前言
相信你在看完《扯会儿单片机开发:开始》后,对单片机开发的基础知识有了一定的了解。这一次我们来实战一番,在Proteus中模拟一个单片机界的"HelloWorld" --- 点亮一个LED。
电路
在我们开始编码之前,要先把电路画好。我们要通过程序去控制一个LED的明灭,所以需要一个单片机和一个LED,当然,还有它们之间说不清道不明的关系。
Proteus
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。它可以仿真单片机逻辑和元件之间的电路,我们这次写好的单片机程序就是交给它来模拟运行。
我所用的是Proteus 8.4 SP0
Proteus 8.4 SP0 启动图标
如果你用的是早期版本,可能启动图标不一样。我之前用的7.8版的Proteus会有两个子程序,如果你的也是的话,点那个ISIS(阿拉胡阿克巴!)就是了。
建项
现在要做的就是在Proteus中画个可以控制LED的电路出来。
-
打开Proteus
主界面 -
建个项目
点击主界面中的新建工程
新建第一步:输入名称和设置路径
在名称
那里输入项目名称,在路径
处设置项目工程文件存储的路径,下一步。
新建第二步:选择原理图
这里我们选择默认DEFAULT
,选下一步。
新建第三步:选择模板
选择不创建PCB布板设计
,下一步。
新建第三步:选择固件
选择没有固件项目
,下一步。
新建第四步:总结
点击完成
后建项成功。
其实我也是第一次用Proteus 8,之前的版本建项步骤没这么繁琐,我这么说是因为我也不咋知道那些中间的设置项都能干嘛,还没试过(我好水,这样子自己揭露自己真的好嘛)。
开始画电路
创建好项目后如下图所示
主编辑界面
- 列个需要的元件清单
- 单片机
- LED
- 电源
点击左侧的P
添加元件
在元器件选择界面中,用
关键字
搜索我们需要的器件。元器件选择界面
我们需要一个51单片机,这个项目就选择at89c52吧,输入"c52"搜索。
"c52"的搜索结果
中间那里会列出匹配的结果,你可以一个一个选择,然后观察右侧的预览图来确定是不是你要的菜。你还可以在右下角那里选择其封装。在本项目中,我们需要
AT89C52
这道菜的DIL40
的封装。点击
确定
后,你的鼠标会变成一根儿笔,再点击一下左键,刚才的器件就会出现,然后就可以摆放它的位置了。准备摆放
部署后
然后重复刚才的操作,去找LED。
“LED”的搜索结果
可以看到,与LED相关的元件是比较多的。这里我们选择图示中的那款黄色发光二极管
LED-YELLOW
(模拟的时候,效果会比较明显)。电源的话,就要去另一个地方找了,点一下左边栏的
终端模式
。image.png
选择列表中的
POWER
,然后和前面一样,把它画出来。画上LED和电源
途中的小雨伞就是电源。
然后连接它们,画线路。
用笔一样的鼠标点击那些触角就可以将他们连接起来。连好后如下图:
注意电源跟LED的哪个引脚连?
二极管是固定电流方向的,要按照图中的方式连接,具体为什么就要你自己查资料了。
到这里我们的第一大步就走完了。
代码
Keil
Keil是我们写单片机代码要用到的IDE,它支持汇编、C和C++的编译,还是很不错的。不过,没有代码补全。
选择下载时,要根据你所开发的单片机选择具体的IDE,它分为ARM、C51、C166、C251四种。你也可以装多个,然后它们会在同一个IDE下显示并使用。
根据我们刚才在电路板上画的是at89c52单片机,所以我们就选用C51版本的。
建项
点击菜单栏的Project - New μVersion Project
这里选择你的项目工程要存储的路径,他不会像Visual Studio或Xcode那样帮你为项目或解决方案自动生成文件夹,这个你要注意,你最好自己建一个项目文件夹,然后选择它去存储。
项目建立好后,左边栏会显示当前项目的文件结构。然后我们新建源文件,右击
Source Group
,选择Add New Item to Group 'Source Group 1'
。添加源文件的前提必须是在一个Group
下,这里选择用它默认的Source Group
,你也可以自己新建一个Group
。选择
C File (.c)
,输入文件名
,然后点击Add
新建窗口
这样我们就添加了一个源代码文件。
添加了源文件
C代码
我们要实现功能的代码如下所示。
#include <reg52.h>
sbit led = P0^1;
void main()
{
led = 0;
}
一步一步来,首先,第一行所包含的reg52.h
文件中定义了52单片机基础的特殊功能寄存器和特殊功能位。其内部的介绍是:
Header file for generic 80C52 and 80C32 microcontroller.
可以通过右键reg52.h
- Open ducment <reg52.h>
打开其文件。
打开后,可以看到其源码:
/*--------------------------------------------------------------------------
REG52.H
Header file for generic 80C52 and 80C32 microcontroller.
Copyright (c) 1988-2002 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.
All rights reserved.
