KEIL RTX51 TINY内核的分析(51单片机嵌入式系统)__学习操作系统

KEIL RTX51 TINY内核的分析

摘要：

简要介绍RTX51 TINY的基本情况和使用方法；详细分析这个内核的任务管理和内存管理的运行机制，并给出其主要代码流程图。

关键词：单片机实时操作系统的RTX51

1 RTX51简介

1.1 RTX51 TINY特性

RTX51是KEIL公司开发的用于8051系列单片机的多任务实时操作系统。它有两个版本，RTX51 FULL和RTX51 TINY。

RTX51 TINY是RTX51 FULL的子集，仅支持按时间片循环任务调度，支持任务间信号传递，最大16个任务，可以并行地利用中断。具有以下等待操作：超时、另一个任务或中断的信号。但它不能进行信息处理，不支持存储区的分配和释放，不支持占先式调度。RTX51 TINY一个很小的内核，完全集成在KEIL C51编译器中。更重要的是，它仅占用800字节左右的程序存储空间，可以在没有外放数据存储器的8051系统中运行，但应用程序仍然可以访问外部存储器。RTX51 TINY下文简称为内核。

1.2 RTX51 TINY的使用

内核完全集成在KEIL C51编译器中，以系统函数调用的方式运行，因此可以很容易地使用KEIL C51语言编写和编译一个多任务程序，并嵌入到实际应用系统中。内核提供以下函数供应用程序引用：

①char os_create_task(task_id);

②char os_delete_task(task_id);

③char os_send_signal(task_id);

④char isr_send_signal(task_id);

⑤char os_clear_signal(task_id);

⑥char os_running_task_id(void);

⑦char os_wait(event_sel,ticks,dummy)。

各函数的函数原型和具体意义。

2 RTX51 TINY内核分析

2.1 任务状态

RTX51 TINY的用户任务具有以下几个状态。

*RUNNING：任务处于运行中，同一时间只有一个任务可以处于“RUNNING”状态。

*READY：任务正在等待运行，在当前运行的任务时间片完成之后，RTX51 TINY运行下一个处于“READY”状态的任务。

*WAITING：任务等待一个事件。如果所等待的事件发生的话，任务进入“READY”状态。

*DELETED：任务不处于执行队列。

*TIME OUT：任务由于时间片用完而处于“TIME OUT”状态，并等待再次运行。该状态写“READY”状态相似，但由于是内部操作过程使一个循环任务被

切换而被冠以标记。

图1所示为任务状态转换图。

2.2 同步机制

为了能保证任务在执行次序上的协调，必须采用同步机制。内核用以下事件进行任务间的通信和同步。

①SIGNAL：用于任务之间通信的位，可以用系统函数置位或清除。如果一个任务调用os_wait函数等待SIGNAL而SIGNAL未置位，则该任务被挂起直到SIGNAL置位，才返回到READY状态，并可被再次执行。

②TIMEOUT：由os_wait函数开始的时间延时，其持续时间可由定时节拍数确定。带有TIMEOUT值调用os_wait函数的任务将被挂起，直到延时结束，才返回到READY状态，并可被再次执行。

③INTERV AL：由os_wait函数开始的时间间隔，其间隔时间可由定时节拍数确定。带有INTERV AL值调用os_wait函数的任务将被挂起，直到间隔时间结束，然后返回到READY状态，并可被再次执行。与TIMEOUT不同的是，任务的节拍计数器不复位。

2.3 调度规则

RTX51 TINY使用8051内部定时器T0来产生定时节拍，各任务只在各自分配的定时节拍数（时间片）内执行。当时间片用完后，切换至下一任务运行，因此，各任务是并发执行的。

调度规则如下：如果，且特定事件还没有发生，②任务执行比循环切换所规定的时间长，则运行任务被中断；如果①没有其它任务正在运行，②任务处于“READY”或“TIMEOUT”状态下等待运行，则另一个任务开始。

2.4 任务控制块

为了能描述和控制任务的运行，内核为每个任务定义了称作任务控制块的数据结构，主要包括三项内容：

①ENTRY[task_id]：task_id任务的代码入口地址，位于CODE空间，2字节为一个单位。

②STKP[taskid]：taskid任务所使用堆栈栈底位置，位于IDA TA空间，1字节为一个单位。

③STA TE[taskid].time和STA TE[tasked].state：前者表示任务的定时节折计数器，在每一次定时节拍中断后都自减一次；后者表示任务状态寄存器，用其各个位来表示任务所处的状态。位于IDA TA空间，以2字节为一单位。2.5 存储器管理

