51单片机C语言编程基础及实例(共31页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上基础知识：51单片机编程基础单片机的外部结构：1. DIP40双列直插； 2. P0，P1，P2，P3四个8位准双向I/O引脚；（作为I/O输入时，要先输出高电平） 3. 电源VCC（PIN40）和地线GND（PIN20）； 4. 高电平复位RESET（PIN9）；（10uF电容接VCC与RESET，即可实现上电复位） 5. 内置振荡电路，外部只要接晶体至X1（PIN18）和X0（PIN19）；（频率为主频的12倍） 6. 程序配置EA（PIN31）接高电平VCC；（运行单片机内部ROM中的程序） 7. P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1 单片机内部I/O部件：(所为学习单片机，实际上就是编程控制以下I/O部件，完成指定任务)1. 四个8位通用I/O端口，对应引脚P0、P1、P2和P3； 2. 两个16位定时计数器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1） 3. 一个串行通信接口；（SCON，SBUF） 4. 一个中断控制器；（IE，IP） 针对AT89C52单片机，头文件AT89x52.h给出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定义。C语言编程基础：1. 十六进制表示字节0x5a：二进制为B；0x6E为。 2. 如果将一个16位二进数赋给一个8位的字节变量，则自动截断为低8位，而丢掉高8位。 3. +var表示对变量var先增一；var表示对变量后减一。 4. x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f; 5. TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示给变量TMOD的低四位赋值0x5，而不改变TMOD的高四位。 6. While( 1 ); 表示无限执行该语句，即死循环。语句后的分号表示空循环体，也就是; 在某引脚输出高电平的编程方法：（比如P1.3（PIN4）引脚）代码1. #include <AT89x52.h> /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P1.3 2. void main( void ) /void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 3. 4. P1_3 = 1; /给P1_3赋值1，引脚P1.3就能输出高电平VCC 5. While( 1 ); /死循环，相当 LOOP: goto LOOP; 6. 注意：P0的每个引脚要输出高电平时，必须外接上拉电阻（如4K7）至VCC电源。在某引脚输出低电平的编程方法：（比如P2.7引脚）代码1. #include <AT89x52.h> /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2.7 2. void main( void ) /void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 3. 4. P2_7 = 0; /给P2_7赋值0，引脚P2.7就能输出低电平GND 5. While( 1 ); /死循环，相当 LOOP: goto LOOP; 6. 在某引脚输出方波编程方法：（比如P3.1引脚）代码1. #include <AT89x52.h> /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P3.1 2. void main( void ) /void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 3. 4. While( 1 ) /非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句 5. 6. P3_1 = 1; /给P3_1赋值1，引脚P3.1就能输出高电平VCC 7. P3_1 = 0; /给P3_1赋值0，引脚P3.1就能输出低电平GND 8. /由于一直为真，所以不断输出高、低、高、低，从而形成方波 9. 将某引脚的输入电平取反后，从另一个引脚输出：（ 比如 P0.4 = NOT( P1.1) ）代码1. #include <AT89x52.h> /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P0.4和P1.1 2. void main( void ) /void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 3. 4. P1_1 = 1; /初始化。P1.1作为输入，必须输出高电平 5. While( 1 ) /非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句 6. 7. if( P1_1 = 1 ) /读取P1.1，就是认为P1.1为输入，如果P1.1输入高电平VCC 8. P0_4 = 0; /给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND 9. else /否则P1.1输入为低电平GND 10. / P0_4 = 0; /给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND 11. P0_4 = 1; /给P0_4赋值1，引脚P0.4就能输出高电平VCC 12. /由于一直为真，所以不断根据P1.1的输入情况，改变P0.4的输出电平 13. 