕩源的周期，是最小的時(shí)間單位。狀態(tài)周期：一個(gè)狀態(tài)周期是振蕩周期的兩倍。機(jī)器周期：指令完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間，一個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)晶振周期，即6個(gè)狀態(tài)周期。指令周期：CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。3)電源指示電路電源指示電路由發(fā)光二極管、限流電阻構(gòu)成。上電后，為了給用戶提示上電成功，常常在電源電路里加入限流電阻和發(fā)光二極管，上電成功，指示燈點(diǎn)亮。

任務(wù)2計(jì)算機(jī)數(shù)制及其相互之間的轉(zhuǎn)換

任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上獨(dú)立完成任意數(shù)值各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，各數(shù)值之間原碼、反碼、補(bǔ)碼及BCD碼之間的相互轉(zhuǎn)換。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)各進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換。(2)掌握原碼、反碼、補(bǔ)碼及BCD碼的基礎(chǔ)知識(shí)。(3)掌握常用數(shù)據(jù)類型及運(yùn)算符表示方法。1．?dāng)?shù)制所謂數(shù)制，是指數(shù)的表現(xiàn)形式，是一種按照進(jìn)位原則進(jìn)行計(jì)數(shù)利用符號(hào)計(jì)數(shù)的科學(xué)表示方法，全稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱數(shù)制。數(shù)制有很多種，常用的數(shù)制有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制4種方式。1)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制(Binary)數(shù)的基數(shù)是2，它有0和1兩個(gè)數(shù)。運(yùn)算規(guī)則為逢二進(jìn)一，權(quán)是2n(n為整數(shù))。二進(jìn)制數(shù)的后綴是B，一般在單片機(jī)編程中以一個(gè)字節(jié)(8位)為單位。2)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制(Decimal)數(shù)的基數(shù)是10，它有0～9共10個(gè)數(shù)字(又稱數(shù)碼)，用這10個(gè)數(shù)碼可以任意組合十進(jìn)制的數(shù)。運(yùn)算規(guī)則為逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十，權(quán)是10n(n為整數(shù))。十進(jìn)制數(shù)的后綴是D，通常省略。3)十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制(Hexadecimal)數(shù)的基數(shù)是16，它有0～9以及A、B、C、D、E、F共16個(gè)數(shù)字字符，其中A～F相當(dāng)于十進(jìn)制的10～15，用這16個(gè)數(shù)碼可以任意組合十六進(jìn)制的數(shù)。運(yùn)算規(guī)則為逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)一十六，權(quán)是16n(n為整數(shù))。十六進(jìn)制數(shù)的后綴是H。2．?dāng)?shù)制和數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制規(guī)律：小數(shù)點(diǎn)左側(cè)整數(shù)部分從右往左每四位二進(jìn)制數(shù)為一組來(lái)進(jìn)行分組，整數(shù)部分不夠四位則直接在高位補(bǔ)0；小數(shù)部分從左往右每四位為一組，不夠四位在其低位補(bǔ)0。把每一組轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)碼。2)十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制規(guī)律：本轉(zhuǎn)換是上述二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的逆過程，即把每位十六進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng)展開成四位二進(jìn)制數(shù)，按照十六進(jìn)制數(shù)制的順序正常排列即可。3)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制規(guī)律：先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，再轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)，整數(shù)采用“除以16取余”法，小數(shù)采用“乘16取整”法。4)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制規(guī)律：整數(shù)部分采用“除以2取余”法，小數(shù)部分采用“乘2取整”法。3.機(jī)器數(shù)1)原碼正數(shù)的原碼與原來(lái)的數(shù)相同。負(fù)數(shù)的原碼符號(hào)位是“1”，數(shù)值不變。2)反碼正數(shù)的反碼與原來(lái)的數(shù)相同。負(fù)數(shù)的反碼符號(hào)位是“1”，數(shù)值位按位取反。3)補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼與原來(lái)的數(shù)相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼由它的絕對(duì)值求反加1后得到，符號(hào)位是“1”。4)?BCD碼BCD碼也稱為8421碼，BCD碼分為兩種，壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。壓縮BCD碼是用四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)；非壓縮BCD碼是用八位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)。

任務(wù)3Proteus8Professional軟件使用

任務(wù)要求：利用ProteusProfessional軟件繪制基于51單片機(jī)的16路流水燈電路原理圖，并分析電路基本結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握Proteus8Professional軟件基本操作步驟。(2)掌握Proteus8Professional元器件的查找方法。(3)掌握基于51單片機(jī)的8路流水燈電路原理圖及其實(shí)現(xiàn)原理。Proteus軟件是英國(guó)LabCenterElectronics公司開發(fā)的EDA工具軟件，具備其他EDA工具軟件常見的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。Proteus是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。

任務(wù)4Keil軟件使用任務(wù)要求：利用KeilC51編寫16路流水燈代碼，編譯生成HEX文件并燒錄至任務(wù)3繪制的電路原理圖內(nèi)，實(shí)現(xiàn)51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED燈的亮滅。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握KeilC51軟件基本操作步驟。(2)掌握KeilC51軟件編程規(guī)范。(3)掌握基于51單片機(jī)的8路流水燈的軟件程序流程。KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編語(yǔ)言相比，C語(yǔ)言在功能性、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境μVision將這些部分組合在一起。項(xiàng)目二單片機(jī)I/O口應(yīng)用任務(wù)18路流水燈軟件仿真及調(diào)試任務(wù)28路流水燈兩邊到中間再到兩邊特效顯示任務(wù)3心形燈設(shè)計(jì)與仿真教學(xué)任務(wù)