内核使用了KEIL C51编译器的对全局变量和局部变量采取静态分配存

储空间的策略，因此存储器管理简化为堆栈管理。内核为每个任务都保留一个单独的堆栈区，全部堆栈管理都在IDA TA空间进行。为了给当前正在运行的任务分配尽可能大的栈区，所以各个任务所用的堆栈位置是动态的，并用STKP[taskid]来记录各任务所用的堆栈位置是动态的，并用STKP[taskid]来记录和任务堆栈栈底位置。当堆栈自由空间小于FREESTACK（默认为20）个字节时，就会调用宏ST ACK_ERROR，进行堆栈出错处理。

在以下情况会进行堆栈管理：

*任务切换，将全部自由堆栈空间分配正在运行的任务；

*任务创建，将自由堆栈空间的2个字节，分配给新创新的任务task_id，并将ENTRY[task_id]，放入其堆栈；

*任务删除，回收被删除的任务task_id的堆栈空间，并转换为自由堆栈空间。堆栈管理如图2所示。

3 代码分析

内核代码用汇编语言写成，可读性差，但代码效率较高，主要由两个源程序文件conf_tny.a51和rtxtny.a51组成。前者是一个配置文件，用来定义系统运行所需要的全局变量和堆栈出错的宏STACK_ERROR，这些全变量和宏，用户都可以根据自己的系统配置灵活修改；后者是系统内核，完成系统调用的所有函数。

3.1 主程序main

主程序main的主要任务是初始化各任务堆栈栈底指针STKP、状态字STA TE和定时器T0，创建任务0并将其导入运行队列。这个过程加上KEIL C51的启动代码CST ARTUP正是一般嵌入式系统中BSP所作的工作。

3.2 定时器T0中断服务程序

内核使用定时器T0作为定时节拍发生器，是任务切换、时间片轮转的依据。中断服务程序有三个任务。

①更新各个任务节拍数：将STA TE[taskid].timer减1，如果某任务超时（STA TE[taskid].timer=0），并且该任务正在等待超时事件，则将该任务置为“READY”状态，使其返回任务队列。

②检查自由堆栈空间：若自由堆栈空间范围小于FREESTACK（默认为20字节）时，可以调用宏ST ACK_ERROR，进行堆栈出错处理。

③检查当前任务（处于RUNNING状态）的时间片是否到时。若当前任务的时间片到时，将程序转到任务切换程序段（taskswitching）切换下一任务运行。

程序流程如图3所示。

3.3 任务切换程序段

这个程序段是整个内核中最核心的一们，主要功能是完成任务切换。它共有两个入口T ASKSWITCHING和SWITCHINGNOW。前者供定时器T0的中断服务程序调用，后能供系统函数os_delete和os_wait调用。相应也有两个不同的出口。

其基本工作流程是首先将当前任务置为“TIME OUT”状态，等待下一次时间片循环，其次找到下一个处于“READY”状态的任务并使其成为当前任务。然后进行堆栈管理，将自由堆栈空间分配给该任务。清除使该任务进入“READY”或“TIMEOUT”状态的相关位后，执行该任务。流程框图如图4所示。

3.4 os_wait程序段

主要完成os_wait函数。任务调用os_wait函数，挂起当前任务，等待一个或几个间隔（K_IVL）、超时（K_TMO）、信号（K_SIG）事件。如果所等待的事件已经发生，继续执行当前任务；如果所等待的事件没有发生，则置相应的等待标志后，挂起该任务，转任务切换程序段（switchingnow）切换到下一任务。

3.5 其它程序段

其它程序段主要完成os_create_task、os_delete_task函数和有关信号处理的os_send_signal、isr_send_signal、os_clear_signal函数。这些函数功能相对比较简单，主要是根据上述存储器管理策略进行堆栈的分配和删除，并改变任务字STA TE[tasked].state，使任务处于不同的状态。

以上所有程序段，若涉及到任务状态字操作，必须关中断，以防止和定时器T0同时操作任务状态字。

结语

以上分析可以看到这个内核简洁高效，非常适合于运行在资源较少的单片机上。根据其设计思想，我们也很容易把它移植到其它单片机上。但是它也有缺陷，例如：不支持外部任务切换；不支持用户使用定时器T0等。这些缺陷的存在，限制了任务切换的灵活性。

