单片机原理与接口技术(C语言版).ppt

单片机原理与接口技术（C语言版）第1章 单片机及其开发工具,1,主 编：周国运清华大学出版社,为什么要开这门课？,微机的功能、应用通过外设(I/O、存储)体现接口实现：外设与微机间的信息交换使外设按我们要求工作，需要开发新的硬件及驱动 CPU/OS/总线结构发展导致接口技术的变革,2,3,第1章 单片机及其开发工具,目 录 1.1 单片机的基本概念 1.2 单片机的发展概况 1.3 单片机的特点及应用 1.4 常用单片机简介 1.5 单片机程序开发软件Keil C简介 1.6 单片机系统模拟软件Proteus简介,本章包括单片机概述和单片机开发工具两个部分内容。概述介绍了单片机的概念、发展概况、应用及特点，以及一些常用的单片机；开发工具介绍了程序开发软件Keil C，电路设计及仿真调试软件Proteus。通过本章的学习：对单片机有一个基本的认识；基本掌握用Keil C和Proteus开发单片机程序，构建系统电路以及仿真调试的方法，为学好单片机打下基础。,4,第1章 单片机及其开发工具,1.1 单片机的基本概念,5,单片机：将CPU、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，微型计算机的主要部件集成在一块芯片上，使其具有计算机的基本功能。此就是“单片微型计算机”（Single Chip Micro Computer，SCMC或SCM），简称为“单片微机”、或“单片机”。微控制器概念：芯片上除了具有微机的功能部件之外，还集成有外部设备，如A/D、D/A、RTC、PWM、USB、Watchdog等。,控制总线,数据总线,地址总线,图1-1 微机系统的组成,1.1 单片机的基本概念,6,1.2 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,7,1.2.1 单片机的历史,一、4位单片机阶段1971年Intel公司首先开发出了第一片4位微处理器4004，主要用于家用电器、计算器、高级玩具中。4004的问世，既标志着微处理器的诞生，也标志着单片机、嵌入式系统的诞生。1975年美国德克萨斯仪器公司（TI）推出4位单片机TMS-1000。4位单片机主要用于家用电器、电子玩具等。,8,1.2.1 单片机的历史,二、8位单片机阶段 1976年9月，美国Intel公司首先推出了MCS-48系列8位单片机，其增强型便是MCS-51。8位单片机由于功能强大，被广泛用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域。三、16位单片机阶段 1983 年Intel公司推出了16位单片机MCS-96系列。16位单片机可用于高速复杂的控制系统。四、32位单片机 近几年，更高性能的32位单片机得到广泛的应用，典型的机型有ARM、DSP等系列。,9,1.2.2 单片机技术的发展,一、片内程序存储器的发展单片机的程序存储器（ROM）经历了ROMEPROME2PROMFLASH ROM的发展，容量也由小变大。二、看门狗定时器 单片机在运行时由于干扰等原因，可能会出现软件混乱。看门狗电路就是用于在CPU运行出现程序混乱时，使系统恢复正常工作的一种方法。,10,1.2.2 单片机技术的发展,三、节电模式 在节电模式下，CPU和部分部件进入睡眠状态，但片内RAM和寄存器等部件保持工作状态，以达到节能的目的。四、加强输入输出功能 某有些单片机具备大功率的输入/输出接口，可直接驱动荧光显示器、LCD和LED。还有一些增加了接口或定时器的数量，或者增加了新型的接口，如IIC、SPI等。,11,五、单片机制造工艺提高 半导体制作工艺的提高，使单片机的体积可以做的更小，时钟频率更高。可以集成更多的存储器和部件，降低产品的价格。六、在线编程和调试技术 一些新型的单片机实现了在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）功能。现在常使用的单片机都有该功能，如深圳宏晶公司的STC系列单片机。,12,1.2.2 单片机技术的发展,1.3 单片机的特点及应用,主要内容 单片机的特点 单片机的应用,13,一、ROM和RAM存储器区分使用 ROM称为程序存储器，存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。二、采用面向控制的指令系统 为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。,14,单片机的特点,三、I/O引脚通常多功能 由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。四、单片机外部扩展能力强 在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展（如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断控制器等），与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。