第01课了解单⽚机的原理控制⼀个LED灯的亮和灭-----51单⽚
机C语⾔试验教程
第⼀课，了解单⽚机及单⽚机的控制原理和DX516 的⽤法，控制⼀个LED 灯的亮和灭
本章学习内容：
单⽚机基本原理，如何使⽤DX516 仿真器，如何编程点亮和灭掉⼀个LED 灯，如何进⼊KEILC51uV
调试环境，如何使⽤单步，断点，全速，停⽌的调试⽅法
聂⼩猛 2006 年6 ⽉
单⽚机现在是越来越普及了，学习单⽚机的热潮也⼀阵阵赶来，许多⼈因为⼯作需要或者个⼈兴趣需
要学习单⽚机。可以说，掌握了单⽚机开发，就多了⼀个饭碗。
51 单⽚机已经有30 多年的历史了，在中国，⾼校的单⽚机课程⼤多数都是51，⽽51 经过这么多年的
发展，也增长了许多的系列，功能上有了许多改进，也扩展出了不少分⽀。⽽国内书店的单⽚机专架上，
也⼤多数都是51 系列。可以预见，51 单⽚机在市场上只会越来越多，功能只会越来越丰富，在可以预见的
数⼗年内是不可能会消失的。
作为⼀个初学者，如何单⽚机⼊门？需要那些知识和设备呢？知识上，其实不需要多少东西，会简单
的C 语⾔，知道51 单⽚机的基本结构就可以了。⼀般的⼤学毕业⽣都可以快速⼊门，⾃学过这2 门课程的
⾼中⽣也够条件。
就算你没有学过单⽚机课程，只掌握了C 语⾔的⽪⽑，通过本系列的教程，您也会逐渐的进⼊单⽚机
的⼤门。当然在学习的过程中，您还是必须多去研读单⽚机书籍，了解他们的基本结构及⼯作⽅式。
下⾯以51 为例来了解⼀下单⽚机是什么东西，控制原理⼜是什么？
在数字电路中，电压信号只有两种情况，⾼电平和低电平，⽤数字来记录就是1 和0。单⽚机内部的
CPU，寄存器，总线等等结构都是通过1 和0 两种信号来运作的，数据也是以1 或者0 来保存的。单⽚
机
的输⼊输出管脚，也就是IO ⼝，也是只输出或识别1 和0 两种信号，也就是⾼电平和低电平。当单⽚机输
出⼀个或⼀组电平信号到IO ⼝后，外部的设备就可以读到这些信号，并进⾏相应操作，这就是单⽚机对外
部的控制。当外部⼀个或⼀组电平信号送到单⽚机的IO ⼝时，单⽚机也可以读到这些信号，并进⾏分析操
作，这就是单⽚机对外部设备信号的读取。当然实际的操作中，这些信号可能⼗分复杂，必须严格地按照
规定的时间顺序（时序）输⼊输出。每种设备也都规定了⾃⼰的时序，只要都严格遵守，就可以控制任何
设备，做出只要你想象得出的任何事情。
您可能会再问，我如何让单⽚机去控制和分析外部设备呢？答案是程序，您可以编写相关的程序，并
且把他们烧写到单⽚机内部的程序空间，单⽚机在上电时，就会⼀步⼀步按照您写的程序去执⾏指令，做
您想做的事情。
在51 标准芯⽚中，有32 个输⼊输出IO，分为4 组，每组8 个，分别为P0 ⼝，P1 ⼝，P2 ⼝，P3 ⼝。
P1 ⼝的8 条脚就⽤P1.0 ⾄P1.7 表⽰，其余类似。51 就是⽤这32 个⼝来完成所有外部操作的。对于51 的
内部结构，如果您已经了解，那是最好；如果不懂，也可以先放下，在完成了本教程开始的⼏个章节之后，
您就会⼤有兴趣，⾃⼰去寻资料阅读了。当然，如果您希望成为⼀个优秀的单⽚机开发程序员，还是必
须熟悉单⽚机的内部结构及⼯作原理，切不可偷懒！
在这⼀章，您将⽤程序去控制⼀个LED 发光管的亮和灭。你应该知道，LED 发光管在通过⼀定电流时
亮，不通电就灭。为了不让LED 通过太⼤的电流把它烧坏，我们还要串上限流电阻。51 的IO 是弱上拉的
⽅式，在输出⾼电平时，只能输出⼏⼗微安的电流到地，⽽在输出低电平时，VCC 电源可以输⼊⼏⼗毫安
的电流到IO。⼀般LED 需要10 毫安左右电流点亮，我们就将LED 接在电源VCC 和IO ⼝之间，中间串
