第三章單片機并行IO端口應用

1、廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院 本章內容本章內容p認識認識C語言語言pC語言的基本語句語言的基本語句pC語言數據與運算語言數據與運算p數組的概念數組的概念p并行并行I/O口電路結構口電路結構第三章第三章 單片機并行單片機并行I/OI/O口應用口應用廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院認識認識C C語言語言 C語言程序以函數形式組織程序結構，C程序中的函數與其他語言中所描述的“子程序”或“過程”的概念是一樣的。 C程序基本結構廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院認識認識C C語言語言p一個C語言源程序是由一個或若干個函數組成，每一個函數完成相對獨立的功能。每個C程序都必須有（且

2、僅有）一個主函數main()，程序的執(zhí)行總是從主函數開始，調用其他函數后返回主函數main()，不管函數的排列順序如何，最后在主函數中結束整個程序。pC語言程序中可以有預處理命令，預處理命令通常放在源程序的最前面。pC語言程序使用“；”作為語句的結束符，一條語句可以多行書寫，也可以一行書寫多條語句。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院認識認識C C語言語言p結構化語言p豐富的數據類型p便于維護管理p與匯編語言相比，C語言的優(yōu)點如下：不要求編程者詳細了解單片機的指令系統(tǒng)，但需了解單片機的存儲器結構；寄存器分配、不同存儲器的尋址及數據類型等細節(jié)可由編譯器管理；結構清晰，程序可讀性強；編譯器提供

3、了很多標準庫函數，具有較強的數據處理能力。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院C C語言的基本語句語言的基本語句語言程序的執(zhí)行部分由語句組成。C語言提供了豐富的程序控制語句，按照結構化程序設計的基本結構：順序結構、選擇結構和循環(huán)結構，組成各種復雜程序。這些語句主要包括表達式語句、復合語句、選擇語句和循環(huán)語句等。 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院表達式語句和復合語句表達式語句和復合語句 p表達式語句是最基本的C語言語句。表達式語句由表達式加上分號“；”組成，其一般形式如下： 表達式；表達式；執(zhí)行表達式語句就是計算表達式的值。p在 C 語言中有一個特殊的表達式語句，稱為空語句?？照Z句中

4、只有一個分號“；”，程序執(zhí)行空語句時需要占用一條指令的執(zhí)行時間，但是什么也不做。在C51程序中常常把空語句作為循環(huán)體，用于消耗CPU時間等待事件發(fā)生的場合。 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院表達式語句和復合語句表達式語句和復合語句 p把多個語句用大括號括起來，組合在一起形成具有一定功能的模塊，這種由若干條語句組合而成的語句塊稱為復合語句。在程序中應把復合語句看成是單條語句，而不是多條語句。p復合語句在程序運行時，中的各行單語句是依次順序執(zhí)行的。在C語言的函數中，函數體就是一個復合語句。 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院選擇語句選擇語句 基本if語句的格式如下：if (表達式)

5、語句組； if語句執(zhí)行過程：當“表達式”的結果為“真”時，執(zhí)行其后的“語句組”，否則跳過該語句組，繼續(xù)執(zhí)行下面的語句。 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院選擇語句選擇語句 pif語句中的“表達式”通常為邏輯表達式或關系表達式，也可以是任何其他的表達式或類型數據，只要表達式的值非0即為“真”。以下語句都是合法的： if(3) if(x=8) if(P3_0)p在if語句中，“表達式”必須用括號括起來。p在if語句中，花括號“ ”里面的語句組如果只有一條語句，可以省略花括號。如“if (P3_0=0) P1_0=0;”語句，但是為了提高程序的可讀性和防止程序書寫錯誤，建議讀者在任何情況下，都

6、加上花括號。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院選擇語句選擇語句 if-else語句的一般格式如下：if (表達式) 語句組1； else 語句組2； if-else語句執(zhí)行過程：當“表達式”的結果為“真”時，執(zhí)行其后的“語句組1”，否則執(zhí)行“語句組2” 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院選擇語句選擇語句 if-else-if語句是由 if else 語句組成的嵌套，用來實現(xiàn)多個條件分支的選擇，其一般格式如下：if (表達式1) 語句組1； else if (表達式2) 語句組2； else if (表達式n) 語句組n； else 語句組n+1； 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職

