51單片機(jī)C語言編程基礎(chǔ)及實(shí)例

51單片機(jī)C語言編程基礎(chǔ)及實(shí)例單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu)：DIP40雙列直插;P0，P1，P2，P3四個8位準(zhǔn)雙向I/O引腳;(作為I/O輸入時，要先輸出高電平)電源VCC(PIN40)和地線GND(PIN20);高電平復(fù)位RESET(PIN9);(10uF電容接VCC與RESET，即可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位)內(nèi)置振蕩電路，外部只要接晶體至X1(PIN18)和X0(PIN19);(頻率為主頻的12倍)程序配置EA(PIN31)接高電平VCC;(運(yùn)行單片機(jī)內(nèi)部ROM中的程序)P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1單片機(jī)內(nèi)部I/O部件：(所為學(xué)習(xí)單片機(jī)，實(shí)際上就是編程控制以下I/O部件，完成指定任務(wù))四個8位通用I/O端口，對應(yīng)引腳P0、P1、P2和P3;兩個16位定時計數(shù)器;(TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1)一個串行通信接口;(SCON，SBUF)一個中斷控制器;(IE，IP)針對AT89C52單片機(jī)，頭文件AT89x52.h給出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定義。C語言編程基礎(chǔ)：十六進(jìn)制表示字節(jié)0x5a：二進(jìn)制為01011010B;0x6E為01101110。如果將一個16位二進(jìn)數(shù)賦給一個8位的字節(jié)變量，則自動截斷為低8位，而丟掉高8位。++var表示對變量var先增一;var―表示對變量后減一。x|=0x0f;表示為x=x|0x0f;TMOD=(TMOD&0xf0)|0x05;表示給變量TMOD的低四位賦值0x5，而不改變TMOD的高四位。While(1);表示無限執(zhí)行該語句，即死循環(huán)。語句后的分號表示空循環(huán)體，也就是{;}在某引腳輸出高電平的編程方法：(比如P1.3(PIN4)引腳)代碼#include//該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號化定義，其中包含P1.3voidmain(void)//void表示沒有輸入?yún)?shù)，也沒有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口{P1_3=1;//給P1_3賦值1，引腳P1.3就能輸出高電平VCCWhile(1);//死循環(huán)，相當(dāng)LOOP:gotoLOOP;}注意：P0的每個引腳要輸出高電平時，必須外接上拉電阻(如4K7)至VCC電源。在某引腳輸出低電平的編程方法：(比如P2.7引腳)代碼#include//該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號化定義，其中包含P2.7voidmain(void)//void表示沒有輸入?yún)?shù)，也沒有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口{P2_7=0;//給P2_7賦值0，引腳P2.7就能輸出低電平GNDWhile(1);//死循環(huán)，相當(dāng)LOOP:gotoLOOP;}在某引腳輸出方波編程方法：(比如P3.1引腳)代碼#include//該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號化定義，其中包含P3.1voidmain(void)//void表示沒有輸入?yún)?shù)，也沒有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口{While(1)//非零表示真，如果為真則執(zhí)行下面循環(huán)體的語句{P3_1=1;//給P3_1賦值1，引腳P3.1就能輸出高電平VCCP3_1=0;//給P3_1賦值0，引腳P3.1就能輸出低電平GND}//由于一直為真，所以不斷輸出高、低、高、低……，從而形成方波}將某引腳的輸入電平取反后，從另一個引腳輸出：(比如P0.4=NOT(P1.1))代碼#include//該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號化定義，其中包含P0.4和P1.1voidmain(void)//void表示沒有輸入?yún)?shù)，也沒有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口{P1_1=1;//初始化。