任務(wù)1：8路流水燈軟件仿真及調(diào)試。

任務(wù)2：8路流水燈兩邊到中間再到兩邊特效顯示。

任務(wù)3：心形燈設(shè)計(jì)與仿真。

教學(xué)目標(biāo)

(1)掌握Proteus的元器件查找、放置及電路圖繪制方法。

(2)掌握單片機(jī)I/O的具體應(yīng)用方法，了解高低電平的輸出含義。

(3)掌握Keil編程方法及編譯注意事項(xiàng)。

任務(wù)18路流水燈軟件仿真及調(diào)試

任務(wù)要求：P0口8路流水燈，在低電平時(shí)點(diǎn)亮，編程實(shí)現(xiàn)8路LED燈間隔500?ms從左往右流水點(diǎn)亮，再?gòu)挠彝罅魉c(diǎn)亮，如此反復(fù)。晶振頻率為12?MHz。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)加深十六進(jìn)制與二進(jìn)制之間的互換理解。(2)掌握左移函數(shù)_crol_、右移函數(shù)_cror_的使用方法。(3)掌握while語(yǔ)句及for語(yǔ)句的使用方法。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)。LED燈(LED-RED)，按鍵開關(guān)(Button)。2．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P0口8路流水燈，在低電平時(shí)點(diǎn)亮，8路LED燈間隔500?ms從左往右流水點(diǎn)亮，再?gòu)挠彝罅魉c(diǎn)亮，如此反復(fù)。晶振頻率為12?MHz。

任務(wù)28路流水燈兩邊到中間再到兩邊特效顯示任務(wù)要求：P0口接8路流水燈，在低電平時(shí)點(diǎn)亮，編程實(shí)現(xiàn)8路LED燈由兩邊到中間，再?gòu)闹虚g到兩邊的特效顯示，如此循環(huán)往復(fù)。晶振頻率為12?MHz。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)I/O與代碼所賦值的十六進(jìn)制間的聯(lián)系。(2)加深左移、右移函數(shù)的理解。(3)掌握f(shuō)or循環(huán)語(yǔ)句與LED燈特效間的聯(lián)系。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、按鍵開關(guān)(Button)。2.仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P0口8路流水燈，在低電平時(shí)點(diǎn)亮，8路LED燈間隔500?ms先從兩邊到中間依次點(diǎn)亮，再?gòu)闹虚g到兩邊依次流水點(diǎn)亮，如此反復(fù)。

任務(wù)3心形燈設(shè)計(jì)與仿真任務(wù)要求：?jiǎn)纹瑱C(jī)4組I/O口全部接LED燈，擺成心形樣式，在低電平時(shí)點(diǎn)亮，編程實(shí)現(xiàn)32路LED燈特效顯示，如此循環(huán)往復(fù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)I/O與代碼所賦值的十六進(jìn)制間的聯(lián)系。(2)加深左移、右移函數(shù)的理解。(3)掌握f(shuō)or循環(huán)語(yǔ)句與LED燈特效間的聯(lián)系。1．電硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、按鍵開關(guān)(Button)。2．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：心形燈總共將顯示三種特效，分別為兩個(gè)LED燈自上而下移動(dòng)(循環(huán)5次，且頻率漸快)，然后所有LED燈閃爍3次后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一圈。項(xiàng)目三單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管應(yīng)用任務(wù)1數(shù)碼管原理及電路分析任務(wù)2單個(gè)數(shù)碼管顯示例程任務(wù)3四位一體數(shù)碼管顯示數(shù)字任務(wù)4數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例分析任務(wù)5數(shù)碼管和LED綜合應(yīng)用教學(xué)任務(wù)

任務(wù)1：數(shù)碼管原理及電路分析。

任務(wù)2：?jiǎn)蝹€(gè)數(shù)碼管顯示例程。

任務(wù)3：四位一體數(shù)碼管顯示數(shù)字。

任務(wù)4：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例分析。

任務(wù)5：數(shù)碼管和LED綜合應(yīng)用。

教學(xué)目標(biāo)

(1)掌握數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，共陰極和共陽(yáng)極數(shù)碼管的區(qū)別與聯(lián)系。

(2)掌握單片機(jī)驅(qū)動(dòng)單個(gè)數(shù)碼管的顯示原理，C語(yǔ)言數(shù)組知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。

(3)掌握四位一體數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方法，利用余輝效應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例。

(4)結(jié)合項(xiàng)目二單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED的知識(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管與LED燈的綜合應(yīng)用。

任務(wù)1數(shù)碼管原理及電路分析任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)述7段數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(2)掌握共陰極及共陽(yáng)極接法的區(qū)別與聯(lián)系。(3)掌握數(shù)碼管共陰極及共陽(yáng)極兩種接法0～9對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼。八段LED數(shù)碼管顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)長(zhǎng)條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個(gè)圓點(diǎn)形的發(fā)光管在數(shù)碼管顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，它能顯示各種數(shù)字及部分英文字母。LED數(shù)碼管顯示器有兩種形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起，稱之為共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起，稱之為共陰極LED數(shù)碼管顯示器。共陰和共陽(yáng)結(jié)構(gòu)的LED數(shù)碼管顯示器各筆畫段名和安排位置是相同的。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的筆畫段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆畫段組合而顯示出各種字符。8個(gè)筆畫段hgfedcba對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)(8位)的D7D6D5D4D3D2D1D0，于是用8位二進(jìn)制碼就能表示欲顯示字符的字形代碼。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)碼管顯示器常用兩種顯示方式：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。