手把手教你STC51的ISP下载线

手把手教你STC51的ISP下载线 说起我从认识学习使用C51单片机到现在有两年多，时间不长，菜鸟一只。从用TOP151烧写AT89C51,到用easy51pro在线编程AT89S51,再到用STC-ISP 软件在线编程STC89C51，最后现在变得越来越懒，干脆用protues仿真单片机外围电路。 现在简单的总结一下，入门级的C51学习在没有昂贵的单片机仿真器情况下，怎样算是方便调试又花费少吧。 先说说AT89C51,噢，差点忘了,这型号的单片机不知何年被停产了，现在就靠它的库存仍在这个历史的舞台上挣扎。 缺点：对入土为安的芯片没什么好说了。 那就说AT89S51,这可是一个令人振奋的产物，最大的特点莫过于它的ISP（在线编程）功能，就是使用者每编译好程序，就可以立即通过ISP下载线写到单片机上去。而且ISP下载线的制作简单令单片机和我们的距离更加接近了。它的ISP原理图如下：

其中ISP下载程序可以用easy 51pro v2.0。相比昂贵的仿真器，做上图的元器件总共也就十块钱左右吧。 缺点：一、并口连接电脑，1.可能占用打印机口；2.是笔记本是没有并口的。 二、下载线制作一次成功率不大，不是漏接了这个脚就是那个口，对于新手而言尤其这样。 三、下载线寿命不长，一两次不知明的原因（通常静电），就可以把里面的那块芯片（74LS244）烧坏。并且，实际你都不知道到底哪里出毛病了。 也许，世界上真的没有最好，只要更好，自从好友张JL和陈Y介绍了STC的51系列单片机给我之后，发现竟然有这么方便好用功能强大的单片机。

STC51单片机的型号跟ATMEL的大致一样，有STC89C51,C52等，对应于AT89C51,C52等对应它们的内部RAM内部ROM中断口等，是完全一样的。 当然，STC系列单片机是改进型的单片机，它的热重启，串口ISP等功能确实为我准备介绍给大家提供了理由。 先说说ISP功能，它跟电脑连接就只有三根线，就是通过RS-232传输。它ISP 过程是这样的：冷重启（上电）-单片机运行系统ISP监控程序（出厂时已烧到里面）-检测P3.0/RXD有没有合法下载命令流，有的话，就下载用户程序进户程序区；没有的话，就跳到用户程序区，运行用户程序。所以，第一次下载程序，用户需要先点ISP下载软件的“download”,再把单片机通电。如图： 到了这里，大家不禁会说，下载线虽然简单，但每次都要断电上电，烦不烦？答：我都觉得烦。不过眼睛锐利的读者发现了上图右下片有一段文字。说什么的呢？哦，原来是自定义下载。什么是自定义下载？首先我先说个高兴的事儿——用自定义下载，从此告别断电上电的冷重启ISP下载。 所谓自定义下载，就是我从上面软件的自定义下载命令文本框中打入十六进制数字（如：FEH）然后点击发送，程序自动下载到用户单片机里。神奇吧。究其不用断电上电冷重启的原因，就是上面我所说的STC单片机具有热重启功能。用户只需简单控制ISP_CONTOR特殊功能寄存器即可实现系统复位了。汇编语

单片机课程设计51实验报告DOC

福建工程学院软件学院 题目：51开发洗衣机 班级：物联网工程1202 成员： 座号：04 28 指导老师： 日期：年月日课设报告

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单片机课程结课设计报告

《单片机技术》课程结课设计报告 题目：电子时钟 专业 班级 学号 姓名 指导教师张琦

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目的。 3．后期处理 对设计过程进行总结，完成设计报告。 单片机系统方框图 单片机系统流程图 主流程图 键盘扫描流程图 功能键 增加键 减小键 12/24小时制切换键 STC89C51 单片机 LCD 显示屏 电源 最小系统 初始化 时钟子程序 结束 按键扫描子程序 开始

云龙51单片机视频教程大全

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STC15W系列单片机初学者教程

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这篇教程能够让您学会什么呢？ 1.怎么使用 4软件编写的程序，并且使用下载程序到单片机 上面； 2.串口通讯程序，另外在电脑端使用软件进行图形化显示 程序； 如果您有兴趣的话，希望下面对您学习工作有帮助，资料有点多，但是还是值得花一些时间实际操作演示，只有自己动手了，才能体会到更多的内容。

