设备控制编程与实现教学课件作者钟新平学习情境五：信号灯单片机控制.ppt

学习情境五：信号灯单片机控制 系统的编程与实现 子情境一 单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 子情境二 单片机信号灯程序控制 子情境三 单片机信号灯中断与定时控制 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 任务导入 信号灯广泛应用于各种生活、生产工作领域，通过对各种信号灯实现单片机多种方法和方案的编程控制，可以涵盖单片机的大部分主要知识点的学习。对信号灯的控制编程与实现，在单片机学习和工作中，具有广泛的代表性。在本学习情景中，使用单片机对各种信号灯进行编程控制与实现，设计单片机信号灯硬件电路、接口电路，设计信号灯单片机控制程序，安装与调试信号灯的单片机控制电路和程序，通过信号灯控制系统的强化单片机整体控制系统的设计、安装、调试运行能力，同时提高与拓宽学生的方法能力和社会能力。 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现任务导入 任务：设计一电路，监视某开关K，用发光二极管LED显示开关状态，如果开关合上，LED亮、开关打开，LED熄灭。 分析：设计电路如图5-1所示。 开关接在P1.1口线，LED接P1.0口线，当开关断开时，P1.1为+5V，对应数字量为“1”，开关合上时P1.1电平为OV，对应数字量为“0”，这样就可以用JB指令对开关状态进行检测。LED正偏时才能发亮，按电路接法，当P1.0 输出“1”，LED正偏而发亮，当P1.0输出“0”，LED的两端电压为0而熄灭。 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 编程如下 CLR P1. 0 ；使发光二极管灭 AGA : SETB P1. 1 ；先对P1口写入“1” JB P1. 1. LIG ；开关开，转LIG SETB P1. 0 ；开关合上，二极管亮 SJMP AGA LIG : CLR P1. 0 ；开关开，二极管灭 SJMP AGA 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 在上述电路图中二极管亮度不够，按下面两种电路接法，增加了驱动能力，二极管更亮些。接成灌电流形式如（图5-2） 学习单元内容1. 89C51单片机的基本结构及工作原理 1.1 89C51单片机的片内结构 片内结构如图5-4所示： 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 单片机内部由如下功能部件组成： (1) CPU（微处理器） (2)数据存储器(RAM)片内为128个字节（52子系列的为256个字节） (3)程序存储器(ROM/EPROM) 8031：无此部件； 8051：4K字节ROM； 8751：4K字节EPROM； 89C51/89C52/89C55：4K/8K/20K字节闪存。 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 (4)四个并行8位I/O口P1口、P2口、P3口、P0口。 (5)串行口1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。 (6)定时器／计数器 (7)中断系统 (8)特殊功能寄存器(SFR)共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器( SFR，Special Function Register)的集中控制方式。 1.2 89C51的引脚 40只引脚双列直插封装( DIP)如（图5-5）。 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 40只引脚按功能分为3类： (1)电源及时钟引脚：Vcc、Vss；XTALI、XTAL2； (2)控制引脚：PSEN+、EA*、ALE、RESET（即RST）； (3) 110口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚； 一、电源及时钟引脚 1．电源引脚 (1) Vcc（40脚）：+5V电源； (2) Vss（20脚）：接地。 子情境一单片机信号灯并行输入／输出控制的编程与实现 2．时钟引脚 (1) XTALI（19脚）：接外部晶体，如果采用外接振荡器时，振荡器的输出 应接到此引脚上。 (2) XTAL2（18脚）：接外部晶体