任務(wù)2單個(gè)數(shù)碼管顯示例程

任務(wù)要求：制作在數(shù)碼管上顯示字符的單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字0～9及字符A、B、C、D、E、F的功能。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)查表程序的設(shè)計(jì)方法。(2)掌握單片機(jī)數(shù)碼管顯示接口電路的工作原理及其應(yīng)用。(3)掌握單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管程序設(shè)計(jì)方法。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、數(shù)碼管(7-SEG*)。2．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P1口同時(shí)接了LED燈電路和數(shù)碼管電路，在低電平時(shí)點(diǎn)亮，數(shù)碼管采用共陽(yáng)極接法，即對(duì)應(yīng)碼段低電平有效。

任務(wù)3四位一體數(shù)碼管顯示數(shù)字任務(wù)要求：利用四位一體數(shù)碼管同時(shí)顯示數(shù)字0～9及字母ABCDEF的功能特效。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)加深十六進(jìn)制與二進(jìn)制之間的互換理解。(2)掌握左移函數(shù)_crol_、右移函數(shù)_cror_的使用方法。(3)掌握while語(yǔ)句及for語(yǔ)句的使用方法。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、四位一體數(shù)碼管(7SEG-)、片選/段選芯片(74LS245)。3．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P0口控制四位一體數(shù)碼管的碼段，P2口的四個(gè)端口控制四位一體數(shù)碼管的位選。

任務(wù)4數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例分析任務(wù)要求：利用四位一體數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示數(shù)字0～99的計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)I/O與代碼所賦值的十六進(jìn)制間的聯(lián)系。(2)加深左移、右移函數(shù)的理解。(3)掌握f(shuō)or循環(huán)語(yǔ)句與數(shù)碼管特效間的聯(lián)系。工作原理：動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆畫“a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制。當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，因此動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)。四位一體數(shù)碼管(7SEG-)、片選/段選芯片(74LS245)。2.仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P0口控制四位一體數(shù)碼管的碼段，P2口的四個(gè)端口控制四位一體數(shù)碼管的位選。

任務(wù)5數(shù)碼管和LED綜合應(yīng)用任務(wù)要求：利用數(shù)碼管來(lái)顯示LED燈的特效種類。LED特效1：全亮全滅；特效2：左移右移；特效3：中間到兩邊再兩邊到中間。每種特效建立一個(gè)子函數(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)I/O與代碼所賦值的十六進(jìn)制間的聯(lián)系。(2)加深左移、右移函數(shù)的理解。(3)掌握f(shuō)or循環(huán)語(yǔ)句與數(shù)碼管特效間的聯(lián)系。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、鎖存器(74LS373)、七段數(shù)碼管(7SEG-)。3．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：利用數(shù)碼管來(lái)顯示LED燈的特效種類。LED特效1：全亮全滅；特效2：左移右移；特效3：中間到兩邊再兩邊到中間。每種特效分別對(duì)應(yīng)一個(gè)子函數(shù)display1()；display2()；display3();項(xiàng)目四鍵盤及接口技術(shù)任務(wù)1按鍵工作原理及電路設(shè)計(jì)任務(wù)2按鍵控制流水燈特效顯示任務(wù)3電子門鈴程序設(shè)計(jì)任務(wù)4數(shù)碼管顯示矩陣鍵值教學(xué)任務(wù)任務(wù)1：按鍵工作原理及電路設(shè)計(jì)。任務(wù)2：按鍵控制流水燈特效顯示。任務(wù)3：電子門鈴程序設(shè)計(jì)。任務(wù)4：數(shù)碼管顯示矩陣鍵值。教學(xué)目標(biāo)(1)掌握按鍵工作原理，按鍵抖動(dòng)的原因及其消抖方式。(2)掌握單片機(jī)矩陣鍵盤電路的繪制方法。(3)掌握獨(dú)立按鍵控制LED流水燈仿真電路的實(shí)現(xiàn)方法。(4)掌握數(shù)碼管和矩陣鍵盤的綜合應(yīng)用，矩陣鍵盤的掃描原理及程序?qū)崿F(xiàn)流程。

任務(wù)1按鍵工作原理及電路設(shè)計(jì)