7、業(yè)學院選擇語句選擇語句 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院選擇語句選擇語句 多分支選擇的switch語句， 其一般形式如下： switch(表達式) case常量表達式1: 語句組1;break; case常量表達式2: 語句組2;break; case常量表達式n: 語句組n;break; default : 語句組n+1; 該語句的執(zhí)行過程是：首先計算表達式的值，并逐個與case后的常量表達式的值相比較，當表達式的值與某個常量表達式的值相等時，則執(zhí)行對應該常量表達式后的語句組，再執(zhí)行break語句，跳出switch語句的執(zhí)行，繼續(xù)執(zhí)行下一條語句。如果表達式的值與所有case后的常量表

8、達式均不相同，則執(zhí)行default后的語句組。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院whilewhile語句用來實現(xiàn)語句用來實現(xiàn)“當型當型”循環(huán)，循環(huán)，執(zhí)行過程：首先判斷表達式，執(zhí)行過程：首先判斷表達式， 當表達式的值為真（非當表達式的值為真（非0 0）時，）時，反復執(zhí)行循環(huán)體。為假（反復執(zhí)行循環(huán)體。為假（0 0）時）時執(zhí)行循環(huán)體外面的語句。執(zhí)行循環(huán)體外面的語句。循環(huán)體循環(huán)體循環(huán)繼續(xù)的條循環(huán)繼續(xù)的條件表達式件表達式下一條語句下一條語句非非0（真）（真）0（假）假）循環(huán)體語句組循環(huán)體語句組while執(zhí)行過程執(zhí)行過程格式：格式：while（循環(huán)繼續(xù)的條件表達式）循環(huán)繼續(xù)的條件表達式） 語句組語句

9、組; 花括號不花括號不能丟掉！能丟掉！請問：下述程序實現(xiàn)了什么功能？請問：下述程序實現(xiàn)了什么功能？main( )main( ) intint i,sum=0; i,sum=0; while(i=10) while(i=10) sum=sum+i; sum=sum+i; i+; i+; 循環(huán)語句循環(huán)語句 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院do-while語句用來實現(xiàn)語句用來實現(xiàn)“直到型直到型”循環(huán)循環(huán)執(zhí)行過程：先無條件執(zhí)行一次循環(huán)體，執(zhí)行過程：先無條件執(zhí)行一次循環(huán)體，然后判斷條件表達式，當表達式的值然后判斷條件表達式，當表達式的值為真（非為真（非0）時，返回執(zhí)行循環(huán)體直）時，返回執(zhí)行循環(huán)體

10、直到條件表達式為假（到條件表達式為假（0）為止。）為止。絕對不能少分號！絕對不能少分號！循環(huán)體循環(huán)體格式：格式：dodo 循環(huán)體語句組；循環(huán)體語句組； while( while(循環(huán)繼續(xù)條件循環(huán)繼續(xù)條件) )；花括號不花括號不能丟掉！能丟掉！循環(huán)繼續(xù)的條循環(huán)繼續(xù)的條件表達式件表達式下一條語句下一條語句非非0（真）（真）0（假）假）循環(huán)體語句組循環(huán)體語句組請問：下述程序實現(xiàn)了什么功能？請問：下述程序實現(xiàn)了什么功能？main( )main( ) intint i,sum=0; i,sum=0; do do sum=sum+i; sum=sum+i; i+; i+; while(i=100); wh

11、ile(i=100); 循環(huán)語句循環(huán)語句 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院總循環(huán)次數已確定的情況下，可采用for語句形式為：for語句的一般形式： for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)繼續(xù)條件；循環(huán)變量增值 ) 循環(huán)體語句組； 分隔符分隔符為分號為分號請問：下述程序實現(xiàn)了什么功能？請問：下述程序實現(xiàn)了什么功能？main( )main( ) intint i,y=0; i,y=0; for(i=1;i=10;i+) for(i=1;i=10;i+) y=y+i; y=y+i; 循環(huán)語句循環(huán)語句 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院循環(huán)繼續(xù)條件循環(huán)繼續(xù)條件for的下一條語句的下一條語句非非0（