二. 15W4K32S4单片机简介 15W4K32S4单片机是一款非常优秀的51系列单片机，很适合用来作为初学者入门单片机世界。当然单片机的世界没有最强大，只有最适合的单片机。如果你有了解过什么是51单片机和一点C语言。就可以尝试进入这款单片机。边玩边搭建更多的电路，在玩中学习。 继续往下看，将会一步一步演示给您看具体怎么是使用这款单片机。请有耐心的看下去哦，不过如果一次看不完的话，可以分多几天来操作，关键是要坚持！ 那么单片机可以用来做什么呢？ 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，小到电话，玩具，手机，刷卡机，电脑键盘，彩电，冰箱，空调，电磁炉，大到汽车，工业自动控制，机器人，导弹导航装置，甚至是美国的火星车，这些设备里面都含有一个或者多个单片机。单片机的数量不仅远超过机，甚至比人类的数量还要多。可见数量之庞大，用途之广泛啊。 三. 我们掌握单片机有什么用呢？

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告

单片机课程设计报告 单 片 机 秒 表 系 统 课 程 设 计 班级： 课程名称：秒表设计 成员： 实训地点：北校机房 实训时间：6月4日至6月15日

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2所需元器件 3 程序编写流程及课程设计效果 3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C51设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为000.0~9分59.9秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决几个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程；四是如何进行安装调试。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有三个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. key3按键按下去时数码管暂停。 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的 应用进一步的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统， 拥有正确的计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 1.2课程设计思路及描述

单片机百度盘资料

一、51单片机 1、祥云51单片机学习光盘（视频教程、例程、操作系统）适合初学者 资料下载链接：https://https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/cJzLQdrBfp2KD 访问密码8f77 2、普中51单片机学习光盘 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/s/1pK0c4BL 3、郭天祥----十天征服单片机 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/s/1i4N2Hrn 4、新概念51单片机C语言教程.入门、提高、开发（500页，郭天祥著） https://https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/cYAYJtgFJNUup 访问密码9eb1 5、力天电子51单片机视频教程 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/s/1hrulifU 6、天狼星51单片机视频教程 链接：https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/s/1pKsD3b9 密码：scy4 8、STC12C5A60S2例程 https://https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/cjPpH7uBBbIr8 访问密码a471 二、AVR单片机 1、郭天祥--十天学会AVR单片机视频教程 https://https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/cwVbV5mWw9pxk 访问密码34ba 1、锐志电子AVR单片机视频教程

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03 第三讲 数字电路基础知识--力天手把手教你学单片机之入门篇

手把手教你学51单片机 ——之MCS-51入门篇 主讲: 尹延辉 策划：张勇 开发板：LT-Super51 QQ群：31646346 网址：https://www.sodocs.net/doc/982580641.html, E-Mail：litianmcu@https://www.sodocs.net/doc/982580641.html, litianmcu@https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,

入门篇第三讲——数字电路基础知识?本讲内容提要 数字量和模拟量 数制和码制 算术运算和逻辑运算 数字芯片 常用数字芯片简介 可编程逻辑器件 存储器 学习板上扩展IO口 的实现

——数字量和模拟量 ?数字量和模拟量定义 模拟量：随时间连续变化的电压或电流信号称之为模拟量 数字量：随时间离散变化的量称之为数字量 ?数字量的实质为加入判决门限的模拟量

——数字电路’0’与’1’的定义?数字电路’0’与’1’的定义 TTL电平：电压+5V代表’1’，电压0代表’0’ LVTTL：+3.3V~’1’，0~’0’ RS232：-15V~’1’，+15V~’0’ LVDS：2根线上电压差的正负表示’1’或’0’

——数制和码制 ?数制的定义 计数过程中一位数字通常是不够用的，多位数码中每一位的构成方法及从低位向高位进位规则称为数制。 N进制数的通俗定义：逢N进1 ?十进制：逢十进一 ?十六进制：逢十六进一 ?二进制：逢二进一 ?常用数制 十进制、二进制、十六进制 ?人类有十个指头，所以习惯采用十进制 ?计算机只能识别0和1，采用二进制 ?为了计算机学中的数据书写方便，采用十六进制

——数制转换详解 ?数制间的转换 二-十转换 十-二转换 二-十六转换 十六-二转换 ?位与字节的概念： 位（bit）：简写为b，表示二进制数的一位。 字节（Byte）：简写为B，8位为一字节。 ?数制转换工具： Windows自带的计算器

