學習內容

單片機基本原理，

如何使用 DX516 仿真器，

如何編程點亮和滅掉一個 LED 燈，

如何進入 KEILC51uV，

調試環境，

如何使用單步，斷點，全速，停止的調試方法。

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單片機現在是越來越普及了，學習單片機的熱潮也一陣陣趕來，許多人因為工作需要或者個人興趣需要學習單片機。

可以說，掌握了單片機開發，就多了一個飯碗。

51 單片機已經有 30 多年的歷史了，在中國，高校的單片機課程大多數都是 51，而 51 經過這么多年的發展，也增長了許多的系列，功能上有了許多改進，也擴展出了不少分支。

而國內書店的單片機專架上，也大多數都是 51 系列。

可以預見，51 單片機在市場上只會越來越多，功能只會越來越豐富，在可以預見的數十年內是不可能會消失的。

作為一個初學者，如何單片機入門？需要那些知識和設備呢？知識上，其實不需要多少東西，會簡單的 C 語言，知道 51 單片機的基本結構就可以了。

一般的大學畢業生都可以快速入門，自學過這 2 門課程的高中生也夠條件。

就算你沒有學過單片機課程，只掌握了 C 語言的皮毛，通過本系列的教程，您也會逐漸的進入單片機的大門。

當然在學習的過程中，您還是必須多去研讀單片機書籍，了解他們的基本結構及工作方式。

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下面以 51 為例來了解一下單片機是什么東西，控制原理又是什么？

在數字電路中，電壓信號只有兩種情況，高電平和低電平，用數字來記錄就是 1 和 0。

單片機內部的CPU，寄存器，總線等等結構都是通過 1 和 0 兩種信號來運作的，數據也是以 1 或者 0 來保存的。

單片機的輸入輸出管腳，也就是 IO 口，也是只輸出或識別 1 和 0 兩種信號，也就是高電平和低電平。

當單片機輸出一個或一組電平信號到 IO 口后，外部的設備就可以讀到這些信號，并進行相應操作，這就是單片機對外部的控制。

當外部一個或一組電平信號送到單片機的 IO 口時，單片機也可以讀到這些信號，并進行分析操
作，這就是單片機對外部設備信號的讀取。

當然實際的操作中，這些信號可能十分復雜，必須嚴格地按照規定的時間順序（時序）輸入輸出。

每種設備也都規定了自己的時序，只要都嚴格遵守，就可以控制任何設備，做出只要你想象得出的任何事情。

您可能會再問，我如何讓單片機去控制和分析外部設備呢？

答案是程序，您可以編寫相關的程序，并且把他們燒寫到單片機內部的程序空間，單片機在上電時，就會一步一步按照您寫的程序去執行指令，做您想做的事情。

在 51 標準芯片中，有 32 個輸入輸出 IO，分為 4 組，每組 8 個，分別為 P0 口，P1 口，P2 口，P3 口。

P1 口的 8 條腳就用 P1.0 至 P1.7 表示，其余類似。

51 就是用這 32 個口來完成所有外部操作的。

對于 51 的內部結構，如果您已經了解，那是最好；如果不懂，也可以先放下，在完成了本教程開始的幾個章節之后，您就會大有興趣，自己去尋找資料閱讀了。

當然，如果您希望成為一個優秀的單片機開發程序員，還是必須熟悉單片機的內部結構及工作原理，切不可偷懶！

在這一章，您將用程序去控制一個 LED 發光管的亮和滅。

你應該知道，LED 發光管在通過一定電流時亮，不通電就滅。

為了不讓 LED 通過太大的電流把它燒壞，我們還要串上限流電阻。

51 的 IO 是弱上拉的方式，在輸出高電平時，只能輸出幾十微安的電流到地，而在輸出低電平時，VCC 電源可以輸入幾十毫安
的電流到 IO。

一般 LED 需要 10 毫安左右電流點亮，我們就將 LED 接在電源 VCC 和 IO 口之間，中間串上電阻，當 IO 輸出低電平時，燈就亮了，反之，燈就滅了。

