第2章常用软件介绍课件

单片机入门篇单片机原理及应用23目前，单片机的汇编语言及C语言编程软件大多使用Keil，该软件为集成开发环境，操作方便，编程效率较高。它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编、PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用。42.1.1Keil环境简介2.1.2串行口的设置与驱动程序安装2.1.3STC程序下载软件5从网上下载KeiluVision3软件（Keil4或Keil5均可，官网：），安装后桌面出现图标，双击该图标，将出现如图2-1所示工作界面。图2-1KEil工程界面6图2-2在STC下载软件中选择Keil的安装目录为了使后面创建工程时可以选择使用STC公司芯片，可以在STC（深圳宏晶公司，现总部已搬迁至江苏南通）提供的下载工具中单击“Keil仿真设置”选项栏，然后单击按钮，如图2-2所示选择Keil的安装目录“C:/Keil”后，单击“确定”按钮，将该公司的系列芯片将添加到Keil工程中。7Keil菜单简介图2-1Keil工程界面File为文件菜单Edit为编辑菜单View菜单为视图菜单，主要为状态栏，工具栏、工程窗口、存储输出窗口Project为工程栏，具有创建工程、打开工程等功能Debug为调试栏，主要包含断点设置、单步运行、全速运行等功能Flash栏主要包含Flash的下载与擦除等功能Peripherals主要在仿真调试时使用，用于观察输出口及中断、串行口数据传输时相关寄存器的数值Tools为工具栏SVCS主要为Keil的版本信息Window主要为窗口栏Help为帮助菜单栏，提供关于Keil的用法信息8创建KEIL工程单击“ProjectNewProject”选项，在弹出的对话框中选择工程保持路径及工程名，如图2-3所示。然后单击“保存”按钮后出现如图2-4所示对话框，单击其中的下拉菜单按钮，选择“STCMCUDatabase”选项。图2-3创建一个Keil工程图2-4选择单片机型号为STCMCU此时会出现如图2-5所示的界面，选择STC89C52RC芯片后，单击“确定”按钮，出现图2-6所示窗口。该窗口用于选择是否将启动代码拷贝到工程中，一般在汇编编程时可以选择“否”，在C编程时可以选择“是”。图2-5芯片选择窗口图2-6是否拷贝启动代码到工程选择窗口9图2-7文件保存窗口创建文件单击“”选项进入文件创建界面（或者直接单击快捷图标创建文件），然后单击保存按钮，将弹出如图2-7所示的文件保存界面，将文件保存为“第一个单片机例子.asm”汇编格式。右击Keil工程栏ProjectWorkspace中的“SourceGroup”文件夹，如图2-8所示，在弹出的快捷菜单中选择“AddFilestoGroupSourceGroup”选项，在出现的图2-9中选择文件类型为汇编文件“*.asm”。图2-8添加文件到工程栏窗口图2-9选择添加的文件10工程设置此后上述窗口出现第一个单片机例子.asm文件，选中该文件，单击“Add”按钮。然后关闭该窗口，将出现如图2-10所示界面，在此界面右侧编辑区输入程序代码。图2-10输入程序代码当程序编辑完成后，右击工程导航栏中的“Target1”文件夹图标，出现如图2-11所示快捷菜单，选择“OptionforTargetTarget1”选项，将出现如图2-12所示的设置栏。选择“Target”选项卡，将其中晶振栏Xtal的数值设置为所使用的开发板的晶振频率，如图2-12所示。图2-11工程设置菜单图2-12Target选项卡编译后将输出如图2-14所示的信息，表示已经创建了一个HEX文件“第一个单片机例子.hex”，编译结果为0个错误，0个警告。图2-13Output输出栏图2-14编译信息输出窗口然后切换到选项“Output”选项卡，勾选图2-13中所示的“CreatHEXFi”选项，返回KEIL工程栏后，单击Keil快捷工具栏中的第3个按钮，编译生成HEX文件。11图2-15调试界面调试运行单击KEIL快捷图标进入调试界面，如图2-15所示。复位全速运行停止单步运行不进入函数内部运行从函数内部跳出运行到可以看到寄存器r0r7、a、b、sp、pc、auxr、dptr、psw等寄存器，这些寄存器分别对应于程序中的R0R7、A、B、SP、PC、AUXR、DPTR、PSW寄存器，还可以观察到运行时间sec，单位为秒。12存储器观察若想观察程序运行过程中存储器中的数据情况，可以打开Keil中View视图菜单中的MemoryWindow，进入如图2-16所示的“程序存储器观察窗口”。若想观察“内部数据存储器”，则可以在图2-16的Address后输入“D:90H”，回车即可以进入图2-17芯片内部数据存储器观察窗口。