基于51单片机课程设计报告

单片机课程设计 课题：基于51单片机的交通灯设计 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 指导教师：邵添 设计日期：2017/12/18 成绩： 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告

一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器DS18B20，单片机AT89C52，，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差，为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED显示部分，传感器部分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示温度；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 （1）．利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 （2）．利用数码管实时显示温度。 （3）．当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警，LED闪烁指示。 （4）.能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下：

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https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1693-1-1.html 51单片机c语言100例教程 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1700-1-1.html 单片机超级精华包 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1687-1-1.html 新手学的多功能电子钟 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1679-1-1.html 十天学会单片机和c语言视频教程 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1692-1-1.html C语言函数库速查手册 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1696-1-1.html 历史上最全的KEIL中文学习资料 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1729-1-2.html 单片机c语言程序设计实训100例--基于AVR+PROTUES https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1695-1-2.html （有电路图和程序） https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1965-1-1.html 关于单片机抗干扰的资料 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1961-1-1.html 单片机矩阵扫描键盘程序 https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/thread-1723-1-1.html 共享通过串口在线调试51单片机的专业版培训资料

手把手教你学单片机进阶-框架篇(上)

手把手教你学单片机进阶教程 框架篇(上) 本篇里我们聊一聊软件框架，那么什么是框架呢？它又有什么用处呢？ 软件框架，说简单一点就是我们组织软件的方式，没有框架的代码，模块是乱添的，写程序的人也不知道要添在哪里，只知道加在这里可以用，放在这里就行。有框架的代码，模块应该添加到哪里是清楚的。曾经看过一句话说的挺有道理，“一个好的程序架构，是一个有经验的工程师和一个初学者的分水岭”，我们在单片机软件中用的最多的结构莫过于下面这样的： 1While(1) 2{ 3Led_on(); 4i = 1000; 5While(i--); 6Led_off(); 7} 当我们刚开始学习的时个，程序比较简单，这样单纯的结构还是可以应付的。但是如果当我们真的要做一个系统级的工程的时候，有很多功能要处理，这样的结构显然就不能适应了，只那一个“while(i--)”就不知道耽误了多少事儿。 到这里有人要说了，工程复杂的时候我可以跑个OS。可以说RTOS对于功能复杂的嵌入式系统来说是个非常好的解决方案，如比较出名的RT-Thread (我们以后会推出这个的专题),uc/os-ii。不过，可惜的是，操作系统对于51来说有点太，系统的开销有可能比应用占用的资源的还要多。 那么我们就自己动手来打造一个小资源单片机适用的框架吧。我们将实现两个版本，其内在思想都是一样的，一个简单点，占用资源更小。一个稍复杂些， pzq@https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/csh@sparkcn

但更灵活。大家可以根据情况选用。 easy_framework 我们把这个框架暂时命名为easy_framework,这里我们仅提供思想和基本的代码。完整的代码可以在我们提供代码包(下载地址见文章最后)里找到。 这里测试和实验的硬件环境是Spark51学习板。大家如果有需要，可以到我们工作室店铺购买https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,或直接通过QQ联系我们首先使用一个Timer来产生一个1m的定时中断。在51单片机上，这里选用Timer0 1init_sys_timer() 2{ 3/*T0 1方式*/ 4TMOD |= 0x01; 5/*设定1m的计时*/ 6TL0 = (u8)SYS_TIMER_INIT_VALUE; 7TH0= (u8)(SYS_TIMER_INIT_VALUE >> 8); 8/*允许中断*/ 9ET0 = 1; 10TR0 = 1; 11} 通过上面这个函数产生一个1m的中断，在其“中断服务函数”里我们对一些时间标志量进行记数 1/*Timer 0中断服务程序*/ 2void proc_sys_tick() interrupt 1 3{ 4TR0 = 0; 5Cnt5ms++; pzq@https://www.sodocs.net/doc/982580641.html,/csh@sparkcn

(完整word版)51单片机课程设计实验报告

51单片机课程设计报告 学院： 专业班级： 姓名： 指导教师： 设计时间：

51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务：制作并调试51单片机学习板 2.要求： （1）了解并能识别学习板上的各种元器件，会读元器件标示； （2）会看电路原理图； （3）制作51单片机学习板； （4）学会使用Keil C软件下载调试程序； 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1．总原理图 2．元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统： 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路， 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;

图 1 图 2 复位电路使用RC 电路，使用普通的电解电容与金属膜电阻即可； 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同，此时RST 为高电平，之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电，放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平，高电平复位。 2. 显示模块： 分析发光二极管显示电路： 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为

LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0，则短路，电阻为一适值，电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要，按功能划分的器件进行焊接，顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接，这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1）检查原理图连接是否正确 2）检查原理图与PCB图是否一致 3）检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4）用万用表检查是否有虚焊，引脚短路现象 5）查询器件的DATASHEET，分析一下时序是否一致，同时分析一下命令字是否正确 6）通过示波器对芯片各个引脚进行检查，检查地址线是否有信号的 7）飞线。用别的的口线进行控制，看看能不能对其进行正常操作，多试验，才能找到问题出现在什么地方。 1、详细描述硬件安装过程中出现的故障现象，并作故障分析，及解决方法。 六、软件调试

C51单片机课设报告(进制转换)

单片机原理课程设计报告题目：51单片机实现进制转换 专业：信息工程 班级：信息101 学号：1004020307 小组成员： 1004020103 指导教师：吴叶兰 北京工商大学计算机与信息工程学院

题目：51单片机实现进制转换 1、设计目的 1）熟悉51单片机的编程； 2）熟悉单片机开发的基本焊接； 3）熟悉单片机元件的使用方法； 4）熟悉C51的软件开发环境（编程软件Keil、烧录软件STC_ISP_v479） 2、设计要求 1）按键输入数据，具有确定和清零功能； 2）1602液晶屏幕显示，具有显示输入输出和提示功能； 3）2,、8、10、16进制数可任意互相转化； 3、硬件电路设计（包括电路图及说明） 1）控制模块： 控制模块是由1块STC89C52、1个12MHz无源晶振、1个复位电路22uF电容、1个1k欧姆电阻、1个8位1k欧姆排阻组成。 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。芯片实际选用的STC89C52与 protues模拟电路图中的AT89C52功能基本相同，区别在于烧录程序的方式。 2）显示模块： 显示模块由1块1602液晶显示屏、16根数据线组成。 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。液晶显示屏际实际选用的是QC1602A与 protues模拟电路图中的LM016功能基本相同。

51单片机课程设计汇本数字温度计报告

电子毕业设计 数 字 温 度 计 题目：数显温度计学院：电子信息学院班级： 学号： ：

指导老师： 日期： 数字温度计设计任务书 一、课程设计目的 1、加强学生理论联系实际的能力，提高学生的动手能力； 2、学会基本电子元器件的识别和检测； 3、学会应用EDA软件Proteus进行电路的设计和仿真； 4、基本掌握单片机的基本原理，并能将其应用于系统的设计。 5、通过实训，提高学生的学习兴趣，激发自主学习能力，培养创新意识。 二、设计任务 先焊制一个单片机最小系统，并以制作的单片机最小系统为核心，设计并制作一个数字式温度计应用系统。 三、设计要求具有以下功能： (1)采用DS18B20作为温度传感器进行温度检测； (2)对采集温度进行显示（显示温度分辨率0.1℃）； (3)采集温度数值应采用数字滤波措施，保证显示数据稳定； (4)显示数据，无数据位必须消隐。

目录 数字温度计设计任务书 (2) 1、设计思路 （1）设计原理 (4) （2）系统方案及总体设计框图 (4) 2、数字温度计应用系统的硬件设计 （1）单片机小系统基本组成及硬件图 （2）外围电路工作原理及系统硬件图 （3）主要芯片及其功能 3、系统软件程序的设计 软件流程框图 4、系统调试 （1）仿真器介绍 （2）调试结果及其分析 （3）系统设计电路的特点和方案的优缺点 5、课程设计心得体会 参考文献 附录程序清单及注释

一、设计思路：设计方案及其总体设计框图

温度计设计系统流程图 系统设计原理： 本次课程设计是基于单片机的 数字温度计设计，在开始课程设计 的时候我们要理解并掌握对单片机 的开发，学会使用KEIL及Proteus 等仿真软件。根据设计任务要求选 择好器件，编写好程序运行成功之 后进行软件联调，验证系统是否正 确。通过筛选，我们组选用单片机 AT89S52作为主控制系统；用1602 液晶显示模块芯片作为温度数据显 示装置；智能温度传感器采用 DS18B20器件作为测温电路主要组 成部分。