将某端口8个引脚输入电平，低四位取反后，从另一个端口8个引脚输出：（ 比如 P2 = NOT( P3 ) ）代码1. #include <AT89x52.h> /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2和P3 2. void main( void ) /void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 3. 4. P3 = 0xff; /初始化。P3作为输入，必须输出高电平，同时给P3口的8个引脚输出高电平 5. While( 1 ) /非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句 6. /取反的方法是异或1，而不取反的方法则是异或0 7. P2 = P30x0f /读取P3，就是认为P3为输入，低四位异或者1，即取反，然后输出 8. /由于一直为真，所以不断将P3取反输出到P2 9. 注意：一个字节的8位D7、D6至D0，分别输出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，则P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四个引脚都输出低电平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四个引脚都输出高电平。同样，输入一个端口P2，即是将P2.7、P2.6至P2.0，读入到一个字节的8位D7、D6至D0。共9页: 上一页 1 第一节：单数码管按键显示单片机最小系统的硬件原理接线图： 1. 接电源：VCC（PIN40）、GND（PIN20）。加接退耦电容0.1uF 2. 接晶体：X1（PIN18）、X2（PIN19）。注意标出晶体频率（选用12MHz），还有辅助电容30pF 3. 接复位：RES（PIN9）。接上电复位电路，以及手动复位电路，分析复位工作原理 4. 接配置：EA（PIN31）。说明原因。 发光二极的控制：单片机I/O输出将一发光二极管LED的正极（阳极）接P1.1，LED的负极（阴极）接地GND。只要P1.1输出高电平VCC，LED就正向导通（导通时LED上的压降大于1V），有电流流过LED，至发LED发亮。实际上由于P1.1高电平输出电阻为10K，起到输出限流的作用，所以流过LED的电流小于（5V-1V）/10K = 0.4mA。只要P1.1输出低电平GND，实际小于0.3V，LED就不能导通，结果LED不亮。开关双键的输入：输入先输出高一个按键KEY_ON接在P1.6与GND之间，另一个按键KEY_OFF接P1.7与GND之间，按KEY_ON后LED亮，按KEY_OFF后LED灭。同时按下LED半亮，LED保持后松开键的状态，即ON亮OFF灭。代码1. #include <at89x52.h> 2. #define LED P11 /用符号LED代替P1_1 3. #define KEY_ON P16 /用符号KEY_ON代替P1_6 4. #define KEY_OFF P17 /用符号KEY_OFF代替P1_7 5. void main( void ) /单片机复位后的执行入口，void表示空，无输入参数，无返回值 6. 7. KEY_ON = 1; /作为输入，首先输出高，接下KEY_ON，P1.6则接地为0，否则输入为1 8. KEY_OFF = 1; /作为输入，首先输出高，接下KEY_OFF，P1.7则接地为0，否则输入为1 9. While( 1 ) /永远为真，所以永远循环执行如下括号内所有语句 10. 11. if( KEY_ON=0 ) LED=1; /是KEY_ON接下，所示P1.1输出高，LED亮 12. if( KEY_OFF=0 ) LED=0; /是KEY_OFF接下，所示P1.1输出低，LED灭 13. /松开键后，都不给LED赋值，所以LED保持最后按键状态。 14. /同时按下时，LED不断亮灭，各占一半时间，交替频率很快，由于人眼惯性，看上去为半亮态 15. 数码管的接法和驱动原理 一支七段数码管实际由8个发光二极管构成，其中7个组形构成数字8的七段笔画，所以称为七段数码管，而余下的1个发光二极管作为小数点。作为习惯，分别给8个发光二极管标上记号：a,b,c,d,e,f,g,h。对应8的顶上一画，按顺时针方向排，中间一画为g，小数点为h。 我们通常又将各二极与一个字节的8位对应，a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7)，相应8个发光二极管正好与单片机一个端口Pn的8个引脚连接，这样单片机就可以通过引脚输出高低电平控制8个发光二极的亮与灭，从而显示各种数字和符号；对应字节，引脚接法为：a(Pn.0)，b(Pn.1)，c(Pn.2)，d(Pn.3)，e(Pn.4)，f(Pn.5)，g(Pn.6)，h(Pn.7)。 如果将8个发光二极管的负极（阴极）内接在一起，作为数码管的一个引脚，这种数码管则被称为共阴数码管，共同的引脚则称为共阴极，8个正极则为段极。否则，如果是将正极（阳极）内接在一起引出的，则称为共阳数码管，共同的引脚则称为共阳极，8个负极则为段极。 以单支共阴数码管为例，可将段极接到某端口Pn，共阴极接GND，则可编写出对应十六进制码的七段码表字节数据如右图： 16键码显示的程序我们在P1端口接一支共阴数码管SLED，在P2、P3端口接16个按键，分别编号为KEY_0、KEY_1到KEY_F，操作时只能按一个键，按键后SLED显示对应键编号。