任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)述矩陣鍵盤的工作原理及延時(shí)消抖方式。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握按鍵引腳結(jié)構(gòu)。(2)掌握延時(shí)消抖的原因及消抖方式。(3)掌握矩陣鍵盤掃描原理。1.按鍵分類與輸入原理按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類：一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，另一類是無(wú)觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。前者造價(jià)低，后者壽命長(zhǎng)。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外，其他按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來(lái)設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的。對(duì)于一組按鍵或一個(gè)鍵盤，總有一個(gè)接口電路與CPU相連。CPU可以采用查詢或中斷方式來(lái)了解有無(wú)將按鍵輸入，并檢查是哪一個(gè)按鍵按下，將該鍵號(hào)送入累加器，然后通過跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完成后再返回主程序。2.按鍵結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)微機(jī)鍵盤通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換為電氣上的邏輯關(guān)系。機(jī)械式按鍵在按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定的時(shí)間觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。為了避免按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判，必須采取消抖措施。按鍵較少時(shí)，可采用硬件消抖；按鍵較多時(shí)，采用軟件消抖。1)按鍵編碼一組按鍵或鍵盤都要通過I/O口線查詢按鍵的開關(guān)狀態(tài)。根據(jù)鍵盤結(jié)構(gòu)的不同，采用不同的編碼。2)鍵盤程序一個(gè)完整的鍵盤控制程序應(yīng)具備以下功能：(1)檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，并采取硬件或軟件措施消抖。(2)有可靠的邏輯處理辦法。(3)準(zhǔn)確輸出按鍵值(或鍵號(hào))，以滿足跳轉(zhuǎn)指令要求。3.獨(dú)立按鍵與矩陣鍵盤1)獨(dú)立按鍵在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，如果只需要幾個(gè)功能鍵，此時(shí)，可采用獨(dú)立按鍵。2)矩陣鍵盤在單片機(jī)系統(tǒng)中，若使用按鍵較多，如電子密碼鎖、電話機(jī)鍵盤等，一般至少有12到16個(gè)按鍵，通常采用矩陣鍵盤。(1)矩陣鍵盤的工作原理。矩陣鍵盤一般由16個(gè)按鍵組成，在單片機(jī)中正好可以用一個(gè)P口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這也是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的形式。當(dāng)無(wú)按鍵閉合時(shí)，P3.0～P3.3與P3.4～P3.7之間開路。當(dāng)有鍵閉合時(shí)，與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無(wú)按鍵按下的方法是：第一步，置列線P3.4～P3.7為輸入狀態(tài)，從行線P3.0～P3.3輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線P3.4～P3.7讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平，則對(duì)應(yīng)行線上有鍵按下。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號(hào)。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此需等到按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。(2)鍵盤識(shí)別方法。識(shí)別按鍵的方法很多，其中最常見的方法是掃描法。按鍵按下時(shí)，與此鍵相連的行線與列線導(dǎo)通，行線在無(wú)按鍵按下時(shí)處于高電平。如果所有的列線都處于高電平，則按鍵按下與否不會(huì)引起行線電平的變化，因此必須使所有列線處于低電平。這樣，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，按鍵所在的行電平才會(huì)由高變低，才能判斷相應(yīng)的行有鍵按下。獨(dú)立按鍵數(shù)量少，可根據(jù)實(shí)際需要靈活編碼。矩陣鍵盤，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，因此可以分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后兩值合成一個(gè)字節(jié)，高4位是行號(hào)，低4位是列號(hào)。4.鍵盤的工作方式對(duì)鍵盤的響應(yīng)取決于鍵盤的工作方式，鍵盤的工作方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中的CPU的工作狀況而定，其選取的原則是既要保證CPU能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時(shí)間。通常鍵盤的工作方式有三種，編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。

任務(wù)2按鍵控制流水燈特效顯示任務(wù)要求：通過按鍵來(lái)控制流水燈的特效顯示，按鍵S1～S8分別連接單片機(jī)的P3.0～P3.7接口，八路流水燈連接P0接口，按下按鍵S1實(shí)現(xiàn)八路流水燈亮滅的功能，按下按鍵S2實(shí)現(xiàn)八路流水燈左移的特效。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握利用if語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)判斷按鍵是否按下從而選擇相關(guān)特效的方法。(2)掌握C語(yǔ)言子函數(shù)的調(diào)用方法。(3)掌握按鍵延時(shí)消抖的代碼實(shí)現(xiàn)。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-Blue)、按鍵(BUTTON)。2.仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：按下按鍵S1,P0接口對(duì)應(yīng)的8個(gè)流水燈亮滅交替顯示；按下按鍵S2，P0接口對(duì)應(yīng)的8個(gè)流水燈實(shí)現(xiàn)左移依次顯示的特效。

任務(wù)3電子門鈴程序設(shè)計(jì)

任務(wù)要求：按下門鈴開關(guān)，則門鈴響起。P1.0接口連接按鍵開關(guān)，P3.0接口連接揚(yáng)聲器SOUNDER。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握51單片機(jī)對(duì)按鍵開關(guān)的應(yīng)用方法。(2)掌握單片機(jī)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的基礎(chǔ)知識(shí)。(3)掌握while語(yǔ)句及for語(yǔ)句的使用方法。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、喇叭(SOUNDER)。2．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：按下按鍵KEY，則門鈴先以較慢頻率響一段時(shí)間后再以較快頻率發(fā)出響聲，然后靜音。

任務(wù)4數(shù)碼管顯示矩陣鍵值

任務(wù)要求：矩陣鍵盤與數(shù)碼管的綜合應(yīng)用，矩陣鍵盤按鍵后數(shù)碼管對(duì)應(yīng)顯示0～9和A、B、C、D、E、F。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握矩陣鍵盤掃描原理。(2)加深對(duì)數(shù)碼管應(yīng)用的理解。(3)掌握C語(yǔ)言函數(shù)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)方法。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元器件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、數(shù)碼管(7SEG)、按鍵(BUTTON)、排阻(RES8PACK)。2.仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：按下矩陣鍵盤按鍵，則兩個(gè)數(shù)碼管顯示矩陣鍵盤對(duì)應(yīng)的值。項(xiàng)目五中斷控制系統(tǒng)任務(wù)1中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理任務(wù)2外部中斷0的應(yīng)用任務(wù)3外部中斷1的應(yīng)用任務(wù)4單級(jí)中斷案例仿真任務(wù)5兩級(jí)中斷嵌套任務(wù)6兩級(jí)中斷嵌套案例仿真任務(wù)7基于51單片機(jī)的車間計(jì)件器的設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)任務(wù)1：中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理。任務(wù)2：外部中斷0的應(yīng)用。任務(wù)3：外部中斷1的應(yīng)用。任務(wù)4：?jiǎn)渭?jí)中斷案例仿真。任務(wù)5：兩級(jí)中斷嵌套。任務(wù)6：兩級(jí)中斷嵌套案例仿真。任務(wù)7：基于51單片機(jī)的車間計(jì)件器的設(shè)計(jì)。教學(xué)目標(biāo)(1)掌握中斷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理。(2)掌握中斷允許寄存器的結(jié)構(gòu)及賦值原理。(3)掌握中斷優(yōu)先級(jí)寄存器的應(yīng)用方法。(4)掌握外部中斷0和外部中斷1的具體實(shí)現(xiàn)方法及兩級(jí)中斷嵌套的控制方法。(5)利用中斷知識(shí)掌握實(shí)際生活中車間計(jì)件器的工作原理及設(shè)計(jì)思路。