P1.1作為輸入，必須輸出高電平While(1)//非零表示真，如果為真則執(zhí)行下面循環(huán)體的語句{if(P1_1==1)//讀取P1.1，就是認(rèn)為P1.1為輸入，如果P1.1輸入高電平VCC{P0_4=0;}//給P0_4賦值0，引腳P0.4就能輸出低電平GNDelse//否則P1.1輸入為低電平GND//{P0_4=0;}//給P0_4賦值0，引腳P0.4就能輸出低電平GND{P0_4=1;}//給P0_4賦值1，引腳P0.4就能輸出高電平VCC}//由于一直為真，所以不斷根據(jù)P1.1的輸入情況，改變P0.4的輸出電平}將某端口8個引腳輸入電平，低四位取反后，從另一個端口8個引腳輸出：(比如P2=NOT(P3))代碼#include//該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號化定義，其中包含P2和P3voidmain(void)//void表示沒有輸入?yún)?shù)，也沒有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口{P3=0xff;//初始化。P3作為輸入，必須輸出高電平，同時給P3口的8個引腳輸出高電平While(1)//非零表示真，如果為真則執(zhí)行下面循環(huán)體的語句{//取反的方法是異或1，而不取反的方法則是異或0P2=P3^0x0f//讀取P3，就是認(rèn)為P3為輸入，低四位異或者1，即取反，然后輸出}//由于一直為真，所以不斷將P3取反輸出到P2}注意：一個字節(jié)的8位D7、D6至D0，分別輸出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，則P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四個引腳都輸出低電平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四個引腳都輸出高電平。同樣，輸入一個端口P2，即是將P2.7、P2.6至P2.0，讀入到一個字節(jié)的8位D7、D6至D0。第一節(jié)：單數(shù)碼管按鍵顯示單片機(jī)最小系統(tǒng)的硬件原理接線圖：接電源：VCC(PIN40)、GND(PIN20)。加接退耦電容0.1uF接晶體：X1(PIN18)、X2(PIN19)。注意標(biāo)出晶體頻率(選用12MHz)，還有輔助電容30pF接復(fù)位：RES(PIN9)。接上電復(fù)位電路，以及手動復(fù)位電路，分析復(fù)位工作原理接配置：EA(PIN31)。說明原因。發(fā)光二極的控制：單片機(jī)I/O輸出將一發(fā)光二極管LED的`正極(陽極)接P1.1，LED的負(fù)極(陰極)接地GND。只要P1.1輸出高電平VCC，LED就正向?qū)?導(dǎo)通時LED上的壓降大于1V)，有電流流過LED，至發(fā)LED發(fā)亮。實(shí)際上由于P1.1高電平輸出電阻為10K，起到輸出限流的作用，所以流過LED的電流小于(5V-1V)/10K=0.4mA。只要P1.1輸出低電平GND，實(shí)際小于0.3V，LED就不能導(dǎo)通，結(jié)果LED不亮。開關(guān)雙鍵的輸入：輸入先輸出高一個按鍵KEY_ON接在P1.6與GND之間，另一個按鍵KEY_OFF接P1.7與GND之間，按KEY_ON后LED亮，按KEY_OFF后LED滅。同時按下LED半亮，LED保持后松開鍵的狀態(tài)，即ON亮OFF滅。代碼#include#defineLEDP1^1//用符號LED代替P1_1#defineKEY_ONP1^6//用符號KEY_ON代替P1_6#defineKEY_OFFP1^7//用符號KEY_OFF代替P1_7voidmain(void)//單片機(jī)復(fù)位后的執(zhí)行入口，void表示空，無輸入?yún)?shù)，無返回值{KEY_ON=1;//作為輸入，首先輸出高，接下KEY_ON，P1.6則接地為0，否則輸入為1KEY_OFF=1;//作為輸入，首先輸出高，接下KEY_OFF，P1.7則接地為0，否則輸入為1While(1)//永遠(yuǎn)為真，所以永遠(yuǎn)循環(huán)執(zhí)行如下括號內(nèi)所有語句{if(KEY_ON==0)LED=1;//是KEY_ON接下，所示P1.1輸出高，LED亮if(KEY_OFF==0)LED=0;//是KEY_OFF接下，所示P1.1輸出低，LED滅}//松開鍵后，都不給LED賦值，所以LED保持最后按鍵狀態(tài)。//同時按下時，LED不斷亮滅，各占一半時間，交替頻率很快，由于人眼慣性，看上去為半亮態(tài)}數(shù)碼管的接法和驅(qū)動原理一支七段數(shù)碼管實(shí)際由8個發(fā)光二極管構(gòu)成，其中7個組形構(gòu)成數(shù)字8的七段筆畫，所以稱為七段數(shù)碼管，而余下的1個發(fā)光二極管作為小數(shù)點(diǎn)。