12、真）（真）0（假）假）循環(huán)體語句組循環(huán)體語句組循環(huán)變量賦初值循環(huán)變量賦初值循環(huán)變量增值循環(huán)變量增值FORFOR語句循環(huán)執(zhí)行過程語句循環(huán)執(zhí)行過程只求解一次只求解一次要執(zhí)行若干次，要執(zhí)行若干次，具體次數由具體次數由“循循環(huán)繼續(xù)條件環(huán)繼續(xù)條件”決決定定for(for(循環(huán)變量賦初值循環(huán)變量賦初值；循環(huán)繼續(xù)條件循環(huán)繼續(xù)條件；循環(huán)變量增值循環(huán)變量增值 ) ) 循環(huán)體語句組；循環(huán)體語句組； 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院C語言數據與運算語言數據與運算 v1. 賦值運算符v2. 算術運算符和算術表達式 v3. 關系運算符和關系表達v4. 邏輯運算符和邏輯表達式廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學

13、院賦值運算符賦值運算符v 賦值語句的作用是把某個常量或變量或表達式的值賦值給另一個變量。v符號為=。這里并不是等于的意思，只是賦值，等于用=表示。v賦值語句左邊必須是變量或寄存器，且必須先定義。v常量不能出現(xiàn)左邊。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院賦值運算符和賦值表達式賦值運算符和賦值表達式簡單的賦值運算符：復合的賦值運算符=+ =、-=、*=、%=、/= i + = 2 等價于等價于 i = i + 2 a * = b + 5 等價于等價于 a = a * (b + 5) x% = 3 等價于等價于 x = x%3廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院算術運算符算術運算符（加法運算）

14、 （減法運算） * （乘法運算符） （除法運算符）% % （求余運算符，或稱模運算符）如：（求余運算符，或稱模運算符）如： 4 % 24 % 20 0+ (+ (變量自加變量自加1)1)- - （變量自減（變量自減1 1）兩個兩個整數整數相除結果為相除結果為整數整數，如，如8/5的結果為的結果為1，舍去小數部分。，舍去小數部分。如果參加運算的兩個數中有一個數為如果參加運算的兩個數中有一個數為實數實數，則結果是，則結果是實型實型。求余運算要求求余運算要求%兩側都是兩側都是整型數據整型數據。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院自增、自減運算實戰(zhàn)演練：請說明程序運行完后實戰(zhàn)演練：請說明程序運行完

15、后x,y,z,m,nx,y,z,m,n的值分別是多的值分別是多少？少？main()main() intint x=6,y,z,m,n; x=6,y,z,m,n;y=+x;y=+x;z=x-; z=x-; m= m=y/zy/z; ; n= n=y%zy%z; ; 自增運算符（+）和自減運算符（-）：（1）前置運算變量、變量 即先增減、后運算。（2）后置運算變量、變量 即先運算、后增減。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院關系運算符關系運算符關系運算符 優(yōu)先級 = = !=低低高高廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院關系表達式關系表達式p 用用關系運算符關系運算符將兩個表達式（可以是算術

16、表達將兩個表達式（可以是算術表達式、關系表達式、賦值表達式或邏輯表達式式、關系表達式、賦值表達式或邏輯表達式)連接起來的式子，稱為連接起來的式子，稱為關系表達式關系表達式。p關系表達式的值為關系表達式的值為邏輯值邏輯值“真真”或或“假假”，以，以1代表代表“真真”，以，以0代表代表“假假”。 例如：例如： (1)關系表達式關系表達式“8=4”的值為的值為 ，表達式的，表達式的值為值為 。 (2) 關系表達式關系表達式“50”的值為的值為 ，表達式的，表達式的值為值為 。 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院邏輯運算符及其優(yōu)先級邏輯運算符及其優(yōu)先級 邏輯運算符 優(yōu)先級 ! (邏輯非) &am

17、p; (邏輯與) | (邏輯或) 注意：邏輯運算符與位操作運算符的區(qū)別。 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院邏輯表達式邏輯表達式p用邏輯運算符將一個或多個表達式連接起來，進行邏輯運算的式子。p邏輯量的真判斷非0p邏輯量的假判斷0 若若a=1,b=2,c=3,x=4,y=3，寫出下各個表達式的值：寫出下各個表達式的值：（1）a+bc&b=c（2）!ab&b!=c|x+y=3（3）!(x=a)&(y=b)&0000廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院運算類型運算類型運算符運算符優(yōu)先級優(yōu)先級結合性結合性括號運算符括號運算符（）（）1 1從左至右從左至右邏輯非