任務(wù)1中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)述中斷的含義及51單片機(jī)中斷類型。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握中斷的基礎(chǔ)知識(shí)。(2)掌握中斷脈沖觸發(fā)及電平觸發(fā)兩種觸發(fā)方式。(3)掌握中斷優(yōu)先級(jí)及其應(yīng)用。中斷的過程：對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，中斷是指CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU立刻去處理(中斷發(fā)生)；CPU暫時(shí)停止當(dāng)前的工作(中斷響應(yīng))，轉(zhuǎn)而去處理事件B(中斷服務(wù))，待CPU處理完事件B后，再回到原來(lái)事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A(中斷返回)。①中斷過程有如下三個(gè)重要指標(biāo)：5個(gè)中斷源都有一個(gè)中斷入口地址，當(dāng)某個(gè)中斷源產(chǎn)生中斷時(shí)，CPU響應(yīng)中斷并到相應(yīng)的中斷入口地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序。②中斷的嵌套與優(yōu)先級(jí)處理。③中斷的響應(yīng)過程。1．中斷的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)外部中斷請(qǐng)求源：INT0、INT1。外部中斷0(INT0)由外部引腳P3.2引入，外部中斷1(INT1)由外部引腳P3.3引入。內(nèi)部中斷請(qǐng)求源：T0、T1、串口中斷。2．程序定義方式定義中斷函數(shù)的一般形式：void函數(shù)名()interrupt中斷序號(hào)using寄存器工作組如果中斷函數(shù)中調(diào)用了其他函數(shù)，則被調(diào)用函數(shù)所使用的寄存器組必須與中斷函數(shù)相同。中斷函數(shù)不能參數(shù)傳遞，沒有返回值，不能直接被調(diào)用。3．中斷系統(tǒng)寄存器TCON：低4位給外部中斷請(qǐng)求源使用，高4位給內(nèi)部中斷請(qǐng)求源定時(shí)器T0、T1使用。外部請(qǐng)求源：IT0：INT0觸發(fā)方式控制位，可由軟件進(jìn)行置位和復(fù)位。IT0?=?0時(shí)，INT0為低電平觸發(fā)方式。IT0?=?1時(shí)，INT0為負(fù)跳變觸發(fā)方式。IE0：INT0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)有外部的中斷請(qǐng)求時(shí)，該位置1(這由硬件來(lái)完成)，在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相似。內(nèi)部請(qǐng)求源：TF0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷標(biāo)記，當(dāng)T0產(chǎn)生溢出時(shí)，TF0置位。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，硬件將TF0復(fù)位。TR0：T0的開閉控制位，TR0?=?1時(shí)定時(shí)計(jì)數(shù)器打開，TR0?=?0時(shí)定時(shí)計(jì)數(shù)器關(guān)閉。TF1、TR1與TF0、TR0相似。SCON：低2位與串口中斷相關(guān)。TI、RI：串行口發(fā)送、接收中斷。IE：中斷允許寄存器。EA：中斷總控制位。EA?=?1，CPU開放所有中斷；EA?=?0，CPU禁止所有中斷。ES：串行口中斷控制位。ES?=?1，允許串行口中斷；ES?=?0，屏蔽串行口中斷。ET1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器TI中斷控制位。ET1?=?1，允許T1中斷；ET1?=?0，禁止T1中斷。EX1：外部中斷1中斷控制位。EX1?=?1，允許外部中斷1中斷；EX1?=?0，禁止外部中斷1中斷。ET0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷控制位。ET0?=?1，允許T0中斷；ET0?=?0，禁止T0中斷。EX0：外部中斷0中斷控制位。EX0?=?1，允許外部中斷0中斷；EX0?=?0，禁止外部中斷0斷。IP：中斷優(yōu)先級(jí)寄存器。在該寄存器中，優(yōu)先級(jí)分為1和0兩級(jí)，對(duì)應(yīng)的位置為1則為高優(yōu)先級(jí)，置為0則為低優(yōu)先級(jí)。執(zhí)行時(shí)先將高優(yōu)先級(jí)的中斷執(zhí)行完后才會(huì)執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)(同等優(yōu)先級(jí)情況下，按默認(rèn)優(yōu)先級(jí)排序)。PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT1：定時(shí)器1優(yōu)先級(jí)控制位。PX1：外部中斷1優(yōu)先級(jí)控制位。PT0：定時(shí)器0優(yōu)先級(jí)控制位。PX0：外部中斷0優(yōu)先級(jí)控制位。補(bǔ)充：外部中斷的觸發(fā)方式選擇。1)電平觸發(fā)方式(低電平觸發(fā))CPU在每個(gè)機(jī)器周期采樣得到外部中斷輸入線的電平。在中斷服務(wù)程序返回之前，外部中斷請(qǐng)求輸入必須無(wú)效(即變?yōu)楦唠娖?，否則CPU返回主程序后會(huì)再次響應(yīng)中斷。這種方式適用于外中斷以低電平輸入且中斷服務(wù)程序能清除外部中斷請(qǐng)求(即外部中斷輸入電平又變?yōu)楦唠娖?的情況。2)跳沿觸發(fā)方式連續(xù)兩次采樣，一個(gè)機(jī)器周期采樣到外部中斷輸入為高電平，下一個(gè)機(jī)器周期采樣為低電平，則中斷請(qǐng)求標(biāo)志位置1，直到CPU響應(yīng)此中斷時(shí)，該標(biāo)志才清0。這樣不會(huì)丟失中斷，但輸入的負(fù)脈沖寬度至少保持一個(gè)機(jī)器周期。