代码1. #include <at89x52.h> 2. #define SLED P1 3. #define KEY_0 P20 4. #define KEY_1 P21 5. #define KEY_2 P22 6. #define KEY_3 P23 7. #define KEY_4 P24 8. #define KEY_5 P25 9. #define KEY_6 P26 10. #define KEY_7 P27 11. #define KEY_8 P30 12. #define KEY_9 P31 13. #define KEY_A P32 14. #define KEY_B P33 15. #define KEY_C P34 16. #define KEY_D P35 17. #define KEY_E P36 18. #define KEY_F P37 19. Code unsigned char Seg7Code16= /用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节 20. / 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F 21. 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71; 22. void main( void ) 23. 24. unsigned char i=0; /作为数组下标 25. P2 = 0xff; /P2作为输入，初始化输出高 26. P3 = 0xff; /P3作为输入，初始化输出高 27. While( 1 ) 28. 29. if( KEY_0 = 0 ) i=0; if( KEY_1 = 0 ) i=1; 30. if( KEY_2 = 0 ) i=2; if( KEY_3 = 0 ) i=3; 31. if( KEY_4 = 0 ) i=4; if( KEY_5 = 0 ) i=5; 32. if( KEY_6 = 0 ) i=6; if( KEY_7 = 0 ) i=7; 33. if( KEY_8 = 0 ) i=8; if( KEY_9 = 0 ) i=9; 34. if( KEY_A = 0 ) i=0xA; if( KEY_B = 0 ) i=0xB; 35. if( KEY_C = 0 ) i=0xC; if( KEY_D = 0 ) i=0xD; 36. if( KEY_E = 0 ) i=0xE; if( KEY_F = 0 ) i=0xF; 37. SLED = Seg7Code i /开始时显示0，根据i取应七段编码 38. 39. 共9页: 2 第二节：双数码管可调秒表解：只要满足题目要求，方法越简单越好。由于单片机I/O资源足够，所以双数码管可接成静态显示方式，两个共阴数码管分别接在P1（秒十位）和P2（秒个位）口，它们的共阴极都接地，安排两个按键接在P3.2（十位数调整）和P3.3（个位数调整）上，为了方便计时，选用12MHz的晶体。为了达到精确计时，选用定时器方式2，每计数250重载一次，即250us，定义一整数变量计数重载次数，这样计数4000次即为一秒。定义两个字节变量S10和S1分别计算秒十位和秒个位。编得如下程序：代码1. #include <at89x52.h> 2. Code unsigned char Seg7Code16= /用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节 3. / 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F 4. 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71; 5. void main( void ) 6. 7. unsigned int us250 = 0; 8. unsigned char s10 = 0; 9. unsigned char s1 = 0; 10. unsigned char key10 = 0; /记忆按键状态，为1按下 11. unsigned char key1 = 0; /记忆按键状态，为1按下 12. /初始化定时器 Timer0 13. TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02; 14. TH1 = -250; /对于8位二进数来说，-250=6，也就是加250次1时为256，即为0 15. TR1 = 1; 16. while(1) /-循环1 17. P1 = Seg7Code s10 /显示秒十位 18. P2 = Seg7Code s1 /显示秒个位 19. while( 1 ) /-循环2 20. /计时处理 21. if( TF0 = 1 ) 22. TF0 = 0; 23. if( +us250 >= 4000 ) 24. us250 = 0; 25. if( +s1 >= 10 ) 26. s1 = 0; 27. if( +s10 >= 6 ) s10 = 0; 28. 29. break; /结束“循环2”，修改显示 30. 31. 32. /按十位键处理 33. P3.2 = 1; /P3.2作为输入，先要输出高电平 34. if( key10 = 1 ) /等松键 35. if( P3.2 = 1 ) key10=0; 36. 37. else /未按键 38. if( P3.2 = 0 ) 39. key10 = 1; 40. if( +s10 >= 6 ) s10 = 0; 41. break; /结束“循环2”，修改显示 42. 43. 44. /按个位键处理 45. P3.3 = 1; /P3.3作为输入，先要输出高电平 46. if( key1 = 1 ) /等松键 47. if( P3.3 = 1 ) key1=0; 48. else /未按键 49. if( P3.3 = 0 ) key1 = 1; 50. if( +s1 >= 10 ) s1 = 0; 51. break; /结束“循环2”，修改显示 52. 53. 54. /循环2end 55. /循环1end 56. /mainend 共9页: 3 第三节：十字路口交通灯如果一个单位时间为1秒，这里设定的十字路口交通灯按如下方式四个步骤循环工作： 60个单位时间，南北红，东西绿；l 10个单位时间，南北红，东西黄；l 60个单位时间，南北绿，东西红；l 10个单位时间，南北黄，东西红；l解：用P1端口的6个引脚控制交通灯，高电平灯亮，低电平灯灭。