[用微课学51单片机][白炽贵][电子教案和教学指南] 《用微课学51单片机》教学指南0513

《用微课学51单片机》教学指南 教学模式 本书与电子工业出版社出版的《用微课学电子CAD》教材对接，即以学生电子CAD 课程所完成制作的51单片机电路板为编程验证平台，进行51单片机编程实操实训。因此，需在本课程开课前，先进行本书所需的51单片机实验板CAD设计及安装焊接。这既提高了电子CAD课程的教学目标和教学档次，又为单片机课程创建了学生得心应手功能强劲的编程开发平台，从而满足学生单片机技术高档次的研发平台之需，能让职业院校学生在电子CAD和单片机技术两课程对接上实现“1+1>2”的效果。 教学目标 借助学生亲手完成的单片机实验板平台，在单片机程序实训案例的数量上和质量上有所突破和创新，引用蓝牙技术和WIFI技术，让学生充分享受单片机程序设计的乐趣和成功，为学生胜任单片机技术职业岗位打下必须的技能基础。 教学内容 1.数码管显示编程实操； 2.单片机中断编程实操； 3.单总线双总线三总线器件编程实操； 4.LED16乘16点阵汉字显示编程实操； 5.串行通信编程实操； 6.存储器编程实操； 7.使用蓝牙模块和WIFI模块编程实操； 8.ADC0804和DAC0832编程实操； 9.LCD液晶屏编程实操； 10.红外解码超声测距步进电机编程实操； 11.程序综合编程实操。 12. 教学重点 每个单片机程序设计项目的实操步骤和代码输入过程是教学的重点 。 教学难点 理解单片机程序的执行逻辑分析是教学难点。 教学时数 全书实操视频约540分钟，学生实操以4倍计算，计2160分钟，以40分钟为1课时，约54课时，加14课时机动，合计68课时。 教学建议 1.本书以任务驱动展开教学和实操，为方便教师的教和学生的学，全书的每个任务实操都配有一个不差一秒的实操全程录屏视频，可手把手指导学生正确完成编程任务。学生实操时应两人一组进行合作学习，即学生甲用一台电脑进行单片机程序设计，学生乙用另一台电脑放实操视频，学生甲要参照学生乙所放视频进行代码输入，学生乙要对照检查学生甲屏幕上的代码输入是否正确，两学生的角色定时轮换。两学生这样合作实操，就能保证编程实操的正确性。 1

51单片机电子时钟课程设计报告

第一部分设计任务和要求 1.1 单片机课程设计内容 利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。 1.2 单片机课程设计要求 1．能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示； 2．能实现调时功能； 3．能实现12/24小时制切换； 4．能实现8：00—22：00整点报时功能。 1.3 系统运行流程 程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。若没到则循环执行。计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。调时闪烁中断服务程序用于被调单元的闪烁显示。调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。 第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 1．程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。 2．硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。

3．后期处理 对设计过程进行总结，完成设计报告。 2.2 单片机系统方框图 2.2 单片机系统流程图 主流程图键盘扫描流程图

时钟流程图 第三部分主要器件及简介 3.1 主要器件 1. STC89C51单片机； 2．LCD1602液晶显示屏； 3.2 主要器件简介 1．STC89C51单片机简介 STC89C51是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率 为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的 Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系 统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。 2．LCD1602液晶显示屏简介