任務(wù)2外部中斷0的應(yīng)用

任務(wù)要求：51單片機(jī)的外部中斷0引腳接一只按鍵，該按鍵通過上拉電阻連接電源，沒有按鍵發(fā)生時(shí)單片機(jī)檢測(cè)到的是高電平，當(dāng)按鍵按下時(shí)單片機(jī)檢測(cè)到的是低電平。單片機(jī)的P0.0引腳以灌電流的方式連接一只LED，當(dāng)按鍵按下時(shí)LED燈呈從左到右流水效果，沒按鍵時(shí)LED燈呈閃爍效果。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握中斷的工作原理。(2)掌握中斷的應(yīng)用及與硬件電路的聯(lián)系。(3)掌握中斷函數(shù)的定義及軟件程序設(shè)計(jì)流程。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、按鍵開關(guān)(Button)。2．仿真效果效果：當(dāng)按下一次按鍵的時(shí)候，8位LED燈將會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)從右到左的流水燈顯示效果；當(dāng)沒有按鍵按下的時(shí)候，LED燈將進(jìn)行閃爍顯示。

任務(wù)3外部中斷1的應(yīng)用

任務(wù)要求：在外部中斷1(P3.3)接一個(gè)按鍵Key，在P1口接入一個(gè)共陽(yáng)極的數(shù)碼管和一組Led燈，編程實(shí)現(xiàn)，每來(lái)一個(gè)中斷，接在P1口的數(shù)碼管和LED燈加1顯示數(shù)值。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管的使用方法。(2)掌握原理圖導(dǎo)線連接的編號(hào)功能。(3)掌握外部中斷1的使用方式。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、數(shù)碼管(7SEG)、芯片(74LS245)。2．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：數(shù)碼管和Led顯示的數(shù)字是同步的，并且每按一次按鍵，數(shù)碼管和Led的數(shù)值都將自動(dòng)加1。

任務(wù)4單級(jí)中斷案例仿真

任務(wù)要求：外部中斷0口外接一個(gè)脈沖觸發(fā)按鍵key，每來(lái)一個(gè)脈沖信號(hào)，接在P1口的8只LED燈高低四位相隔約0.5?s閃爍一次，然后8只LED燈每隔0.3?s閃爍5次。如此循環(huán)往復(fù)。晶振頻率為12?MHz。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握f(shuō)or循環(huán)語(yǔ)句與LED燈特效間的聯(lián)系。(2)掌握延時(shí)程序延時(shí)時(shí)間的設(shè)置。(3)熟練編寫程序的技巧。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元器件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、按鍵開關(guān)(Button)。2．仿真效果效果：當(dāng)按下按鍵的時(shí)候，接在P1口的8只LED燈高低四位相隔約0.5?s閃爍一次，然后8只LED燈每隔0.3?s閃爍5次。如此循環(huán)往復(fù)。

任務(wù)5兩級(jí)中斷嵌套

任務(wù)要求：P1口接8位LED燈并使用高電平進(jìn)行點(diǎn)亮，K1接在單片機(jī)P3.2口，K2接在單片機(jī)P3.3口。編程實(shí)現(xiàn)當(dāng)按下K1的時(shí)候，LED燈能夠進(jìn)行從右向左的流水燈效果；當(dāng)按下K2的時(shí)候，LED能夠進(jìn)行從左到右的流水燈效果；當(dāng)釋放按鍵的時(shí)候，LED的高低4位交替閃爍。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)兩級(jí)中斷嵌套的原理。(2)掌握中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置方式與程序格式。(3)掌握循環(huán)左移與循環(huán)右移的編程方法。1.硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、開關(guān)(KEY)。2.仿真效果效果：當(dāng)按下K1的時(shí)候，LED能夠進(jìn)行從右向左的流水燈效果；當(dāng)按下K2的時(shí)候，LED能夠進(jìn)行從左到右的流水燈效果；當(dāng)釋放按鍵的時(shí)候，LED的高低4位交替閃爍。

任務(wù)6兩級(jí)中斷嵌套案例仿真

任務(wù)要求：P1與P0口分別接8位LED燈并使用低電平進(jìn)行點(diǎn)亮，SW1接在單片機(jī)P3.2口，SW2接在單片機(jī)P3.3口。編程實(shí)現(xiàn)當(dāng)按下SW1的時(shí)候，P0口接的LED能夠進(jìn)行從右向左的流水燈效果；當(dāng)按下SW2的時(shí)候，接在P1口的LED能夠進(jìn)行從左到右的流水燈效果；當(dāng)釋放按鍵的時(shí)候，P1口的LED燈閃爍。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)熟練掌握單片機(jī)兩級(jí)中斷嵌套的原理。(2)熟練掌握中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置方式與程序格式。(3)熟練掌握有關(guān)于LED燈光效果的編程方法。1.硬件電路設(shè)計(jì)所需元器件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、開關(guān)(switch)。2.仿真效果效果：當(dāng)按下SW1的時(shí)候，P0口接的LED燈能夠進(jìn)行從右向左的流水燈效果；當(dāng)按下SW2的時(shí)候，接在P1口的LED能夠進(jìn)行從左到右的流水燈效果；當(dāng)釋放按鍵的時(shí)候，P1口的LED燈閃爍。

任務(wù)7基于51單片機(jī)的車間計(jì)件器的設(shè)計(jì)