代码1. #include <at89x52.h> 2. /sbit用来定义一个符号位地址，方便编程，提高可读性，和可移植性 3. sbit SNRed =P10; /南北方向红灯 4. sbit SNYellow =P11; /南北方向黄灯 5. sbit SNGreen =P12; /南北方向绿灯 6. sbit EWRed =P13; /东西方向红灯 7. sbit EWYellow =P14; /东西方向黄灯 8. sbit EWGreen =P15; /东西方向绿灯 9. /* 用软件产生延时一个单位时间 */ 10. void Delay1Unit( void ) 11. 12. unsigned int i, j; 13. for( i=0; i<1000; i+ ) 14. for( j<0; j<1000; j+ ); /通过实测，调整j循环次数,产生1ms延时 15. /还可以通过生成汇编程序来计算指令周期数，结合晶体频率来调整j循环次数，接近1ms 16. 17. /* 延时n个单位时间 */ 18. void Delay( unsigned int n ) for( n!=0; n- ) Delay1Unit(); 19. void main( void ) 20. 21. while( 1 ) 22. 23. SNRed=0; SNYellow=0; SNGreen=1; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; Delay( 60 ); 24. SNRed=0; SNYellow=1; SNGreen=0; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; Delay( 10 ); 25. SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=0; EWGreen=1; Delay( 60 ); 26. SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=1; EWGreen=0; Delay( 10 ); 27. 28. 共9页: 4 第四节：数码管驱动显示“”P1端口接8联共阴数码管SLED8的段极：P1.7接段h,，P1.0接段aP2端口接8联共阴数码管SLED8的段极：P2.7接左边的共阴极，P2.0接右边的共阴极方案说明：晶振频率fosc=12MHz，数码管采用动态刷新方式显示，在1ms定时断服务程序中实现代码1. #include <at89x92.h> 2. unsigned char DisBuf8; /全局显示缓冲区，DisBuf0对应右SLED，DisBuf7对应左SLED， 3. void DisplayBrush( void ) 4. code unsigned char cathode8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; /阴极控制码 5. Code unsigned char Seg7Code16= /用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节 6. 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; 7. static unsigned char i=0; / （0i7） 循环刷新显示，由于是静态变量，此赋值只做一次。 8. P2 = 0xff; /显示消隐，以免下一段码值显示在前一支SLED 9. P1 = Seg7Code DisBufi /从显示缓冲区取出原始数据，查表变为七段码后送出显示 10. P2 = cathode i /将对应阴极置低，显示 11. if( +i >= 8 ) i=0; /指向下一个数码管和相应数据 12. 13. void Timer0IntRoute( void ) interrupt 1 14. 15. TL0 = -1000; /由于TL0只有8bits，所以将（-1000）低8位赋给TL0 16. TH0 = (-1000)>>8; /取（-1000）的高8位赋给TH0，重新定时1ms 17. DisplayBrush(); 18. 19. void Timer0Init( void ) 20. TMOD=(TMOD & 0xf0) | 0x01; /初始化，定时器T0，工作方式1 21. TL0 = -1000； /定时1ms 22. TH0 = (-1000)>>8; 23. TR0 = 1; /允许T0开始计数 24. ET0 = 1; /允许T0计数溢出时产生中断请求 25. 26. void Display( unsigned char index, unsigned char dataValue ) DisBuf index = dataValue; 27. void main( void ) 28. 29. unsigned char i; 30. for( i=0; i<8; i+ ) Display(i, 8-i); /DisBuf0为右，DisBuf7为左 31. Timer0Init(); 32. EA = 1； /允许CPU响应中断请求 33. While(1); 34. 共9页: 5 第五节：键盘驱动指提供一些函数给任务调用，获取按键信息，或读取按键值。