,15,单片机的特点,五、体积小、价格低 易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。六、抗干扰、可靠性高 在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。七、易实现多机和分布式控制 使整个控制系统的效率和可靠性大为提高,16,1.3.1 单片机的特点,单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有：工业控制 仪器仪表计算机外部设备与智能接口商用产品 家用电器消费类电子产品通讯设备和网络设备儿童智能玩具汽车、轮船、飞机等大型运输工具交通控制设备,17,1.3.2 单片机的应用,单片机的应用（2）,当前我国嵌入式系统的主要应用领域客户分布：主要在电信、医疗、汽车、安全、工业控制和消费类等行业。产品分布：主要在消费类电子、通信、医疗、安全等行业。其中在消费类电子领域占最大的市场份额。发展重点：移动多媒体、数字娱乐、手机终端、汽车电子、医疗成为嵌入式系统应用市场的发展重点。,18,1.4 常用单片机简介,主要内容 1.4.1 MCS-51系列单片机 1.4.2 ATMEL89系列单片机 1.4.3 STC系列单片机 1.4.4 常见的其它系列单片机,19,1.4.1 MCS-51系列单片机,MCS-51系列单片机：Intel在1980-1982年陆续推出了指令系统完全相同、内部结构基本相同的8031、8051和8751等型号单片机，初步形成MCS-51系列，被奉为“工业控制单片机标准”。8031：片内无ROM8051：片内有掩膜PROM8751：片内有紫外线擦除的PROM,20,MCS-51增强型单片机：主要包括89C52、89C54、89C58、89C516等型号，它们的区别主要是三个方面：一是片内RAM由128B增加到256B；二是多一个定时器/计数器；三是片内Flash ROM由4KB分别增加到了8KB、16KB、32KB和64KB。不同厂家的产品可能还增加有其它外设或功能，但引脚和指令都是完全兼容的。为了讨论方便起见，我们将89C51（包括8031、8051、8751等）称为基本型，其他的型号称为增强型。,21,1.4.1 MCS-51系列单片机,1.4.2 ATMEL 89系列单片机,Atmel公司生产的89系列单片机是市场上比较具有代表性的MCS-51单片机。一、ATMEL89系列单片机型号说明 AT89系列单片机型号由三个部分组成，它们分别是前缀、型号、后缀，其格式如下：AT89C（LV、S）XXXX-XXXX 1、前缀 前缀由字母“AT”组成，它表示该器件是ATMEL公司的产品。,22,1.4.2 ATMEL89系列单片机,2、型号 型号由“89CXXXX”或“89LVXXXX”或“89SXXXX”等表示。“9”表示芯片内部含Flash存储器；“C”表示是CMOS产品；“LV”表示低电压产品；“S”表示含可下载的Flash存储器。“XXXX”为表示型号的数字，如：51、52、2051、8252等。,23,3、后缀 后缀由“XXXX”四个参数组成，与产品型号间用“-”号隔开。后缀中第一个参数“X”表示速度后缀中第二个参数“X”表示封装 后缀中第三个参数“X”表示温度范围 后缀中第四个参数“X”说明产品的处理情况如AT89S52-24PC，后缀表示24MHz、塑料封装、商业级（I为工业级）,24,1.4.2 ATMEL89系列单片机,二、AT89C51单片机 AT89C51单片机特点：与MCS-51产品完全兼容；具有4K字节的Flash内部程序存储器，可写/擦1000次；全静态操作：0Hz24MHz；三级程序存储器加密；128字节内部RAM；,25,1.4.2 ATMEL89系列单片机,32根可编程I/O线；2个16位定时器/计数器；6个中断源；可编程串行UART通道；低功耗空闲和掉电方式。CMOS工艺，低功耗。,26,1.4.2 ATMEL89系列单片机,三、AT89S52单片机 AT89S52单片机特点：与MCS-51产品兼容；具有8K字节可在系统编程的Flash内部程序存储器，可写/擦1000次；4.0V5.5V的工作电压范围；全静态操作：0Hz24MHz；三级程序存储器加密；256字节内部RAM；,27,1.4.2 ATMEL89系列单片机,全双工异步串行通信通道；低功耗空闲和掉电方式；通过中断中止掉电方式；看门狗定时器；两个数据指针。,28,1.4.2 ATMEL89系列单片机,STC15L2K60S2系列单片机特点如下：1个时钟/机器周期，增强型8051内核，速度比传统8051快712倍。工作电压3.85.5V（5V单片机）/2.43.6V（3V单片机）。内部高精度R/C时钟，内部时钟从535MHz可选。