作為習(xí)慣，分別給8個發(fā)光二極管標(biāo)上記號：a,b,c,d,e,f,g,h。對應(yīng)8的頂上一畫，按順時針方向排，中間一畫為g，小數(shù)點(diǎn)為h。我們通常又將各二極與一個字節(jié)的8位對應(yīng)，a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7)，相應(yīng)8個發(fā)光二極管正好與單片機(jī)一個端口Pn的8個引腳連接，這樣單片機(jī)就可以通過引腳輸出高低電平控制8個發(fā)光二極的亮與滅，從而顯示各種數(shù)字和符號;對應(yīng)字節(jié)，引腳接法為：a(Pn.0)，b(Pn.1)，c(Pn.2)，d(Pn.3)，e(Pn.4)，f(Pn.5)，g(Pn.6)，h(Pn.7)。如果將8個發(fā)光二極管的負(fù)極(陰極)內(nèi)接在一起，作為數(shù)碼管的一個引腳，這種數(shù)碼管則被稱為共陰數(shù)碼管，共同的引腳則稱為共陰極，8個正極則為段極。否則，如果是將正極(陽極)內(nèi)接在一起引出的，則稱為共陽數(shù)碼管，共同的引腳則稱為共陽極，8個負(fù)極則為段極。以單支共陰數(shù)碼管為例，可將段極接到某端口Pn，共陰極接GND，則可編寫出對應(yīng)十六進(jìn)制碼的七段碼表字節(jié)數(shù)據(jù)如右圖：16鍵碼顯示的程序我們在P1端口接一支共陰數(shù)碼管SLED，在P2、P3端口接16個按鍵，分別編號為KEY_0、KEY_1到KEY_F，操作時只能按一個鍵，按鍵后SLED顯示對應(yīng)鍵編號。代碼#include#defineSLEDP1#defineKEY_0P2^0#defineKEY_1P2^1#defineKEY_2P2^2#defineKEY_3P2^3#defineKEY_4P2^4#defineKEY_5P2^5#defineKEY_6P2^6#defineKEY_7P2^7#defineKEY_8P3^0#defineKEY_9P3^1#defineKEY_AP3^2#defineKEY_BP3^3#defineKEY_CP3^4#defineKEY_DP3^5#defineKEY_EP3^6#defineKEY_FP3^7CodeunsignedcharSeg7Code[16]=//用十六進(jìn)數(shù)作為數(shù)組下標(biāo)，可直接取得對應(yīng)的七段編碼字節(jié)//0123456789AbCdEF{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};voidmain(void){unsignedchari=0;//作為數(shù)組下標(biāo)P2=0xff;//P2作為輸入，初始化輸出高P3=0xff;//P3作為輸入，初始化輸出高While(1){if(KEY_0==0)i=0;if(KEY_1==0)i=1;if(KEY_2==0)i=2;if(KEY_3==0)i=3;if(KEY_4==0)i=4;if(KEY_5==0)i=5;if(KEY_6==0)i=6;if(KEY_7==0)i=7;if(KEY_8==0)i=8;if(KEY_9==0)i=9;if(KEY_A==0)i=0xA;if(KEY_B==0)i=0xB;if(KEY_C==0)i=0xC;if(KEY_D==0)i=0xD;if(KEY_E==0)i=0xE;if(KEY_F==0)i=0xF;SLED=Seg7Code[i];//開始時顯示0，根據(jù)i取應(yīng)七段編碼}}第二節(jié)：雙數(shù)碼管可調(diào)秒表解：只要滿足題目要求，方法越簡單越好。由于單片機(jī)I/O資源足夠，所以雙數(shù)碼管可接成靜態(tài)顯示方式，兩個共陰數(shù)碼管分別接在P1(秒十位)和P2(秒個位)口，它們的共陰極都接地，安排兩個按鍵接在P3.2(十位數(shù)調(diào)整)和P3.3(個位數(shù)調(diào)整)上，為了方便計時，選用12MHz的晶體。為了達(dá)到精確計時，選用定時器方式2，每計數(shù)250重載一次，即250us，定義一整數(shù)變量計數(shù)重載次數(shù)，這樣計數(shù)4000次即為一秒。定義兩個字節(jié)變量S10和S1分別計算秒十位和秒個位。