51单片机编程学习笔记——点亮LED

随着最近机器人爆火，之前写的ROS2系列博客《Robot Operating System》也获得了更多的关注。我决定在机器人领域里再走一步，于是想到可以学习单片机。研究了下学习路径，最后还是选择先从51单片机入手。由浅入深，循序渐进。

51 单片机的历史可追溯到 20 世纪 80 年代，英特尔公司推出了经典的 8051 单片机。它以其结构简单、性能稳定、易于学习和开发成本低等显著优势，迅速在嵌入式系统领域崭露头角。此后，众多半导体厂商对 8051 内核进行了仿制和改进，推出了一系列兼容的 51 单片机，进一步丰富了其产品线和应用场景。

经过几十年的发展，51 单片机凭借其独特的优势，在众多领域得到了广泛应用。在工业控制领域，51 单片机可用于对生产过程中的温度、压力、流量等参数进行实时监测和控制，确保生产过程的稳定和高效。在智能家居领域，它可以作为智能家电的控制核心，实现家电的远程控制、自动化运行和节能管理。在消费电子领域，51 单片机广泛应用于电子玩具、电子秤、遥控器等产品中，为人们的生活带来了更多的便利和乐趣。此外，在汽车电子、医疗设备、仪器仪表等领域，51 单片机也发挥着重要的作用。

尽管随着科技的不断发展，出现了许多功能更强大、性能更卓越的微控制器，但 51 单片机凭借其简单易学、成本低廉、开发资源丰富等特点，仍然是电子爱好者和初学者入门嵌入式系统开发的首选。通过学习 51 单片机编程，我们不仅能够掌握嵌入式系统开发的基本原理和方法，还能培养自己的逻辑思维能力和实践动手能力，为今后学习更高级的微控制器和开发更复杂的系统打下坚实的基础。

这个系列我将使用C语言进行编码，穿插着研究51单片机以及其开发板，做到理论和实践结合。

器件

首先我们需要决定买什么器件。到底是买51单片机还是51开发板呢？

51单片机

51 单片机是指以 Intel 8051 内核为基础发展而来的一系列单片机统称。它是一种集成电路芯片，把中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器 / 计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
在下图中，我们看到该单片机导出了40个引脚。在实际应用中，我们需要将这些引脚与其他传感器等连接，以传输信号。

开发板

51 开发板是为了帮助用户学习和开发 51 单片机而设计的一种电路板。它以 51 单片机为核心，配备了各种外围电路和接口，如 LED 灯、数码管、按键、蜂鸣器、串口通信接口、液晶显示屏等，用户可以直接利用这些资源进行各种实验和项目开发，无需额外搭建复杂的电路。
通过下图，我们看到位于中间绿色的TEXTOOL上安装着一个51单片机。它就是整个电路板的核心。

总结

因为开发板已经帮我们把很多元器件和引脚连接好了，而我们当前关注的重点不是接引脚，而是编程，所以我们选择购买开发板。
下面是我购买板子的商家提供的地址：

https://pan.baidu.com/s/1t4M7p-WfYE7tDi36qqa-cQ?pwd=1234 提取码：1234

安装驱动

我们如图连接开发板和电脑

此时电脑的“设备管理器”中，可能存在未知的USB设备。这个时候我们就需要安装“5–开发工具\2-开发板CH340驱动”下的驱动程序。
我的开发环境是Win11，会自动安装驱动。（不需要安装“5–开发工具\2-开发板CH340驱动”下的驱动）
待驱动安装成功后，可以在“设备管理器”中看到“CH340”。需要注意的是：CH340 是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口、USB转IrDA红外或者USB转打印口。我们将通过该设备，将电脑上的程序烧录到单片机中。

点亮LED

在“4–实验程序\1–基础实验”中有个文件“2-点亮第一个LED.zip”。解压这个文件后，可以看到如下目录结构。其中以hex为后缀的就是我们需要烧录到开发版中的二进制程序。

烧录

我们可以使用“–开发工具\3-程序下载软件\PZ-ISP（推荐使用）”下的PZ-ISP来将电脑中的hex文件传输到单片机上。
在芯片类型下拉框中，我们需要选择与芯片匹配的类型。

如上，我们芯片的类型是89C52RC，则PZ-ISP程序中选择STC89C5xx-RC Series类型。

串口号选择CH340，波特率保持不变。

然后将“文件路径”选择为直接解压文件夹中的hex文件。
按下开发板usb接口旁边的开关键，可以看到一些灯亮了。

在PZ-ISP中，点击“程序下载”。

稍等片刻，可以看到提示烧录成功。

此时，开发版上的LED灯区第一个灯被点亮了。