任務(wù)要求：P1口接一個(gè)4位一體的數(shù)碼管，當(dāng)有一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖過來(lái)的時(shí)候，進(jìn)行加1操作，實(shí)現(xiàn)計(jì)件器的功能仿真。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)熟練掌握單片機(jī)中斷使用的原理。(2)熟練掌握數(shù)碼管的使用。(3)熟練掌握數(shù)組的設(shè)置方式與使用規(guī)則。1.硬件電路設(shè)計(jì)所需元器件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、四位一體數(shù)碼管(7SEG)、芯片(74LS245)、按鍵(Button)。2.仿真效果效果：當(dāng)接通電源之后，數(shù)碼管上面顯示數(shù)字0，然后每按一次按鍵，數(shù)碼管里面的數(shù)值加1顯示。項(xiàng)目六定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用任務(wù)1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)2生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM)任務(wù)3同時(shí)生成兩種波形教學(xué)任務(wù)任務(wù)1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理。任務(wù)2：生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM)。任務(wù)3：同時(shí)生成兩種波形。教學(xué)目標(biāo)(1)掌握51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理。(2)掌握51單片機(jī)定時(shí)器的四種工作方式以及具體應(yīng)用方法。(3)掌握單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初值計(jì)算器方法。(4)掌握脈沖寬度調(diào)制信號(hào)波形產(chǎn)生原理及仿真實(shí)現(xiàn)方法。

任務(wù)1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理

任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)述定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)。(2)掌握TMOD的格式及工作方式的定義。(3)掌握各種工作方式下定時(shí)器及計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算方法。51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，為定時(shí)器0(T0)和定時(shí)器1(T1)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式、啟?？刂仆ㄟ^編程控制寄存器來(lái)設(shè)定?？刂萍拇嫫魇怯商厥夤δ芗拇嫫髦械亩〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器(TCON)和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器組成。1．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)每個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器分別由兩個(gè)高8位寄存器和低8位寄存器組成，T0由TH0和TL0組成，T1由TH1和TL1組成。它們分別用于存放定時(shí)或計(jì)數(shù)功能的高8位初值和低8位初值。方式控制寄存器(TMOD)主要用于設(shè)定工作方式，控制寄存器(TCON)主要用于控制啟動(dòng)與停止，并保存溢出和中斷申請(qǐng)標(biāo)志，中斷允許寄存器(IE)控制CPU對(duì)每個(gè)定時(shí)器的開放或者屏蔽。定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，定時(shí)器T0由外部計(jì)數(shù)信號(hào)通過外部輸入引腳P3.4輸入，T1由P3.5輸入。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)際上是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種功能，其具體功能由TMOD寄存器來(lái)控制。通過軟件編程對(duì)寄存器TMOD和TCON進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)工作在定時(shí)器功能時(shí)，振蕩器的12分頻信號(hào)產(chǎn)生計(jì)數(shù)器的加1信號(hào)，每來(lái)一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1，直至計(jì)滿溢出。當(dāng)工作在計(jì)數(shù)功能時(shí)，通過外部輸入T0(P3.4)和T1(P3.5)計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù)。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣值為0，則計(jì)數(shù)器加1，在下一個(gè)機(jī)器周期S3P1期間，計(jì)數(shù)初值重新裝入計(jì)數(shù)器。2.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種功能。具體表現(xiàn)在：(1)定時(shí)控制。(2)自動(dòng)計(jì)數(shù)。(3)系統(tǒng)監(jiān)控。(4)檢測(cè)模塊。3．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器(TMOD)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器的作用是對(duì)T0和T1的工作方式進(jìn)行設(shè)置各位的功能如下：①GATE：門控位。②C/：功能選擇位。③M1、M0：工作方式選擇位。③M1、M0：工作方式選擇位。4.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器(TCON)TCON高四位的作用是控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止，并保存T1和T0的溢出和中斷申請(qǐng)標(biāo)志位。各位功能如下：TR0(TCON.4)：控制定時(shí)器T0啟停位。TF0(TCON.5)：定時(shí)器T0溢出中斷申請(qǐng)標(biāo)志位。這兩位服務(wù)于T0。TR1(TCON.6)：控制定時(shí)器T1啟停位。TF1(TCON.7)：定時(shí)器T1溢出中斷申請(qǐng)標(biāo)志位。這兩位服務(wù)于T1。5.定時(shí)器/計(jì)時(shí)器的四種工作方式及應(yīng)用初始化的步驟如下：(1)設(shè)置TMOD。(2)根據(jù)定時(shí)時(shí)間或者計(jì)數(shù)次數(shù)，利用初值計(jì)算公式，計(jì)算定時(shí)或者計(jì)數(shù)初值，并對(duì)相應(yīng)的寄存器TH1/TL1(TH0/TL0)賦值。(3)對(duì)IE中的相關(guān)位賦值。(4)?TCON中的TR1(TR0)置1，SS啟動(dòng)。

任務(wù)2生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM)

任務(wù)要求：P1.0輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM)，即輸出周期是20?ms，占空間比3∶10的矩形波，以控制直流電機(jī)按照一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，晶振頻率為12?MHz。采用定時(shí)器T0工作于方式2，定時(shí)250?μs。第一步：TMOD=00000010B?=?0X02。第二步：X?=?28-T/T機(jī)?=?256-250/1?=?6；TH0?=?TL0?=?6。第三步：EA?=?1；ET0?=?1；TR0?=?1。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用方式(2)掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器相關(guān)寄存器各位的含義(3)熟練設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值1.硬件電路設(shè)計(jì)所需元器件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、示波器(OSCILLOSCOPE)。3.仿真效果效果：在P1.0產(chǎn)生周期是20?ms，占空比是3∶10的PWM波形效果。