861K字节片内Flash程序存储器，擦写次数10万次以上。大容量2048字节片内RAM数据存储器。通用I/O口(42/38/30/26个)。,29,1.4.3 STC系列单片机,ISP/IAP（在系统可编程/在应用可编程），无需编程器/仿真器。硬件看门狗。先进的指令集结构，兼容普通8051指令集，有硬件乘法/除法指令。6个定时器，2个16位可重装载定时器T0和T1兼容普通8051的定时器，新增了一个16位的定时器T2，并可实现时钟输出，3路CCP/PCA可再实现3个定时器。,30,1.4.3 STC系列单片机,高速ADC，8通道10位，速度可达30万次/秒。3路PWM还可当3路D/A使用。双串口/UART，两个完全独立的高速异步串行通信端口，分时切换可当5组串口使用。3通道捕获/比较单元(CCP/PCA/PWM)。可彻底省掉外部昂贵复位电路，内部集成高可靠复位电路、ISP编程时8级复位门槛电压可选。,31,1.4.3 STC系列单片机,1.4.4 常见的其它系列单片机,AVR单片机 Motorola单片机 MicroChip单片机Scenix单片机 华邦单片机,32,1.5 单片机程序开发软件Keil C简介,主要内容 1.5.1 Keil C集成开发工具简介 1.5.2 Keil C操作方法 1.5.3 Keil C程序开发方法 1.5.4 Keil C调试运行方法,33,1.5 单片机系统的开发方法,Keil C是德国KEIL公司开发的单片机C语言编译器。其前身是FRANKLIN C51，功能相当强大。Vision3是一个for Windows 的、集成化的单片机编程软件，集成了文件编辑处理、项目管理、编译链接、软件模拟调试等多种功能，是强大的单片机程序开发工具。无论是学习、还是开发，都是必须掌握的基本工具。在后面的讨论中，对Keil C和Vision3两个术语不做严格的区分，一般多称呼为Keil C，包含有Vision3集成开发环境之意。,34,1.5.1 Keil C集成开发工具简介,1、编译器和链接器Keil C的编译器和链接器包括C51、A51、L51和BL51。C51是C语言编译器，其功能是将C源代码编译生成可重新定位的目标模块文件（.OBJ）。A51是汇编语言编译器，其功能是将汇编源代码编译生成可重新定位的目标模块文件（.OBJ）。L51是链接/定位器，其功能是将.OBJ文件与库文件链接，定位生成绝对目标文件。,35,1.5.1 KeilC集成工具简介,BL51也是链接/定位器，除了具有L51所有的功能之外，(1)可以链接定位大于64KB的程序；(2)具有代码域及域切换功能；(3)可用于RTX51实时多任务操作系统。2、LIB51库管理器LIB51可以把.OBJ文件构建成目标库（.LIB）这些库是按规定格式排列的目标模块，可在以后被链接器所使用。,36,1.5.1 KeilC集成工具简介,3、模拟调试器Keil C有三个模拟调试器。（1）软件模拟调试器dScope511）模拟程序运行与调试，包括C、汇编、宏汇编程序；2）模拟CPU及其外围器件，如串行口、定时器/计数器、I/O口等。（2）硬件调试器tScope51tScope51用于对硬件目标板进行调试。（3）监视程序Monitor51通过串行口，PC机与目标板进行通信，利用 Monitor51，在PC机上显示程序的运行情况,37,1.5.1 Keil C的操作方法,Keil C菜单项主要有：文件（File）、编辑（Edit）、查看（View）、项目（Project）、调试（Debug）、闪存（Flash）、片内外设（Peripherals）、工具（Tools）等项。我们知道，各工具都是相应菜单项的快捷操作按钮，所以，下面只介绍各个菜单项，并指明对应的工具按钮。下面仅介绍常用而不太熟悉的菜单项和按钮。,38,Keil C 在编辑状态下的操作界面（6个部分）,39,信息输出窗口,项目管理器窗口,工具栏,菜单栏,编辑窗口,状态信息栏,1.5.1 Keil C操作方法,1文件（File）菜单Device Database：打开器件（单片机）库。License Manament：打开软件注册管理窗口。2编辑（Edit）菜单1）Indent Select Text：选中内容向右缩一个制表符位2）Unindent Select Text：选中的内容向左移动3）Toggle Bookmark：在当前行放置书签4）Goto Next Bookmark：将光标移到下一个书签5）Goto Previous Bookmark：将光标移到上个书签6）Clear All Bookmark：清除文件中所有的书签,40,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,1.5.1 Keil C操作方法,3查看（View）菜单1）Project Window：显示或隐藏项目管理窗口2）Output Window：显示或隐藏输出窗口3）Source Browser：打开源文件浏览器窗口4）Disassembly