編得如下程序：代碼#includeCodeunsignedcharSeg7Code[16]=//用十六進(jìn)數(shù)作為數(shù)組下標(biāo)，可直接取得對應(yīng)的七段編碼字節(jié)//0123456789AbCdEF{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};voidmain(void){unsignedintus250=0;unsignedchars10=0;unsignedchars1=0;unsignedcharkey10=0;//記憶按鍵狀態(tài)，為1按下unsignedcharkey1=0;//記憶按鍵狀態(tài)，為1按下//初始化定時器Timer0TMOD=(TMOD&0xF0)|0x02;TH1=-250;//對于8位二進(jìn)數(shù)來說，-250=6，也就是加250次1時為256，即為0TR1=1;while(1){//----------循環(huán)1P1=Seg7Code[s10];//顯示秒十位P2=Seg7Code[s1];//顯示秒個位while(1){//----------循環(huán)2//計時處理if(TF0==1){TF0=0;if(++us250>=4000){us250=0;if(++s1>=10){s1=0;if(++s10>=6)s10=0;}break;//結(jié)束“循環(huán)2”，修改顯示}}//按十位鍵處理P3.2=1;//P3.2作為輸入，先要輸出高電平if(key10==1){//等松鍵if(P3.2==1)key10=0;}else{//未按鍵if(P3.2==0){key10=1;if(++s10>=6)s10=0;break;//結(jié)束“循環(huán)2”，修改顯示}}//按個位鍵處理P3.3=1;//P3.3作為輸入，先要輸出高電平if(key1==1)//等松鍵{if(P3.3==1)key1=0;}else{//未按鍵if(P3.3==0){key1=1;if(++s1>=10)s1=0;break;//結(jié)束“循環(huán)2”，修改顯示}}}//循環(huán)2’end}//循環(huán)1’end}//main’end第三節(jié)：十字路口交通燈如果一個單位時間為1秒，這里設(shè)定的十字路口交通燈按如下方式四個步驟循環(huán)工作：60個單位時間，南北紅，東西綠;10個單位時間，南北紅，東西黃;60個單位時間，南北綠，東西紅;10個單位時間，南北黃，東西紅;解：用P1端口的6個引腳控制交通燈，高電平燈亮，低電平燈滅。代碼#include//sbit用來定義一個符號位地址，方便編程，提高可讀性，和可移植性sbitSNRed=P1^0;//南北方向紅燈sbitSNYellow=P1^1;//南北方向黃燈sbitSNGreen=P1^2;//南北方向綠燈sbitEWRed=P1^3;//東西方向紅燈sbitEWYellow=P1^4;//東西方向黃燈sbitEWGreen=P1^5;//東西方向綠燈/*用軟件產(chǎn)生延時一個單位時間*/voidDelay1Unit(void){unsignedinti,j;for(i=0;i<1000;i++)for(j<0;j<1000;j++);//通過實(shí)測，調(diào)整j循環(huán)次數(shù),產(chǎn)生1ms延時//還可以通過生成匯編程序來計算指令周期數(shù)，結(jié)合晶體頻率來調(diào)整j循環(huán)次數(shù)，接近1ms}/*延時n個單位時間*/voidDelay(unsignedintn){for(;n!=0;n--)Delay1Unit();}voidmain(void){while(1){SNRed=0;SNYellow=0;SNGreen=1;EWRed=1;EWYellow=0;EWGreen=0;Delay(60);SNRed=0;SNYellow=1;SNGreen=0;EWRed=1;EWYellow=0;EWGreen=0;Delay(10);SNRed=1;SNYellow=0;SNGreen=0;EWRed=0;EWYellow=0;EWGreen=1;Delay(60);SNRed=1;SNYellow=0;SNGreen=0;EWRed=0;EWYellow=1;EWGreen=0;Delay(10);}}第四節(jié)：數(shù)碼管驅(qū)動顯示“12345678”P1端口接8聯(lián)共陰數(shù)碼管SLED8的段極：P1.7接段h,…，P1.0接段aP2端口接8聯(lián)共陰數(shù)碼管SLED8的段極：P2.7接左邊的共陰極，…，P2.0接右邊的共陰極方案說明：晶振頻率fosc=12MHz，數(shù)碼管采用動態(tài)刷新方式顯示，在1ms定時斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)代碼#includeunsignedcharDisBuf[8];//全局顯示緩沖區(qū)，DisBuf[0]對應(yīng)右SLED，DisBuf[7]對應(yīng)左SLED，voidDisplayBrush(void){codeunsignedcharcathode[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//陰極控制碼CodeunsignedcharSeg7Code[16]=//用十六進(jìn)數(shù)作為數(shù)組下標(biāo)，可直接