項目原理與內容

1.流水燈的電路原理圖

流水燈的電路原理如圖2-1所示。該模塊通過鎖存器U7與P0口的八條口線相連。改變P0口的值即可實現(xiàn)流水燈的點亮或熄滅。U7的控制端為P12，通過控制P12可以打開或關閉流水燈模塊。八個發(fā)光二極管連接了兩個排阻，這是為發(fā)光二極管做限流保護的。

2.發(fā)光二極管點亮的基本原理

本模塊中發(fā)光二極管點亮的條件是對應的P0口線為低電平，電流通過排阻以及發(fā)光二極管灌入單片機中，構成回路，點亮發(fā)光二極管。

發(fā)光二極管屬于電流型器件，隨著電流的增加，亮度也會增加，但電流不能過大，否則會燒毀。一般導通的電流應控制在10～20mA為宜。

3.C51程序的設計與調試方法

使用C51語言操控單片機，非常簡單，通過改變特殊功能寄存器的值，就可以改變對應的I/O口的狀態(tài)。對照圖2-1可以看到，當對應的口線為低電平時，即可點亮發(fā)光二極管。如果要實現(xiàn)流水燈效果，就需要依次點亮每一個發(fā)光二極管，即依次改變P0口的各個狀態(tài)就可以實現(xiàn)。

C51程序的編寫需要使用Keil軟件。使用Keil編寫C51程序的步驟也很簡單。首先雙擊桌面上的圖標，即可進入Keil軟件的集成開發(fā)環(huán)境中，如圖2-2所示。

在Keil中進行C51程序開發(fā)是以項目管理的形式進行的，首先需要創(chuàng)建項目。其操作步驟如下：

（1）建立項目文件

使用Keil要先建立一個項目文件，在工程文件內需要選擇所使用的單片機型號等內容。具體操作步驟：首先選擇Project→New Project命令，出現(xiàn)一個建立項目文件的對話框，導航到指定位置后，輸入項目文件名，如圖2-3所示。

需要注意的是，為了便于對項目文件的統(tǒng)一管理，一般在建立項目文件前，應先建立一個新的文件夾，并以項目名來命名此文件夾，隨后建立的項目文件就放在這個文件夾中。

（2）選擇單片機

Keil支持400多種以8051為內核的單片機系列，用戶根據(jù)自己的需要來選擇適合的CPU。因為Keil中并沒有STC單片機，且STC單片機完全兼容標準的51單片機，所以這里以Atmel公司的AT89C51為例，在圖2-4圖左側找到Atmel并單擊，拖動滾動條找到AT89C51后單擊，此時右側窗口中出現(xiàn)的是對該單片機構成特性的一些概要描述。單擊下方的OK按鈕后會彈出圖2-5所示的提示框，詢問是否將標準的80C51啟動代碼復制到工程所在的文件夾內，并將這一源程序加入到工程當前中。一般情況下這里要選擇“是”。返回主界面，此時已經(jīng)建立起了項目文件。

（3）編寫C51程序

單擊工具欄上的按鈕，在主界面的右側窗口中出現(xiàn)一個名為Text1的文本文件，此時不必進行任何輸入，直接按工具欄上的按鈕，彈出Save As對話框，在對話框“文件名”文本框中輸入該文件的名稱，一定要注意，這里一定要寫上文件的擴展名，即“.c”，如圖2-6所示。單擊“保存”按鈕后，回到主界面，看到原來的Text1已經(jīng)變成剛剛命名的C51文件了。光標在第一行位置閃爍，等待輸入程序信息。此時本編輯窗口可以識別C51的語法，并進行著色顯示，接著就可以輸入程序內容，輸入完成后再次單擊按鈕，完成文件保存。

因為前面已經(jīng)為項目建立了專門的文件夾，所以這里保存的C51文件會默認保存到剛剛建立的項目文件夾中。

（4）編譯C51程序

保存好的C51程序要加入工程中才可以進行編譯。選擇工作界面左側窗格中Target1包含的Source Group 1，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Add Files to Group 'Source Group 1'命令，如圖2-7所示。出現(xiàn)Add Files to Group 'Source group 1'對話框，軟件會自動導航到剛剛保存過的led.c文件，單擊Add按鈕后，完成文件添加。單擊Close按鈕退出，如圖2-8所示。

添加程序文件后，回到主工作界面，此時單擊工具欄上的按鈕。會彈出Options for Target 'Targe 1'對話框，如圖2-9所示。選擇Output選項卡，勾選Create HEX File復選框后單擊OK按鈕。這項操作用于生成可執(zhí)行代碼文件。生成的文件擴展名為“.HEX”，將生成的文件上傳到單片機中，可以進行單片機的控制。

返回工作界面后，再次單擊工具欄上的或按鈕，進行工程的編譯，編譯成功后，在工作界面下方的窗口中會出現(xiàn)0 Error（s），0 Warning（s）字樣，表示程序編寫正常，工程編譯通過，如圖2-10所示。

至此一個C51程序的建立操作即完成了。

前面已經(jīng)分析過要實現(xiàn)流水燈效果必須依次改變P0口的各個口線狀態(tài)，比較簡單的方法是使用數(shù)組，先將流水燈依次點亮時P0口中各口線的狀態(tài)值記錄下來，然后通過循環(huán)，就可以實現(xiàn)依次改變了。本實驗中可定義數(shù)組為：

unsigned char code disp[8]={0xfe，0xfd，…，0x7f}；

然后通過循環(huán)來使用P0口依次等于數(shù)組中的每個元素。為了能夠清楚地看到發(fā)光二極管的閃爍，在P0每次改變狀態(tài)時，要適當?shù)貢和Ｒ幌拢@可以通過延時函數(shù)實現(xiàn)。思路如下：

程序編寫完成后，一定要進行編譯。即使編譯完全通過，在實驗板中也未必能實現(xiàn)預期目的。所以任何程序都需要反復調試，只能充分調試，在各種情況下才能實現(xiàn)預期目的。

在Keil中調試程序，非常方便。當程序編寫完成后，單擊工具欄上的圖標，會出現(xiàn)程序調試窗口，如圖2-11所示。

工具欄上的和就分別表示單步執(zhí)行和跳過函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行。配合這兩個工具按鈕以及菜單上的peripherals項，并選擇需要觀察的端口，就能輕松實現(xiàn)程序的調試。

4.下載程序，并觀察實驗結果

使用STC-ISP將編寫的程序下載到實驗板中，觀察實驗效果。如果未能實現(xiàn)預期效果，需要重新調試程序，再次下載，觀察實驗效果。這個過程在項目開發(fā)中是多次重復進行的。