Window：显示或隐藏反汇编窗口5）Watch&Call Stack Window：观察和堆栈窗口6）Code Coverage Window：显隐代码覆盖窗口7）Serial Window#1：显隐串口据输入/输出窗口8）Memory Window：显隐显示或隐藏存储器窗口,41,1 2 3 4 5 6 7 8,1.5.1 Keil C操作方法,4项目（Project）菜单Import Vision1 Project：导入Vision项目Select Device for Target Target1：为当前项目Target1选择单片机Remove Item：从项目中删去选中的项1）Translate：编译当前文件2）Build Target：编译修改过的文件3）Rebuild all target files：重新编译所有的文件4）Stop build：停止编译,42,1 2 3 4,1.5.2 Keil C操作方法,5、调试（Debug）菜单1）Start/Stop Debugging：启动/停止调试模式2）Run：全速运行3）Step Running：跟踪运行4）Step Over of current function：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,43,1 2 3 4 5 6 7,1.5.2 Keil C操作方法,1）Insert/Remove Breakpoint：在当前行设置/清除断点2）Enable/Disable Breakpoint：使能/禁止当前行的断点3）Disable All Breakpoints：禁止所有断点4）Kill All Breakpoints：清除所有断点5）Show Next Statement：显示下一条指令,44,1 2 3 4 5,1.5.2 Keil C操作方法,6、片内外设（Peripheral）菜单1）Reset CPU：复位CPU2）Interrupt：设置/观察中断（触发方式、优先级、使能、中断标志等）3）I/O Ports：设置/观察各个并行I/O口（Port0、Port1、Port2、Port3）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,45,1.5.3 Keil C程序开发方法,本节我们以例1-1一个流水灯程序为例，介绍使用Keil C的项目开发过程。例1-1 流水灯电路如图1-9所示，对89C52单片机编程，使P1口输出控制8个发光二极管循环点亮2个左移做流水灯显示。项目开发过程主要有以下步骤：创建项目创建文件编写程序编译项目,46,47,1.6.3 Proteus 原理图设计举例,图1-9 例1-1流水灯电路图,1.5.3 Keil C程序开发方法,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。如右图所示。与Windows的资源管理器相似。,48,图1-10 Keil C的项目管理器,1.5.3 Keil C程序开发方法,1、创建项目（1）创建项目选择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“否”即可。,49,1.5.3 Keil C程序开发方法,2、创建文件（1）创建文件选择FileNew命令，便打开一个新程序编辑窗口，然后选择fileSave命令，在弹出的保存文件对话窗口的文件名栏，输入C语言程序文件名“lamp.c”，点击保存按钮便完成文件的创建。用相同方法，可以创建汇编语言文件和文本文件等。,50,1.5.3 Keil C程序开发方法,（2）把文件加入到项目加入的文件可以是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 GroupSource 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1-13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。,51,1.5.3 Keil C程序开发方法,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1-10所示。先使用图1-13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。