我們在這個程序里要控制的是 P1.0。

請參考一下我們將要使用的試驗板的電路圖，這個試驗板是在購買 dx516 仿真器是贈送的。

圖 1，試驗電路圖

圖 2：試驗板外觀圖

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下面介紹一下仿真器和仿真環境。

在實際的單片機學習和開發中，你可以用仿真器模擬一個 CPU 芯片，讓它按照您編寫的程序工作，并且進行調試，一步步排除程序的 bug，使程序正常工作。

程序工作正常后，您就可以用燒寫器將您編寫的程序燒入購買來的單片機芯片中，讓它自己去運行了。

要使用仿真器，還得有一個編譯調試的環境，這個環境是在計算機上運行的，我們就在計算機上編寫和調試程序，計算機和仿真器有連接，仿真器中的各種數據和程序，都可以從計算機上觀察到，并可以觀察變量，寫入變量的值，單步調試程序，在程序中設置斷點調試，全速運行，停止程序運行，等等操作。

我們使用世界上目前最先進的 keil C51 編譯調試環境，仿真器使用大蝦電子網（http://www.daxia.com ）設計的 DX516 專業版仿真器，這個仿真器功能齊全，性價比最佳，是學習開發的好工具！

您可以在此頁 http://www.daxia.com/product/dx58/ 的資料下載欄目里下載到 keilc51 相關的中文說明資料，這些資料詳細地說明了如何使用 C51 編程和如何使用 keil uV2 環境調試，請在本章試驗完成或者試驗過程中，如果遇到不懂的地方，一定要抽時間閱讀！

您應該也可以在上面的網頁中找到下載破解版本的 keilc51 的辦法。

中國法律規定，在學習和研究工作中使用有版權的軟件是可以的，但是，如果您開發產品時，建議您還是去購買一個正版的軟件。

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下面是 DX516 仿真器的使用介紹：

1、安裝

將仿真器和試驗板按圖 3 組裝好，串口線按照正確方向插入仿真器，另一端和電腦串口連接，請盡量使用計算機的硬串口。

仿真器底座左邊的跳線，請放在 EMB 這邊，以進入仿真狀態。

如果放在 RUN 這邊，將會進入脫機運行狀態。

晶振選擇跳線請放在 IN 這邊，以使用仿真器內部晶振，內部晶振更加可靠。

如果放在 OUT 這邊，則會使用外部的用戶板晶振。

圖 3 仿真器插在試驗板上

2、電源

因為用戶板使用電流不大，可以使用 usb 取電，usb 最大電流可以提供 500mA，將 usb 取電板插入電腦的 usb 口中。（實際應用中，如果用戶板使用電流超過 100mA，我們就建議使用外部電源）

3、啟動

在仿真器上電，或者按一下仿真器上面的按鈕時，仿真器會發出“嘀－”，表示仿真器正常啟動。

同時仿真器上面的燈閃爍一次，表示進入正常仿真狀態。

4、仿真設置

第一個設置：

C51 用戶請在您的代碼的 main()函數前面，加上一句：

char code dx516[3] _at_ 0x003b;

如果以上設置你沒有做，在裝載過程中，仿真器會發出“嘀嘀嘀” 的三聲短聲報警，這時的仿真結果將可能不正確。

在我們的例程中，這句話已經加入了。

這句話并不會影響程序的工作，可以一直保留。

第二個設置：

請在硬件仿真設置選項中，選擇 serial interrupt,在前面打勾如果以上設置你沒有做，在裝載過程中，仿真器會發出“嘀－” 的一聲長聲報警，這時的仿真結果將可能不正確。

其余設置：

請選擇 use keil Monitor-51 Driver ，這樣才會使用硬件仿真

請選擇 load Application at start ，在啟動時直接裝載程序

請選擇 Go till main ，裝載后直接運行到 main 函數

請在硬件仿真設置選項中，選擇 115200bps 波特率，所有 cache 都可以不選，或者只選 cache code。

同時請選擇正確的串口號。

圖 4 仿真設置


好了，現在可以開始做試驗了，我們打開已經建立好的工程和編寫好的程序試驗。

順便還會學習一下程序調試的技巧。

至于如何建立一個新工程，請參考 C51 的幫助文件，或者自己摸索一下，WWW.DAXIA.COM 的 DX516專欄里也有“一步步教你如何第一次做…”的文章可以學習。