--------------------------------------------------------------------------*/
#ifndef __REG52_H__
#define __REG52_H__
/* BYTE Registers */
sfr P0 = 0x80;
sfr P1 = 0x90;
sfr P2 = 0xA0;
sfr P3 = 0xB0;
sfr PSW = 0xD0;
sfr ACC = 0xE0;
sfr B = 0xF0;
sfr SP = 0x81;
sfr DPL = 0x82;
sfr DPH = 0x83;
sfr PCON = 0x87;
sfr TCON = 0x88;
sfr TMOD = 0x89;
sfr TL0 = 0x8A;
sfr TL1 = 0x8B;
sfr TH0 = 0x8C;
sfr TH1 = 0x8D;
sfr IE = 0xA8;
sfr IP = 0xB8;
sfr SCON = 0x98;
sfr SBUF = 0x99;
/* 8052 Extensions */
sfr T2CON = 0xC8;
sfr RCAP2L = 0xCA;
sfr RCAP2H = 0xCB;
sfr TL2 = 0xCC;
sfr TH2 = 0xCD;
/* BIT Registers */
/* PSW */
sbit CY = PSW^7;
sbit AC = PSW^6;
sbit F0 = PSW^5;
sbit RS1 = PSW^4;
sbit RS0 = PSW^3;
sbit OV = PSW^2;
sbit P = PSW^0; //8052 only
/* TCON */
sbit TF1 = TCON^7;
sbit TR1 = TCON^6;
sbit TF0 = TCON^5;
sbit TR0 = TCON^4;
sbit IE1 = TCON^3;
sbit IT1 = TCON^2;
sbit IE0 = TCON^1;
sbit IT0 = TCON^0;
/* IE */
sbit EA = IE^7;
sbit ET2 = IE^5; //8052 only
sbit ES = IE^4;
sbit ET1 = IE^3;
sbit EX1 = IE^2;
sbit ET0 = IE^1;
sbit EX0 = IE^0;
/* IP */
sbit PT2 = IP^5;
sbit PS = IP^4;
sbit PT1 = IP^3;
sbit PX1 = IP^2;
sbit PT0 = IP^1;
sbit PX0 = IP^0;
/* P3 */
sbit RD = P3^7;
sbit WR = P3^6;
sbit T1 = P3^5;
sbit T0 = P3^4;
sbit INT1 = P3^3;
sbit INT0 = P3^2;
sbit TXD = P3^1;
sbit RXD = P3^0;
/* SCON */
sbit SM0 = SCON^7;
sbit SM1 = SCON^6;
sbit SM2 = SCON^5;
sbit REN = SCON^4;
sbit TB8 = SCON^3;
sbit RB8 = SCON^2;
sbit TI = SCON^1;
sbit RI = SCON^0;
/* P1 */
sbit T2EX = P1^1; // 8052 only
sbit T2 = P1^0; // 8052 only
/* T2CON */
sbit TF2 = T2CON^7;
sbit EXF2 = T2CON^6;
sbit RCLK = T2CON^5;
sbit TCLK = T2CON^4;
sbit EXEN2 = T2CON^3;
sbit TR2 = T2CON^2;
sbit C_T2 = T2CON^1;
sbit CP_RL2 = T2CON^0;
#endif
可以看到,里面声明了所有基础的功能寄存器、I/O寄存器和各种功能位。
还有一点,建议大家在定义自己的头文件的时候也写上#ifndef
- #define
- #endif
这样的结构来保持自己的头文件在全局中保持唯一而不被重复引入。
回头看源码的第二行。
sbit led = P0^1;
意思是声明一个位寻址变量,寻址到P0.1引脚。在上面P0
的声明中,可以看到它的地址是0x80
,这个地址是P0八个引脚起始(也就是P0.0)的地址,这个地址的高四位代表这组I/O引脚的片选地址,低四位表示其内部的位选地址。这里的led的位选地址根据亦或运算符^
算出,也就是P0.1的引脚地址。
注意,位寻址变量必须在外部定义,不能在内部,sfr
也一样。
最后。
void main()
{
led = 0;
}
在主函数中执行,使led所指向的特殊功能位置低电平。因为我们之前的电路中LED一端连着电源,也就是高电平,另一端连着单片机的P0.1引脚,所以需要将P0.1置低电平,从而使电路连通。
以上,我们就完成了代码编写工作。
演示
生成HEX文件
单片机看不懂C,它只读二进制的机器码,所以我们需要Keil生成一个十六进制的HEX文件(十六进制可以说是服务于二进制的,它与二进制可以非常方便地相互转换,其主要用于存储大量的二进制。一位十六进制可以表示4位二进制)。
还是在Keil中,右击Target 1
- 选择Options for Target 1
选择
Output
选项卡 - 勾上Create Hex File
- OK
目标设置页
编译
设置好目标生成选项后,点击左上方的Build
(如图按钮)。
下方会输出编译信息
编译输出信息
我们可以从中看到:内部数据
data
、外部数据xdata
、代码量code
、编译错误和警告0 Error(s), 0Warning(s)
还有编译时间Build Time Elapsed: 00:00:01
的信息。总的来说,只要
0 Error(s)
,就说明编译通过了。
导入Proteus中的单片机
生成好的Hex文件在Keil项目目录下的Objects
文件夹中。
回到Proteus中,右击at89c52(或双击)唤出设置页。
元件编辑页
点击Program File
右侧的浏览按钮,选择刚才编译出来的Hex文件,然后点击确定
。
看看效果
点击Proteus左下角的‘播放’按钮
效果
可以看到,小黄灯被我们点亮了。
MISSION COMPLETE!
结语
我们从一开始的Proteus建项、画电路,到Keil的建项、编码,再到最后的Keil编译、Proteus模拟。
这就是模拟电路的单片机开发的一个完整过程了。嗯,看完这篇文章后你也一定也按捺不住要干个痛了吧!那就赶紧去爽♂爽的实践一番吧。
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