,52,图1-13 项目加入文件的操作方法,53,1.5.3 Keil C程序开发方法,3、编写程序#include/包含特殊功能寄存器的头文件#include/包含有循环移位函数的头文件void delay10 xms(unsigned char x)/延时10 xms函数unsigned int i;/设振荡频率为12MHzwhile(x-)/延时x个10msfor(i=0;i830;i+);/试验得出830void main(void)/主函数unsigned char lamp=0 x03;while(1)P1=lamp;/从P1口输出数据lamplamp=_crol_(lamp,1);/输出数据循环左移1位delay10 xms(100);/延时1s,1.5.3 Keil C程序开发方法,4、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1-13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，如图1-14所示（见下页）。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。,54,1.5.3 Keil C程序开发方法,在Target1上点击鼠标右键，出现类似图1-10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”即可,55,图1-14 选择项目输出.hex文件的操作方法,1.5.4 Keil C调试运行方法,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。1、使用不同运行方式进行调试（1）进入调试状态点击Debug菜单下的Start/Stop Debug Session命令或相应的按钮，即可进入调试状态。调试状态下的操作界面如图1-15所示。,56,1.5.4 Keil C调试运行方法,57,图1-15 Keil C在调试状态下的界面,1.5.4 Keil C调试运行方法,（2）各种运行方式5种运行方式：全速运行、跟踪运行、单步运行、跳出函数、运行到光标处。命令分别对应为：Run、Step、Step Over、Step out of current function、Run to Cursor line。如果用全速运行命令Run，可以使用Stop Running命令停止运行。退出调试状态：再次点击Debug菜单下的Start/Stop Debug Session命令或相应的按钮。,58,1.5.4 Keil C调试运行方法,2、断点的设置与删除方法1：用鼠标双击。在需要设置的行的最前面，双击鼠标左键，即可设置或清除断点。方法2：用命令或命令按钮。先将光标移到需要设置的行，然后点击Debug菜单下的Insert/Remove Breakpoint命令或工具栏中的相应按钮，即可设置或清除断点。另外还有断点禁用和全部清除命令及按钮，也容易使用。,59,1.5.4 Keil C调试运行方法,3、寄存器的观察与修改（1）显示寄存器窗口寄存器窗口、在线帮助窗口和工程管理器是同一个窗口，在工程管理器窗口下包含3个标签，即包含3个区域。显示出寄存器窗口：在调试状态下，点击View菜单下的Project Window命令或对应的按钮，就会显示或隐藏工程管理器窗口，然后点击窗口下边的寄存器标签，即显示出寄存器窗口。,60,1.5.4 Keil C调试运行方法,（2）寄存器的观察与修改窗口中的寄存器分为2组：通用寄存器和系统寄存器。通用寄存器为8个工作寄存器R0R7；系统寄存器包括寄存器A、B、SP、PC、DPTR、PSW、states、sec。states为运行的机器周期数，sec为运行的时间。两种修改寄存器(除了sec和states之外)值的方式：一是用鼠标直接点击左键进行修改；二是在图1-15所示的调试命令窗口直接输入寄存器的值，如输入“A=0 x32”，则寄存器A的值立即显示32。,61,1.5.4 Keil C调试运行方法,4、变量的观察与修改（1）显示变量窗口在调试状态下，点击View菜单下的Watch&Call Stack Window命令或对应的按钮，就会显示或隐藏变量窗口。变量窗口包含有4个显示区（标签），可以分别显示局部变量（Locals标签）、指定变量（Watch#1和Watch#2两个标签）、及堆栈调用（Call Stack标签）。,62,1.5.4 Keil C调试运行方法,（2）变量的观察与修改局部变量：显示的是当前函数中的变量，这些变量不用设置，自动出现在窗口中。其它变量：可以在Watch#1或Watch#2标签按F2输入变量名。在程序运行中，可以观察这些变量的变化，也可以用鼠标点击修改它们的值。观察变量更简单的方法：在程序停止运行时，将光标放到要观察的变量上停大约1秒，就会出现对应变量的当前值，如lamp=0 x18。,63,1.5.4 Keil C调试运行方法,5、存储器的观察与修改（1）显示存储器窗口在调试状态下，点击View菜单下的Memory Window命令或对应的按钮，就会显示或隐藏存储器窗口。存储器窗口包含4个标签，即有4个显示区，分别是Memory#1、Memory#4。（2）存储器的观察在4个显示区上边的“Address”栏输入不同类型的地址，可以观察不同的存储区域。,64,1.5.4 Keil C调试运行方法,1）观察片内RAM直接寻址的data区：在Address栏输入D:xx（xx为十六进制数），便显示从xx地址开始的数据。