51单片机经典教程

单片机经典教程 目录
第一课 第二课 第三课 第四课 第五课 第六课 第七课 第八课 第九课 第十课 第十一课 第十二课 第十三课 第十四课 第十五课 第十六课 第十七课 第十八课 第十九课 第二十课 第二十一课 第二十二课 第二十三课 第二十四课 单片机的概述 单片机的硬件结构与开发过程 单片机的内部结构 一 半导体存储器 单片机的内部结构 二 工作寄存器 单片机的内部结构 三 时序与时钟 单片机的内部结构 四 并行口 单片机的内部结构 五 数据与地址 单片机的内部结构 六 特殊功能存储器 单片机的工作方式 单片机的寻址 单片机的指令 一 数据传递类指令 单片机的指令 二 数据传递类指令 单片机的指令 三 算术逻辑运算类指令 单片机的指令 四 控制转移类指令 单片机的指令 五 位及位操作指令 单片机的程序设计方法 单片机的定时 计数器 单片机的中断系统 单片机的定时/中断实验 一 单片机的定时/中断实验 二 键盘接口及编程方法 一 独立式按键 键盘接口及编程方法 二 矩阵式按键 单片机显示器接口及编程方法 数码管的静态扫描与编程方法 6 9 11 15 18 20 24 27 29 32 35 38 42 47 51 55 64 68 73 78 81 87 90 94
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第一课 单片机的概述
因为我们的主要课程是单片机的应用 本来不想讲解单片机的历史与发展 这话说现状更确切 些 但为了兼顾大多数朋友 我还是简单的介绍一下这方面的相关知识 一 单片机的由来 单片机 专业名称—Micro Controller Unit(微控制器件) 它是由大名鼎鼎的 INTEL 公司发明的 最早的系列是 MCS-48 后来有了 MCS-51 我们经常说的 51 系列单片机就是 MCS-51 micro controller system 它是一种 8 位的单片机 8 位是什么意思 我们以后再讲 后来 INTEL 公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司 不过 再小也有几个亿的销售/ 年哦 所以世界上就有许多公司生产 51 系列兼容单片机 比如飞利浦的 87LPC 系列 华邦的 W78 系列 达拉斯的 DS87 系列 现代的 GSM97 系列等等 目前在我国比较流行的就是美国 ATMEL 公司的 89C51 它是一种带 Flash ROM 的单片机 至于什么是 Flash ROM 我在这儿先不作介绍 等以后大家学到相 关的知识时自然就会明白 我们的讲座就是以该型号的单片机来作实验的 讲到这里 也许有的人会 问 我平时在各种书上看到全是讲解 8031 8051 等型号的单片机 它们又有什么不同呢 其实它们同 属于一个系列 只是 89C51 的单片机更新型一点(事实上,89C51 目前正在用 89S51 代替 我们的实验系 统采用就是 89S52 的 兼容 89C52) 这里随便说一下 目前国内的单片机教材都是以 8051 为蓝本的 尽管其内核也是 51 系列的 但毕竟 8051 的单片机已经属于淘汰产品 在市场上也很少见到了 所以由 此感叹 国内的高等教育是如此的跟不上时代的发展需要 这话可能会引起很多人的不满,所以大家别 说是我讲的哦 二 主要单片机的分类 接着上面的话题 再给大家介绍一下我们经常在各种刊物上看到的 AVR 系列和 PIC 系列单片机是 怎么回事 以便让大家对单片机的发展有一个较全面的认识 在没有学习单片机之前 这是一个令很多 初学者非常困惑的问题 这么多的单片机我该先学哪一种呢 AVR 系列单片机也是 ATMEL 公司生产的一种 8 位单片机 它采用的是一种叫 RISC 精简指令集单 片机 的结构 所以它的技术和 51 系列有所不同 开发设备也和 51 系列是不通用的 它的一条指令的 运行速度可以达到纳秒级 即每秒 1000000000 次 是 8 位单片机中的高端产品 由于它的出色性能 目前应用范围越来越广 大有取代 51 系列的趋势 所以学完了 51 系列的 看来必须学会 AVR 的才行 可叹知识爆炸 人生苦短 说完了 AVR 的 再来说说另一种--PIC 系列单片机 它是美国 MICROCHIP 公 司 唉 又是老美 叫微芯公司的生产的另一种 8 位单片机 它采用的也是 RISC 的指令集 它的指令 系统和开发工具与 51 系列更是不同 但由于它的低价格和出色性能 目前国内使用的人越来越多 国 内也有很多的公司在推广它 不过它的影响力远没有 51 系列的大 所以作为初学者 51 系列当然是首 选 以上几种只是比较多见的系列 其实世界上还有许多的公司生产各种各样的单片机 比如 MOTOROLA 的 MC68H 系列 老牌的单片机 TI 的 MSP430C 系列 极低功耗的单片机 德国的西门子 SIEMENS 等等 它们都有各自的结构体系 并不与 51 系列兼容 为了不搞大家的脑筋 这里就不介绍了 等大 家入了门以后自己去研究它吧 我们还是回来了解一下 51 系列单片机到底是个什么东西 它有那些部 分组成 请接着往下看 三 单片机的结构及组成 单片机到底是一种什么 DD 它究竟能做什么呢 其实它就是一种能进行数学和逻辑运算 根据不 同使用对象完成不同控制任务的面向控制而设计的集成电路 此话好象有点绕口 没关系 大家都应该 知道我们经常使用的电脑吧 在电脑上 我们可以用不同的软件在相同的硬件上实现不同的工作 比如 我们用 WORD 可以打字 用 PROTEL 可以设计图纸等等 单片机其实也是如此 同样的芯片可以根据我们 不同的要求做出截然不同的产品 只不过电脑是面向应用的 而单片机是面向控制的 比如控制一个指
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