任務(wù)3同時(shí)生成兩種波形

任務(wù)要求：在P1.5生成周期是4?ms的方波，同時(shí)在P1.6引腳輸出周期是20?ms、占空比是4∶10的PWM波，要求采用定時(shí)器1，工作于方式1，晶振頻率是12?MHz。采用定時(shí)器T1，工作于方式1，定時(shí)2?ms。第一步：TMO?=?00010000B?=?0X10。第二步：X?=?216?-?T/T機(jī)?=?216?-?2000/1?=?65536?-?2000?=?63536?=?F830H；TH1?=?0XF8；TL1?=?1；TR1?=?1。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用方式。(2)掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器相關(guān)寄存器各位的含義。(3)熟練設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元器件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、示波器(OSCILLOSCOPE)。2.仿真效果效果：在P1.5生成周期是4?ms的方波，同時(shí)在P1.6引腳輸出周期是20?ms、占空比是4∶10的PWM波。項(xiàng)目七串行通信應(yīng)用任務(wù)1串行通信工作原理任務(wù)2兩個(gè)單片機(jī)之間的單向通信應(yīng)用任務(wù)3兩個(gè)單片機(jī)之間的雙向通信應(yīng)用教學(xué)任務(wù)任務(wù)1：串行通信工作原理。任務(wù)2：兩個(gè)單片機(jī)之間的單向通信應(yīng)用。任務(wù)3：兩個(gè)單片機(jī)之間的雙向通信應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)(1)掌握串行通信的工作原理，串行通信的兩種基本方式。(2)掌握同步通信和異步通信的實(shí)現(xiàn)方法。(3)掌握單片機(jī)控制系統(tǒng)之間的相互通信以及具體的實(shí)現(xiàn)方法。(4)掌握實(shí)際項(xiàng)目中利用串行通信技術(shù)來(lái)解決實(shí)際問題的能力。

任務(wù)1串行通信工作原理

任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)述串行通信工作原理及波特率、溢出率的計(jì)算方式。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握串行通信的工作原理。(2)掌握SCON寄存器的結(jié)構(gòu)及串行口工作方式。(3)掌握PCON寄存器的結(jié)構(gòu)及各種方式下波特率的計(jì)算方式。串行接口是一種可以將接收的來(lái)自CPU的并行數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)流發(fā)送出去，同時(shí)可將接收的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)字符供給CPU的器件。一般完成這種功能的電路，我們稱為串行接口電路。51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工串行接口。一般來(lái)說(shuō)，只能接收或只能發(fā)送的串行口稱為單工串行；既可接收又可發(fā)送，但不能同時(shí)進(jìn)行的稱為半雙工；能同時(shí)接收和發(fā)送的串行口稱為全雙工串行口。SBUF寄存器：它是兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，可通過指令對(duì)SBUF的讀寫來(lái)區(qū)別是對(duì)接收緩沖器的操作還是對(duì)發(fā)送緩沖器的操作，從而控制外部?jī)蓷l獨(dú)立的收發(fā)信號(hào)線RXD(P3.0)、TXD(P3.1)，同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全雙工。SM2：多機(jī)通信控制位。REN：串行接收允許位：REN?=?0時(shí)，禁止接收；REN?=?1時(shí)，允許接收。TB8：在方式2、3中，TB8是發(fā)送機(jī)要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在多機(jī)通信中它代表傳輸?shù)牡刂坊驍?shù)據(jù)，TB8?=?0時(shí)為數(shù)據(jù)，TB8?=?1時(shí)為地址。RB8：在方式2、3中，RB8是接收機(jī)接收到的第9位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)正好來(lái)自發(fā)送機(jī)的TB8，從而識(shí)別接收到的數(shù)據(jù)特征。TI：串行口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志。RI：串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志。表中各位(從左至右為從高位到低位)含義如下。SMOD：波特率加倍位。SMOD?=?1，當(dāng)串行口工作于方式1、2、3時(shí)，波特率加倍。SMOD?=?0，波特率不變。GF1、GF0：通用標(biāo)志位。PD(PCON.1)：掉電方式位。當(dāng)PD?=?1時(shí)，進(jìn)入掉電方式。IDL(PCON.0)：待機(jī)方式位。當(dāng)IDL?=?1時(shí)，進(jìn)入待機(jī)方式。波特率計(jì)算：在了解了串行口相關(guān)的寄存器之后，我們可得出其通信波特率的一些結(jié)論：(1)方式0和方式2的波特率是固定的。在方式0中，波特率為時(shí)鐘頻率的1/12，即fOSC/12，固定不變。在方式2中，波特率取決于PCON中的SMOD值，即波特率為當(dāng)SMOD?=?0時(shí)，波特率為fOSC/64；當(dāng)SMOD?=?1時(shí)，波特率為fOSC/32。(2)方式1和方式3的波特率可變，由定時(shí)器1的溢出率決定。當(dāng)定時(shí)器T1用作波特率發(fā)生器時(shí)，通常選用定時(shí)初值自動(dòng)重裝的工作方式2(注意：不要把定時(shí)器的工作方式與串行口的工作方式搞混淆了)。其計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)為8位，假定計(jì)數(shù)初值為Count，單片機(jī)的機(jī)器周期為T，則定時(shí)時(shí)間為(256?-?Count)?×?T。從而在1?s內(nèi)發(fā)生溢出的次數(shù)(即溢出率)可由公式(1)求得：從而波特率的計(jì)算公式由公式(2)求得：在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常是先確定波特率，然后根據(jù)波特率求T1定時(shí)初值，因此式