图2-18为外部数据存储器观察窗口，在Address窗口输入“X:0 x1fff”，即在“X:”后输入地址就可以观察到外部数据存储器情况。图2-16程序存储器观察窗口图2-17数据存储器观察窗口图2-18外部数据存储器地址观察13输入输出窗口观察若想观察程序运行期间，输入输出口或中断定时器状态值，可以单击KEIL工程栏中的“PeripheralsI/O-Ports”选项，选择要观察的I/O口、串行口或者定时器与中断的状态，如选择观察P1口的情况，单击P1后，如图2-19所示。图2-19P1口数值情况14如要将程序下载到单片机中，通常采用串行口，在早期的电脑主板上有串行口，可以直接与开发板相连进行下载，但是现在大部分编程人员采用的笔记本电脑都没有串行口，要解决用串口下载程序到单片机的问题，通常可以选择USB转串行口线，该下载线内部集成了USB与串行口数据转换芯片，如图2-20所示。USB转串口线属于一种硬件设备，需要安装好驱动程序才能正常工作，目前这类设备的商家大多会在线发送驱动文件给用户，用户可以直接点击“下一步”即可完成安装，用户也可以通过“鲁大师”或“驱动精灵”检测硬件更新情况，然后选择列表中对应的驱动，一般该类设备的驱动会出现“Usb-Serial”字样，直接选择“安装”即可。图2-20USB转串口线15在进行单片机程序下载过程中，经常会出现下载软件的串口与电脑设备管理器中的串口不一致的情况，从而导致程序无法下载进去，此时，用户可以通过以下步骤进行设置（以电脑操作系统是Win7旗舰版为例）：首先右击桌面“我的电脑”选择设备管理器点击“端口”左边三角形展开列表查看含有“USB-SERIAL（COM）”字样的端口是COM几然后查看该端口序号与STC下载软件中（下一小节）“串口号”是否一致一致就可正确下载程序到单片机开发板中，不一致则返回第步，将鼠标放置在当前“USB-SERIAL（COM）”上，右击，然后单击“属性”，选择“端口设置”页中的“高级”按钮，在“COM端口号”下拉滚动条中选择COM端口，使其与STC下载软件中的“串口号”一致即可。16当编写完程序，设置好了串行口并编译生成了HEX文件后，此时可以将程序下载到STC单片机中，下载过程使用STC公司提供的下载软件（可从其官网下载），如图2-21所示。图2-21STC下载软件17该软件的操作步骤如下：选择单片机型号。单击下拉按钮选择STC89C52RC/LE52RC芯片。选择串行口。若已经连接好USB转串口线，此时单击“扫描”按钮就会出现。如果没有出现，则右击“我的电脑”，在图2-22左图所示界面中，选择“设备管理器”选项，进入图2-22右图所示界面，此时单击“端口（COM和LPT）”选项，出现“USB-SERIALCH340（COM4）”项，说明串口驱动接到是端口COM4。此时更改串口号，重新扫描即可。单击“打开程序文件”按钮，选择要加载进入单片机的HEX文件。单击左下方的“下载/编程”（在单击该按钮之前确保单片机未开电，因为属于冷启动）按钮，等待一段时间。给单片机上电，此时就可看到右下方的窗口会出现下载进度条。图2-22串行口查询18192.2.1串口调试助手2.2.2单片机编程小精灵2.2.3数码管代码生成工具2.2.4点阵数据生成工具2.2.5液晶汉字模提取软件LcmLimo2.2.6简谱谱写工具MusicEncode20在单片机的编程调试过程中，串行口的使用是经常的事，可以使用STC公司下载软件中自带的调试功能，也可以使用串口调试助手，如图2-23所示。该调试助手中可以选择串行口、波特率、校验位、数据位、停止位，串口接收窗口中的数据可以保存（单击“保存显示数据”按钮），有自动发送与十六进制发送功能，是进行通信测试时非常好用的一个工具。图2-23串口调试助手21单片机的编程在某些情况下已经相对固定，比如延时函数的书写，定时器/计数器程序的书写，串行口波特率的设置，中断/控制字设置等，所以现在网络上有不少单片机编程工具已经集成了上述功能，只要填上自己需要的参数就可以自动生成相应的程序。这里我们介绍一款可以实现此功能的软件单片机编程小精灵。在该软件中，只要填上自己单片机的晶振，要延时的时间，需要生成的程序代码的类型，单击“计算”按钮即可以生成延时子函数代码，如图2-24所示。图2-24单片机编程小精灵22单片机的显示器件中，数码管的使用也是十分频繁的，其启动代码的生成已经有不少生成工具，图2-25所示就是其中的一款。在这类工具中，可以选择是共阴还是共阳，生成C51程序代码还是汇编代码，单击“自动”按钮就可以生成相应的代码，复制到程序中就可以使用，非常方便。图2-25数码管驱动代码生成工具23点阵也是常用的屏幕显示工具，目前已经有部分点阵代码生成软件出现。如图2-26所示的这款字模提取工具，可以选择生成的代码类型为汇编还是C语言格式，可以按照图像生成代码，还可以模拟动画等。