18、和按位取反邏輯非和按位取反！ 2 2從右至左從右至左算術運算算術運算* * / %/ %3 3從左至右從左至右+ -+ -4 4從左至右從左至右左移、右移運算左移、右移運算5 5從左至右從左至右關系運算關系運算 = =6 6從左至右從左至右= != !=7 7從左至右從左至右位運算位運算& &8 8從左至右從左至右 9 9從左至右從左至右| |1010從左至右從左至右邏輯與邏輯與&1111從左至右從左至右邏輯或邏輯或|1212從左至右從左至右賦值運算與復合賦值運算賦值運算與復合賦值運算 = = 、* *= =、/=/=、&=&=、=、|=|=、=1414

19、從右至左從右至左例如：例如：(1) xy& mn 等效于等效于 (xy) & (mc 等效于等效于(!a) & (bc)廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院與操作與操作按位與操作符按位與操作符 :&p格式：格式：x&yp規(guī)則：對應位均為規(guī)則：對應位均為1時才為時才為1，否則為，否則為0 例如，例如， i=i&0 x0f; 等同于等同于 i&=0 x0f;p主要用途：取主要用途：取(或保留或保留)1個數的某個數的某(些些)位，其余各位位，其余各位置置0。位運算位運算廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院或操作或操作按位或操作符按位或操

20、作符: |p格式：格式：x|yp規(guī)則：對應位均為規(guī)則：對應位均為0時才為時才為0，否則為，否則為1 例如，例如， i=i|0 x0f; 等同于等同于 i|=0 x0f;p主要用途：將主要用途：將1個數的某個數的某(些些)位置位置1，其余各位不變，其余各位不變位運算位運算廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院異或操作異或操作按位異或操作符按位異或操作符:p格式：格式：xyp規(guī)則：對應位相同時為規(guī)則：對應位相同時為0，不同時為，不同時為1 例如，例如， i=i0 x0f; 等同于等同于 i=0 x0f;p主要用途：使主要用途：使1個數的某個數的某(些些)位翻轉位翻轉(即原來為即原來為1的位的位變

21、為變?yōu)?，為，為0的變?yōu)榈淖優(yōu)?)，其余各位不變。，其余各位不變。位運算位運算廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院按位取反操作按位取反操作按位取反操作符按位取反操作符:p格式：格式：xp規(guī)則：各位翻轉，即原來為規(guī)則：各位翻轉，即原來為1的位變成的位變成0，原來為，原來為0的位變成的位變成1 例如，例如， i=i;p主要用途：間接地構造一個數，以增強程序的可移主要用途：間接地構造一個數，以增強程序的可移植性。植性。位運算位運算廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院v 左移運算符“”的功能，是把“”左邊的操作數的各二進制位全部左移若干位，移動的位數由“”右邊的常數指定，高位丟棄，低位補0。例

22、如：“a”的功能，是把“”左邊的操作數的各二進制位全部右移若干位，移動的位數由“”右邊的常數指定。進行右移運算時，如果是無符號數，則總是在其左端補“0”位運算位運算廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院練習練習1 .若若x = 10, 則！則！X的值為真或假的值為真或假?2. 若若a = 3, b = 2, 則則if(a&b)的值為真或假的值為真或假?3. 5 & 0 |8的值為的值為?4. 5 3 & 4 | 8 4 的結果為的結果為?廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院分隔符分隔符為分號為分號數組的概念數組的概念 v 數組屬于常用的數據類型，數組中的元素有固定

23、數目和相同類型，數組元素的數據類型就是該數組的基本類型。例如，整型數據的有序集合稱為整型數組，字符型數據的有序集合稱為字符型數組。v 數組還分為一維、二維、三維和多維數組等，常用的是一維、二維和字符數組。 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院數組的基本特點構造類形數據：由基本類型數據按照一定規(guī)則組成。數組：是有序數據的集合；數組中的每一個元素都屬于同一個數據類型，用一個統(tǒng)一的數組名和下標來唯一地確定數組中的元素。應用場合:需要處理的數據為數量已知的若干相同類型的數據時。 注意：先定義，后使用。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院一維數組的定義和引用一維數組的定義： 一般格式：類型標識符