定义一个头文档 <KEY.H>，描述可用函数，如下：代码1. #ifndef _KEY_H_ /防止重复引用该文档，如果没有定义过符号 _KEY_H_，则编译下面语句 2. #define _KEY_H_ /只要引用过一次，即 #include <key.h>，则定义符号 _KEY_H_ 3. unsigned char keyHit( void ); /如果按键，则返回非，否则返回 4. unsigned char keyGet( void ); /读取按键值，如果没有按键则等待到按键为止 5. void keyPut( unsigned char ucKeyVal ); /保存按键值ucKeyVal到按键缓冲队列末 6. void keyBack( unsigned char ucKeyVal ); /退回键值ucKeyVal到按键缓冲队列首 7. #endif 定义函数体文档 KEY.C，如下：代码1. #include “key.h” 2. #define KeyBufSize 16 /定义按键缓冲队列字节数 3. unsigned char KeyBuf KeyBufSize /定义一个无符号字符数组作为按键缓冲队列。该队列为先进 4. /先出，循环存取，下标从到 KeyBufSize-1 5. unsigned char KeyBufWp=0; /作为数组下标变量，记录存入位置 6. unsigned char KeyBufRp=0; /作为数组下标变量，记录读出位置 7. /如果存入位置与读出位置相同，则表明队列中无按键数据 8. unsigned char keyHit( void ) 9. if( KeyBufWp = KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); 10. 11. unsigned char keyGet( void ) 12. unsigned char retVal; /暂存读出键值 13. while( keyHit()=0 ); /等待按键，因为函数keyHit()的返回值为 0 表示无按键 14. retVal = KeyBuf KeyBufRp /从数组中读出键值 15. if( +KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0; /读位置加，超出队列则循环回初始位置 16. return( retVal ); 17. 18. 19. void keyPut( unsigned char ucKeyVal ) 20. KeyBuf KeyBufWp = ucKeyVal; /键值存入数组 21. if( +KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0; /存入位置加，超出队列则循环回初始位置 22. 23. /* 24. 由于某种原因，读出的按键，没有用，但其它任务要用该按键，但传送又不方便。此时可以退回按键队列。就如取错了信件，有必要退回一样 25. */ 26. void keyBack( unsigned char ucKeyVal ) 27. 28. /* 29. 如果KeyBufRp=0; 减1后则为FFH，大于KeyBufSize，即从数组头退回到数组尾。或者由于干扰使得KeyBufRp超出队列位置，也要调整回到正常位置， 30. */ 31. if( -KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1; 32. KeyBuf KeyBufRp = ucKeyVal; /回存键值 33. 下面渐进讲解键盘物理层的驱动。电路共同点：P2端口接一共阴数码管，共阴极接GND，P2.0接a段、P2.1接b段、P2.7接h段。软件共同点：code unsigned char Seg7Code10 是七段数码管共阴编码表。Code unsigned char Seg7Code16=/ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71;例一：P1.0接一按键到GND，键编号为，显示按键。代码1. #include <at89x52.h> 2. #include “KEY.H” 3. void main( void ) 4. P1_0 = 1; /作为输入引脚，必须先输出高电平 5. while( 1 ) /永远为真，即死循环 6. if( P1_0 = 0 ) /如果按键，则为低电平 7. keyPut( 6 ); /保存按键编号值为按键队列 8. while( P1_0 = 0 ); /如果一直按着键，则不停地执行该循环，实际是等待松键 9. 10. if( keyHit() != 0 ) /如果队列中有按键 11. P2=Seg7Code keyGet() /从队列中取出按键值，并显示在数码管上 12. 13. 例二：在例一中考虑按键20ms抖动问题。代码1. #include <at89x52.h> 2. #include “KEY.H” 3. void main( void ) 4. P1_0 = 1; /作为输入引脚，必须先输出高电平 5. while( 1 ) /永远为真，即死循环 6. if( P1_0 = 0 ) /如果按键，则为低电平 7. delay20ms(); /延时20ms，跳过接下抖动 8. keyPut( 6 ); /保存按键编号值为按键队列 9. while( P1_0 = 0 ); /如果一直按着键，则不停地执行该循环，实际是等待松键 10. delay20ms(); /延时20ms，跳过松开抖动 11. 12. if( keyHit() != 0 ) /如果队列中有按键 13. P2=Seg7Code keyGet() /从队列中取出按键值，并显示在数码管上 14. 15. 例三：在例二中考虑干扰问题。即小于20ms的负脉冲干扰。代码1. #include <at89x52.h> 2. #include “KEY.H” 3. void main( void ) 4. P1_0 = 1; /作为输入引脚，必须先输出高电平 5. while( 1 ) /永远为真，即死循环 6. if( P1_0 = 0 ) /如果按键，则为低电平 7. delay20ms(); /延时20ms，跳过接下抖动 8. if( P1_