高128字节显示的是特殊功能寄存器的内容。2）观察片内RAM间接寻址的idata区：在Address栏输入I:xx，便显示从xx地址开始的数据。高128字节显示的也是数据区的内容。3）观察片外RAM的xdata区：在Address栏输入X:xxxx，便显示从xxxx地址开始的数据。4）观察程序存储器ROM code区：在Address栏输入C:xxxx，便显示从xxxx地址开始的程序代码。,65,1.5.4 Keil C调试运行方法,（3）存储器中数据的修改1）程序存储器中的数据不能修改2）其它3个区域数据的修改方法：用鼠标对准欲修改的单元，点击鼠标右键，在弹出的菜单中有一“Modify Memory at 0 x”命令，执行该命令，对又弹出的数据输入栏输入数据，然后用鼠标左键点击“OK”即可。,66,1.5.4 Keil C调试运行方法,6、片内外设的观察与设置单击Peripheral菜单，可以选择某一种或几种外设进行观察、设置。（1）中断系统的观察与设置 在调试状态下，单击PeripheralInterrupt命令，就会显示或隐藏中断系统窗口，如右图所示。,67,1.5.4 Keil C调试运行方法,（2）串行口的设置与观察在调试状态下，点击View菜单下的Serial Window#1或Serial Window#2命令或对应的按钮，就会显示或隐藏串行口窗口。串行口窗口提供了一个调试串行口的界面，从串行口发送或接收的数据，都可以在该窗口显示或输入。,68,1.5.4 Keil C调试运行方法,（3）并行I/O口的观察与设置在调试状态下，单击PeripheralI/O-Ports Port0/Port1/Port2/Port3命令，可以选择一个多个I/O口进行观察或设置。图1-15中的右上角显示的是P1（Port 1）口的观察窗口，显示的端口值是0 x0C，是程序调试运行截取界面时P1口的输出值。,69,1.5.4 Keil C调试运行方法,70,在调试状态下，单击PeripheralsTimerTimer0命令，便会显示出定时器/计数器0设置与观察窗口，如右图所示。用同样的方法可以观察、设置其它的定时器/计数器。运行状态。在第6章讲定时器/计数器。,（4）定时器/计数器的观察与设置,1.5.4 Keil C调试运行方法,（5）状态的自动刷新在程序运行时，各个片内外设的状态会不断地变化，为了随时观察它们的变化，可以启用ViewPeriodic Window Update命令，让Keil C自动周期刷新各个调试窗口。,71,1.6 单片机系统模拟软件Proteus简介,主要内容 1.6.1 Proteus ISIS操作方法 1.6.2 Proteus ISIS原理图设计方法 1.6.3 Proteus ISIS原理图设计举例 1.6.4 Proteus ISIS 模拟方法,72,Proteus简介,Proteus是英国Labcenter公司开发的,运行于Windows操作系统之上的软硬件集成开发与模拟、调试运行软件。Proteus主要由ISIS和ARES两部分组成：ISIS用于原理图设计、软硬件系统交互模拟运行ARES用于印制电路板的设计Proteus的ISIS主要有三大功能：电子电路原理图设计与性能分析功能单片机、ARM程序开发功能电路系统软硬件协同模拟功能,73,1.6.1 Proteus ISIS操作方法,Proteus ISIS的操作界面主要由7个部分组成：菜单栏，标准工具栏、绘图工具栏（也常在左侧），器件旋转工具，预览窗口，对象选择窗口，电路设计区，左下角是模拟运行控制按钮，下边是状态信息栏等。下面介绍主要的菜单项，并指明对应的命令操作按钮。菜单项主要有：文件（File）、查看（View）、编辑（Edit）、工具（Tools）、设计（Design）、绘图（Graph）、器件库（Library）等10余项。,74,1.6.1 Proteus 操作方法,Proteus ISIS的操作界面,75,1.6.1 Proteus 操作方法,1、文件（File）菜单 Import Bitmap：导入位图文件 Export Graphics：导出电路（.SEC文件）1）Import Section：导入以前被导出的电路图文件2）Export Section：导出全部电路或部分电路3）Set Area：设置输出区域,76,1 2 3,1.6.1 Proteus 操作方法,2、查看（View）菜单1）Redraw：刷新编辑界面2）Grid：显示或隐藏栅格3）Origin：使能/禁止人工原点设置4）Pan：以光标为中心显示5）Zoom In：放大显示6）Zoom Out：缩小显示7）Zoom All：缩放到整张图显示8）Zoom to Area：选择满屏显示的区域 Snap 0.1in：设置器件放置间距为100th Toolbars.