請雙擊 lessoncode01 目錄下的 lesson1.uv2，打開后界面如下：

圖 6：程序界面
這個界面是 uV3 的，和 uV2 是一樣用的。

點一下上圖第三排第 2 或者第 3 個按鈕（您的編譯器按鈕位置不一定在那個位置，自己找找），就可以看到編譯結果了。

上面顯示是 0errrs,0warnings，這是最佳的編譯結果，如果有 error，則無法進行下一步仿真，如果有 warning，一定要盡量消除，確實無法消除的，也要確認不會對程序造成影響，才進行下一步的仿真。

在編譯結果中，我們還可以看到有 data，xdata，code 等用了多少字節的報告，要注意您的單片機中是否有這么多的資源，如果不夠，將來燒片運行時就可能出現問題。

比如 AT89C51 的程序空間是 4K，xdata 如果沒有外擴就是 0 個，data 是 128 個。

超出這些范圍，程序就不能在 AT89c51 中運行。

不同的芯片有不同的容量，如SST89E516RD 就有 64K 程序，內部 768 字節 XDATA，還有 256 個字節的 data。

我們的例程中肯定都考慮了這些了，肯定不會超出，因為 DX516 仿真器是和 SST89E516RD 有同樣的容量的，將來自己開發時就要注意了。

下面我們故意把第 9 行的 P10 寫成 P11，點編譯，因為沒有預先定義 P11，所以就報告錯誤了，如下圖：

雙擊一下錯誤報告的那一行，窗口就也會跳到這一行，方便您進行修改。

好了，現在請把錯誤改回去，再編譯一次，出現報告正確了以后，下面開始仿真了。

點一下第二行第 5 個一個放大鏡里面一個 d 字母的按鈕，就可以進入仿真了，仿真器要事先連接好喲。

進入仿真后要退出仿真環境也是點這個按鈕。

注意，等會如果程序在正在全速運行時，仿真環境是不能直接退出的，得先點停止運行后，再點仿真按鈕才可以退出。

點進入仿真按鈕，程序開始裝載，PC 自動運行到了 main（）停下，并指向了 main（）函數的第一行。

下面是進入了仿真環境的截圖：

再順便把調試界面上的按鈕介紹一下：

圖 5：按鈕說明

進入仿真窗口后，如果出現的不是前面的源代碼窗口，而是夾有反匯編代碼的窗口，直接關掉這個窗口就會恢復到代碼窗口。

下次進入也會直接進入到源代碼窗口。

現在先試驗單步，點單步（兩個單步都可以，一般點單步跨過）。

可以看到燈亮了。

PC 指針也指向了下一個程序行。

圖：照片，燈亮

再點一下單步，PC 又走下一步，燈滅了。

再點一次，PC 走到掛起的程序行了，繼續點仍然在這一行。

這句指令其實就是使程序不斷地跳到自己這一行，別的什么也不做。

一般稱作程序掛起。

一般的實際應用中的程序是不會掛起的，一般是在 main 函數里做一個大循環，程序如下：

void main(void) // 主程序 { while(1) { P11=0;//亮燈P10=1;//滅燈} }

請將 main 函數程序改為上面的代碼，我們下一步將試驗斷點的操作。

編譯后結果如下：

進入仿真后：

可以看到下面的提示窗口中顯示：“connected to Monitor-51 V.DX”,后面的 V.DX 就是已經連接到大蝦仿真器的提示了。

V.DX 是大蝦仿真器特有的標識。

在第 15 行雙擊一下，可以看到程序行左邊出現了一個紅方塊，這就是設置斷點，再雙擊一次，斷點就取消了。

如果程序在全速運行的過程中遇到斷點，就會自動停下來給你分析。

注意在進入仿真后，并且程序是停止狀態時，才可以設置或者取消斷點。

圖：設置了斷點

現在點全速運行，可以看到程序在斷點處停了下來，并且由于前一句指令剛剛執行了點燈，所以這時燈是亮著的。

現在在第 14 行設置斷點，并且取消上一個斷點。

圖：設置了另一個斷點

現在點全速運行，可以看到程序在斷點處停了下來，并且由于剛剛執行了滅燈，燈是滅著的。

好，現在試驗全速運行和停止。

把斷點取消，再點全速運行，可以看到燈是亮著的，但是不是很亮，這是由于程序是循環的，亮滅交替進行，亮的時間并不是全部的時間。

現在點停止，可以看到程序停止了，重復幾次進行全速和停止，可以發現每次停止的地方不一定是同一位置。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的了解单片机及单片机的控制原理和 DX516 的用法，控制一个 LED 灯的亮的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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