【文章內(nèi)容簡介】 17 第 3 頁 共 17 頁 引 言 單片機是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)，把具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理 器、隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、只讀程序存儲器、輸入輸出電路、可能還包括定時計數(shù)器、 串口通信口、顯示驅(qū)動電路，脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等 電路集 成到一塊芯片上， 構(gòu)成一個最小而完善的計算機系統(tǒng)。 這些電路在軟件的控制下準(zhǔn)確、 迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù) LED 小燈控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，以STC89C51RC 單片機作為主控核心，與按鍵、排阻、電阻、電容等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實現(xiàn)對 LED 燈進行控制。本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單及成本低等優(yōu)點。能夠使 led 小燈輪流點亮。廣泛應(yīng)用于城市景觀、風(fēng)景名勝、道路橋梁、建筑輪廓、娛樂場所、戶外廣告、室內(nèi)裝飾等美化、亮化工程。 第 4 頁 共 17 頁 1 所需知識點 單片機的概述 單片機的定義 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式 微控制器 （ Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機，單片機又稱 單片微控制器 ，它不是完成某一個邏輯功能的 芯片 ，而是把一個 計算機系統(tǒng)集成 到一個芯片上。 單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)吧具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU(Central Processing Unit)、隨機存儲器 RAM(Random Access Memory)、只讀存儲器 ROM(Read Only Memory)、多種 I/O 口（ Input/Output Ports）和中斷系統(tǒng)、定時器、計數(shù)器等功能電路（可能還包括顯示驅(qū)動器、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。 單片機的發(fā)展 單片機 誕生于 1971 年，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SOC 三大階段，早期的 SCM 單片機都是8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8031，此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列 MCU系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單 片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。 90 年代后隨著 消費電子產(chǎn)品 大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大提高。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用， 32 位單片機迅速取代 16 位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的 8 位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80 年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的 32 位 Soc 單片機 主頻 已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用 處理器 ，而普通的型號出廠價格跌落至 1 美元，最高端的型號也只有 10 美元。當(dāng)代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在 裸機 環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的 嵌入式操作系統(tǒng) 被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。而在作為 掌上電腦 和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng) 。 單片機的硬件概述 在單片機的應(yīng)用中，以單片機芯片組建 的一個能完成特定應(yīng)用功能的已經(jīng)箭組合實體，稱為單片機的硬件系統(tǒng)。它能在我們?yōu)樗幹频某绦蛳峦瓿深A(yù)定的任務(wù)。 單片機的硬件結(jié)構(gòu) 51 單片機的組成： CPU(進行運算、控制 )、 RAM(數(shù)據(jù)存儲器 )、 ROM(程序存儲器）、 I/O 口 (串口、并口）、內(nèi)部總線 和中斷系統(tǒng)等。組成框圖如下： 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下： 第 5 頁 共 17 頁 圖 11 內(nèi)部結(jié)構(gòu)一 圖 12 內(nèi)部結(jié)構(gòu)二 Protel DXP 軟件 Protel DXP 是將所有設(shè)計工具集成于一身 的板級設(shè)計系統(tǒng)，電子設(shè)計者從最初的項目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計方式實現(xiàn)。 Protel DXP 運行在優(yōu)化的設(shè)計瀏覽器平臺上，并且具備當(dāng)今所有先進的設(shè)計特點，能夠處理各種復(fù)雜的 PCB設(shè)計過程。通過設(shè)計輸入仿真、 PCB 繪制編輯、拓撲自動布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的融合， Protel DXP 提供了全面的設(shè)計解決方案。 Protel DXP 的強大功能大大提高了電路板設(shè)計、制作的效率，它的“方便、易學(xué)、實用、快速”的特點，以及其友好的 Windows 風(fēng)格界面，使其成為廣大電子線路設(shè)計者首選 的計算機輔助電路板設(shè)計軟件。 Protel DXP 軟件運行的推薦配置： 操作系統(tǒng) Windows XP CPU 主頻 Pentium 以上 內(nèi)存 512MB RAM 硬盤空間 大于 620MB 硬盤空間 顯示器 最低分辨率為 1280 1024 像素， 32 位真彩色 顯卡 32MB 顯卡 第 6 頁 共 17 頁 KEILC51 標(biāo)準(zhǔn) C 編譯器 KEILC51 標(biāo)準(zhǔn) C 編譯器為 8051 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,同時保留了匯編代碼高效 ,快速的特點。 C51 編譯器的功能不斷增強， 使你可以更加貼近 CPU 本身，及其 它的衍生產(chǎn)品。 C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調(diào)試器。 uVision2IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。 C51V7 版本是目前最高效、靈活的 8051 開發(fā)平臺。它可以支持所有 8051 的衍生產(chǎn)品，也可以支持所有兼容的仿真器，同時支持其它第三方開發(fā)工具。本次課設(shè)中我使用 KEILC51 標(biāo)準(zhǔn) C 編譯器完成了程序的編寫和編譯。 2 制作步驟 硬件電路設(shè)計 電路原理圖的設(shè)計步 （ 1） 創(chuàng)建一個工程文檔： file, new, project, pcb project （創(chuàng)建工程文檔很重要，為后面原理圖的檢錯，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表和 PCB 設(shè)計奠定基礎(chǔ)，否則不能進行 PCB 設(shè)計）； （ 2） 創(chuàng)建一個原理圖文件： file, new, schematic，并且保存全部文件； （ 3） 設(shè)置圖紙的大?。河覔魣D紙， options, document options, standard styles選擇圖紙大??； （ 4） 放置元件圖符號： libraries, 選擇 miscellaneous devices 原理圖庫，尋找原理圖元件圖符號，并且，注意元件的封裝（一般都帶有封裝，沒有的話，可以按 TAB 鍵進行選擇合適的封裝后再放置元件，這樣每放一個元件，就有相應(yīng)的封裝了），可以先放置好一類符號元件，然后放另外一類的元件，直至一一放完所有的元件，例如，放置完所有的電阻元件等等）；在放置元件圖符號時，對于已經(jīng)裝載的庫中沒有的，或找不到的元件，必須查找。查找元件圖：點擊原理圖紙空白處，在彈出的下拉菜單中，選擇find ponent, 在 libraries search 中，輸入要查找的元件名稱，選中clear existing query, scope 中，選擇 libraries on path, path 定位于安裝2021 的文件夾，按查找即可進行查找中； （ 5） 給元件規(guī)劃流水號（系統(tǒng)給元件自動編號，注意一般不手動編號，否則容易發(fā)生錯誤?。?tools, an