：显示或隐藏工具栏各个部分,77,1 2 3 4 5 6 7 8,1.6.1 Proteus 操作方法,3、编辑（Edit）菜单 Send to back：把选中对象置于下面 Bring to front：把选中对象置于上面 Tidy：整理电路图，删除工作区之外无用的器件和符号1）Block Copy：对选中的块做复制2）Block Move：对选中的块做移动3）Block Rotate：对选中的块做旋转4）Block Delete：对选中的块做删除,78,1 2 3 4,1.6.1 Proteus 操作方法,4、工具（Tools）菜单1）Wire Auto Route：启动或禁止自动连线2）Search and Tag：查找器件并做标记 3）Property Assignment Tool：属性设置工具 4）New Sheet：新建页面（图纸）5）Remove Sheet：删除当前页面 6）Bill of Materials：生成电路器件清单7）Electrical Rule Check：电气规则检查8）Netlist to ARES：创建网络表并打开PCB图窗口,79,1 2 3 4 5 6 7 8,1.6.1 Proteus 操作方法,5、设计（Design）菜单Edit Design Properties.：编辑设计属性 Edit Sheet Properties.：编辑当前页面属性 Edit Design Notes.：显示、编辑设计说明 Configure Power Rails.：设置电源类型等6绘图（Graph）菜单Edit Graph.：编辑图表。Add Trace.：添加图线。Simulate Graph：模拟图表。Export Data：导出数据。Clear Data：清除当前图形数据,80,1.6.1 Proteus 操作方法,8、调试（Debug）菜单Start/Restart Debugging：启动/重新启动调试Execute：全速运行Execute Without Breakpoints：不考虑断点运行Execute For Specified Time：指定运行时间运行Animation：自动单步运行 1）全速模拟运行2）单帧模拟运行3）Pause Animation：暂停模拟运行4）Stop Animation：停止模拟运行,81,1 2 3 4,1.6.1 Proteus 操作方法,12、电路绘制工具1）Selection Mode：选择模式2）components Mode：器件模式 3）Junction dot Mode：连接点模式 4）Wire label Mode：连线标号模式 5）Text script Mode：文字脚本编辑模式 6）Bus Mode：总线模式 7）Subcircuit Mode：子电路模式8）terminals Mode：终端(电源、输出、输入等)模式 9）Device Pin Mode：器件引脚模式,82,1 2 3 4 5 6 7 8 9,1.6.1 Proteus 操作方法,13、电路测试分析工具1）Graph Mode：图形模式分析器，有模拟信号、数字信号、噪声、混合信号、频率、傅里叶等分析器2）Tape recorder Mode：录音机模式 3）generator Mode：信号激励源模式，有直流、正弦、脉冲、指数、音频、边沿、连续方波等信号源4）Voltage Probe Mode：电压探针模式5）Current Probe Mode：电流探针模式6）Virtual Instruments Mode：虚拟仪器模式，示波器、逻辑分析仪、计数器、虚拟串行口终端、SPI、IIC调试器、信号发生器、交直流电压电流表等,83,1 2 3 4 5 6,1.6.2 Proteus 原理图设计方法,对于使用Proteus做单片机系统模拟的初学者，并非做PCB电路板，电路原理图设计方法有以下8个步骤：创建设计文件 选取器件 放置器件 放置终端 设置器件、终端属性 连接器件 放置测试分析工具 放置标识和说明文字,84,1.6.2 Proteus 原理图设计方法,1、创建设计文件分两种情况创建设计文件。（1）启动Proteus ISIS时创建启动了Proteus ISIS之后，就打开了一个A4图纸的默认模板页面，选择合适的位置保存即可。一般将文件保存到对应的单片机程序所在的文件夹下，或者另建文件夹并保存设计文件。（2）创建新的设计在窗口上有电路时，点击菜单File|New Design项，在打开的“Create New Design”窗口中选择一个模板，然后保存即可。一般选择“DEFAULT”缺省模板。,85,1.6.2 Proteus 原理图设计方法,2、选取器件点击电路绘制工具按钮中的“器件”图标（图1-26中的2），再点击选择器件窗口中左上角的“P”，便打开“Pick Devices”窗口，如图下图所示。,86,1.6.2 Proteus 原理图设计方法,3、放置器件1）选择器件点击对象选择窗口中的器件，如果器件的方向不合适，可以使用“器件旋转按钮”调整方向。2）放置器件移动光标到电路设计窗口，移到合适的