24、 數組名常量表達式； int array10; unsigned char num7; 說明：1. 數組名見名知意；數組名中存放的是一個地址常量，它代表整個數組的首地址。同一數組中的所有元素，按其下標的順序占用一段連續(xù)的存儲單元。2. 方括弧而非圓括??；3. 常量表達式：可以是常量或符號常量；表示數組元素的個數（也稱數組長度）。不允許對數組大小作動態(tài)定義。4. 數組元素下標從0開始。array0,array1,array9;遵循標識符遵循標識符命名規(guī)則命名規(guī)則廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院數組元素的表達形式： 數組名下標表達式Array4 = 100; array8 = 34; ar

25、ray10 = 56;注意：數組下標不能越界！v一個數組元素具有和相同類型單個變量一樣的屬性，可以對它賦值和參與各種運算。一維數組的引用廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院一般格式： 數據類型 數組名常量表達式初值表1.定義時賦初值；int score5=1,2,3,4,5;2.給一部分元素賦值；int score5=1,2;3.使所有元素為0；int score5=0;4.給全部數組元素賦初值時，可以不指定數組長度； int score=1,2,3,4,5;一維數組的初始化廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院并行并行I/OI/O口電路結構口電路結構 MCS-51系列單片機共有四個8位

26、并行I/O口，分別用P0、P1、P2、P3表示。 每個I/O口既可以按位操作使用單個引腳，也可以按字節(jié)操作使用8個引腳。廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院P0P0口的結構口的結構 輸出控制電路輸出驅動電路P0口邏輯電路圖口邏輯電路圖廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院 當P0口作為輸出口使用時，內部總線將數據送入鎖存器，內部的寫脈沖加在鎖存器時鐘端CP上，鎖存數據到Q端。經過MUX，T2反相后正好是內部總線的數據，送到P0口引腳輸出。 當P0口作為輸入口使用時，應區(qū)分讀引腳和讀端口兩種情況，讀引腳是讀芯片引腳的狀態(tài)，這時使用下方的數據緩沖器，由“讀引腳”信號把緩沖器打開，把端口引腳上

27、的數據從緩沖器通過內部總線讀進來。 讀端口是通過緩沖器讀鎖存器Q端的狀態(tài)。讀端口是為了適應對I/O口進行“讀-修改-寫”操作語句的需要。例如： P0=P0&0 xf0;/將P0口的低4位引腳清0輸出P0P0口的結構口的結構 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院 除了I/O功能以外，在進行單片機系統(tǒng)擴展時，P0口是作為單片機系統(tǒng)的地址/數據線使用的，一般稱為地址/數據分時復用引腳。 當輸出地址或數據時，由內部發(fā)出控制信號，使“控制”端為高電平，打開與門，并使多路開關MUX處于內部地址/數據線與驅動場效應管柵極反相接通狀態(tài)。此時，輸出驅動電路由于兩個FET處于反相，形成推拉式電路結構，

28、使負載能力大為提高。輸入數據時，數據信號直接從引腳通過輸入緩沖器進入內部總線。P0P0口的結構口的結構 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院P1P1口的結構口的結構 P1口邏輯電路圖口邏輯電路圖廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院pP1口是準雙向口，只能作為通用I/O口使用。pP1口作為輸出口使用時，無需再外接上拉電阻。pP1口作為輸入口使用時，應區(qū)分讀引腳和讀端口。讀引腳時，必須先向電路中的鎖存器寫入“1”，使輸出級的FET截止。P1P1口的結構口的結構 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院P2P2口的結構口的結構 P2口邏輯電路圖口邏輯電路圖廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院pP2口是準雙向口，在實際應用中，可以用于為系統(tǒng)提供高8位地址，也能作為通用I/O口使用。pP2口作為通用I/O口的輸出口使用時，與P1口一樣無需再外接上拉電阻。pP2口作為通用I/O口的輸入口使用時，應區(qū)分讀引腳和讀端口。讀引腳時，必須先向鎖存器寫入“1”。P2P2口的結構口的結構 廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院P3P3口的結構口的結構 P3口邏輯電路圖口邏輯電路圖廣東科學技術職業(yè)學院廣東科學技術職業(yè)學院pP3口是準雙向口，可以作為通用I/O口使用，還可以