上电阻，当IO 输出低电平时，灯就亮了，反之，灯就灭了。我们在这个程序⾥要控制的是P1.0。请参考⼀
下我们将要使⽤的试验板的电路图，这个试验板是在购买dx516 仿真器是赠送的。
图1，试验电路图
图2：试验板外观图
2。电源
因为⽤户板使⽤电流不⼤，可以使⽤usb 取电，usb 最⼤电流可以提供500mA，将usb 取电板插⼊电脑的usb ⼝中。（实际应⽤中，如果⽤户板使⽤电流超过100mA，我们就建议使⽤外部电源）
3。启动
在仿真器上电，或者按⼀下仿真器上⾯的按钮时，仿真器会发出“嘀－”，表⽰仿真器正常启动。同时
仿真器上⾯的灯闪烁⼀次，表⽰进⼊正常仿真状态。
4。仿真设置
第⼀个设置：
C51 ⽤户请在您的代码的main()函数前⾯，加上⼀句：
char code dx516[3] _at_ 0x003b;
如果以上设置你没有做，在装载过程中，仿真器会发出“嘀嘀嘀” 的三声短声报警，这时的仿真结果将
可能不正确。
在我们的例程中，这句话已经加⼊了。这句话并不会影响程序的⼯作，可以⼀直保留。
第⼆个设置：
请在硬件仿真设置选项中，选择serial interrupt，在前⾯打勾。
如果以上设置你没有做，在装载过程中，仿真器会发出“嘀－” 的⼀声长声报警，这时的仿真结果将可
能不正确。
其余设置：
请选择use keil Monitor-51 Driver ，这样才会使⽤硬件仿真
请选择load Application at start ，在启动时直接装载程序
请选择Go till main ，装载后直接运⾏到main 函数
请在硬件仿真设置选项中，选择115200bps 波特率，所有cache 都可以不选，或者只选cache code。同时请选择正确的串⼝号。
图4 仿真设置
好了，现在可以开始做试验了，我们打开已经建⽴好的⼯程和编写好的程序试验。顺便还会学习⼀下程序调试的技巧。⾄于如何建⽴⼀个新⼯程，请参考C51 的帮助⽂件，或者⾃⼰摸索⼀下， 的DX516
专栏⾥也有“⼀步步教你如何第⼀次做…”的⽂章可以学习。
请双击lessoncode01 ⽬录下的lesson1.uv2，打开后界⾯如下：
图6：程序界⾯
这个界⾯是uV3 的，和uV2 是⼀样⽤的。
点⼀下上图第三排第2 或者第3 个按钮（您的编译器按钮位置不⼀定在那个位置，⾃⼰），就可以看
到编译结果了。上⾯显⽰是0errrs,0warnings，这是最佳的编译结果，如果有error，则⽆法进⾏下⼀步仿真，如果有warning，⼀定要尽量消除，确实⽆法消除的，也要确认不会对程序造成影响，才进⾏下⼀步的仿真。
在编译结果中，我们还可以看到有data，xdata，code 等⽤了多少字节的报告，要注意您的单⽚机中是否有
这么多的资源，如果不够，将来烧⽚运⾏时就可能出现问题。⽐如AT89C51 的程序空间是4K，xdata 如果没有外
扩就是0 个，data 是128 个。超出这些范围，程序就不能在AT89c51 中运⾏。不同的芯⽚有不同的容量，如
c语言大学教程SST89E516RD 就有64K 程序，内部768 字节XDATA，还有256 个字节的data。我们的例程中肯定都考虑了这些了，肯定不会超出，因为DX516 仿真器是和SST89E516RD 有同样的容量的，将来⾃⼰开发时就要注意了。
下⾯我们故意把第9 ⾏的P10 写成P11，点编译，因为没有预先定义P11，所以就报告错误了，如下
图：

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