图2-26点阵代码生成工具24该液晶字模提取软件能够根据输入的图片生成相应的代码，用于LCD1602或LCD12864液晶屏幕显示，如图2-27和图2-28所示。图2-27液晶汉字模提取软件LcmZimo参数设置与数据输入界面图2-28液晶汉字模提取软件LcmZimo代码生成界面25利用单片机制作电子音乐播放器是常有的事，选择一款比较好的谱曲工具关系到编程的成功与效率。MusicEncode工具在谱写编程方面有独到之处，如将流行乐曲“小苹果”的开头曲谱写成C语言代码，只需在图2-29中的右边对照简谱选择对应的音符后，在左上方就会出现相应的乐谱符号，单击“开始转换”按钮，即可以转换生成C语言代码数组。图2-29MusicEncode谱曲工具26272.3.1Protues电路仿真软件简介2.3.2Protues软件工程创建实例28Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件，是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。29Proteus从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，还可以一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。它是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并将持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。30安装好Protues8软件后，双击启动该软件，初始界面如图2-30所示。该界面菜单栏有3项，分别为、Help。图2-30Protues8启动后的界面File为该软件的相应操作栏，与大多数软件功能类似System为该软件的相应设置Help为该软件相应的帮助栏31第一步：为了保存的文件比较规范，首先在桌面上创建一个空文件夹，并命名为“Protues单片机流水灯仿真实例”。然后双击该软件图标，进入图2-30所示界面后，单击“Project”菜单项，将出现如图2-31所示的界面。在Name栏输入创建的工程名，并在Path栏输入该工程保存的路径，工程类型选择“NewProject”，设置完后单击“Next”按钮。图 2-31 工程创建栏工程命名与路径保存32第二步：此时进入图2-32所示界面，单击“Createaschematicfromtheselectedtemplate”单选按钮，并且选择“DEFAILT”默认模板创建一个原理图模板，然后单击“Next”按钮。图 2-32 选择是否创建一个原理图及原理图尺寸类型选择此时进入到图2-33界面，在该界面中，提示是否创建一个PCB，本例为只创建一个单片机的仿真原理图，不需要创建PCB，所以选择“DonotcreateaPCBlayout”选项。图 2-33 选择是否创建一个 PCB单击“Next”按钮进入图2-34界面，此时提示是否创建一个单片机工程，这里选择“CreateFirmwareProject”选项。图 2-34 选择是否创建一个单片机工程33第三步：此时会提示选择单片机家族类型（供选择主要为8051、AVR、PIC、ARM7、Cortex-M3、MSP430等），本例选择8051，然后选择子类80C51单片机，第3项为选择编程软件“Keil”，单击“Next”按钮，然后再单击“Finish”按钮最后进入原理图绘制界面，如图2-35所示。图 2-35 Protues 单片机原理图绘制界面34第四步：在图2-35当中，单击左边导航栏中的“P”图标，进入图2-36界面，在该界面Kewords栏输入关键词“LED”，在图2-36右侧将出现相应的LED选择，我们选择“LED-RED”，并且同样的方法在Kewords栏输入关键词“CRYSTAL”、“CAP”、“RES”，分别选择晶振、电容、电阻。图 2-36 原理图元件选择界面35第五步：按照图2-37将各元件连接好，并修改相应的参数如图所示。此后借助于本章2.1.1节介绍的Keil软件编写相应的单片机程序（此例主要为绘制原理图，相应程序省略），编译生成HEX文件。然后双击图2-37中的单片机芯片，将出现如图2-38所示的界面。图 2-37 基于单片机的 LED 流水灯原理图36第六步：在图2-38中，单击“ProgramFile”栏右侧的文件夹图标，选择之前生成的HEX文件，然后单击“OK”按钮，进入仿真界面。图 2-38 添加 HEX 文件进单片机界面此时单击仿真界面左下角的控制按钮（参见图2-35所示）即可进行单片机流水灯仿真，仿真效果如图2-39所示。图 2-39 流水灯从上到下工作界面37p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日