(1小时学会C语言51单片机)C语言入门教学教程.pdf

相信很多爱好电子的朋友,对单片机这个词应该都不会陌生了吧。不过有些朋友可能只听说他叫单片机，他的全称是什么也许并不太清楚，更不用说他的英文全称和简称了。单片机是一块在集成电路芯片上集成了一台有一定规模的微型计算机。简称为：单片微型计算机或单片机（Single Chip Computer)。单片机的应用到处可见，应用领域广泛，主要应用在智能仪表、实时控制、通信、家电等方面。不过这一切都没什么关系，因为我（当然也包括任何人）都是从不知道转变成知道的，再转变成精通的。现在我只想把我学习单片机的经历，详细地讲叙给大家听听，可能有些大虾会笑话我，想：那么简单的东西还在这里卖弄。但是你错了，我只是把我个人学习的经历讲述一遍而已，仅仅对那些想学习单片机，但又找不到好方法或者途径的朋友，提供一个帮助，使他们在学习过程中，尽量少走些弯路而已！首先，你必须有学习单片机的热情，不是说今天去图书馆看了一个下午关于单片机的书，而明天玩上半天，后天就不知道那个本书在讲什么东西了。还是先说说我吧，我从大二的第一个学期期末的时候才开始接触单片机，但在这之前，正如上面所说的：我知道有种芯片叫单片机，但是具体长成什么样子，却一点也不知道！看到这里很多朋友一定会忍不住发笑。嘿嘿，你可千万别笑，有些大四毕业的人也同样不知道单片机长成什么样子呢！而我对单片机的痴迷更是常人所不能想象的地步，大二的期末考试，我全放弃了复习，每当室友拿着书在埋头复习的时候，我却捧着自己从图书馆借的单片机书在那看，虽然有很多不懂，但是我还是坚持了下来，当时我就想过，为了单片机值不值得我这样去付出，或许这也是在一些三流学校的好处吧，考试挂科后，明年开学交上几十元一门的补考费，应该大部分都能过了。于是，我横下一条心，坚持看我的单片机书和资料。当你明白了单片机是这么一回事的时候，显而易见的问题出来了：我要选择那种语言为单片机编写程序呢？这个问题，困扰了我好久。具体选择 C51 还是 A51 呢？汇编在我们大二之前并没有开过课，虽然看着人家的讲解，很容易明白单片机的每一时刻的具体工作情况，但是一合上书或者资料，自己却什么也不知道了，根本不用说自己写程序了。于是，我最终还是决定学C51，毕竟 C51 和我们课上讲的 C 语言，有些类似，编程的思想可以说是相通的。而且 C51 还有更大的优点就是编写大程序时的优越性更不言而喻，当然在那时，我并没有想的那么深远，C51 的特点，还是在后来的实践过程中，渐渐体会到的！朋友如果你选择了 C51,那么请继续往下看,如果你选择了 A51,那么你可以不要看了!因为下面讲的全是 C 方面的,完全在浪费你的时间!呵呵 _第二，既然你想学好单片机，你必须得舍得花钱，如果不买些芯片回来自己动手焊焊拆拆的(但是在后期会介绍给大家一个很好用的硬件仿真软件,并不需要你用实验板和仿真器了,直接在你的PC上完成,但是软件毕竟是软件,从某个特定的意义上来说是并不能代替硬件的)，即使你每天捧着本书，把那本书翻烂，也永远学不会单片机的！刚接触单片机的朋友，看了资料，一定会对以下几个词见的比较多，但是具体的概念还是比较模糊，现作如下说明：（1）编程器 编程器是用来烧单片机芯片的，是把HEX 或者 BIN 文件烧到单片机 ROM 里的,供单片机运行的。（2）实验板 实验板是专为初学者根据某些要求而特做的板，一般上面就有一个单片机的最小系统，使用者只需写好程序，烧好芯片，放到上面加以验证的这么一个工具。有了实验板，对与初学者来说，省去了焊个最小系统的麻烦。但是对于电子开发人员来说，作用并不是很大（3）仿真器 仿真器是直接把 HEX 或者 BIN 文件暂时放在一个芯片里，再通过这个芯片的引脚连接到实验板或者系统上工作。这样以来，可以省去了来回插拔芯片带来的不必要麻烦。我一开始也不知道上面3 个的概念和作用,嘿嘿,原本想买个实验板(不想焊板,因为不可能为了点亮几个流水灯,而去焊个单片机的最小系统)的,可是结果,确和我想的正好相反,人家出售的是编程器。等货物寄到后，才知道自己搞错了！汗。嘿嘿。现在想想实在是又气又笑。我花了 160 大样买了个编程器（很不幸的是，这个编程器更本用不了，一烧芯片，芯片就烧坏了）把我给气的，这个编程器，现在还躺在我的抽屉里呢不过，现在想想，唯一让我觉得欣慰的是，那个老板每次能解答我的问题，连那种超级幼稚的问题，他也能不嫌麻烦地尽量帮我解答！这点让我很感动！第三，想学单片机的必需品-PC。因为写程序，编译或者是仿真都是通过 PC 完成的。如果没有 PC，什么也做不了！有了 PC 最好还要可以上网，因为如果你没有可以和你交流单片机的人，遇到自己解决不了的问题，一直都想不通，那么估计你学习单片机的热情就会随着时间的推移而慢慢耗尽。如果你能上网通过论坛或者QQ 群，问题就很快得到解决。这样的学习效率一定很高！真正的高手是从论坛中泡出来的！有了上述 3 个条件后，你就可以开始学你的单片机了。但是，真的做起来并没有我所说的那么简单。你一定会遇到很多很多的问题。比如为了让单片机实现某个功能，你可能不知道怎么去写某个程序。或是你看懂了资料上某个相似的程序，你自己却写不出来。遇到类似的情况，记住：千万不要急噪，就行！（二）说了这么多了，相信你也看了很多资料了，手头应该也有必备的工具了吧！（不要忘了上面讲过几个条件的哦）。那个单片机究竟有什么功能和作用呢？先不要着急！接下来让我们点亮一个LED（搞电子的应该知道 LED 是什么吧_）我们在单片机最小系统上接个 LED,看我们能否点亮它!对了,上面也有好几次提到过单片机最小系统了，所谓单片机最小系统就是在单片机上接上最少的外围电路元件让单片机工作。一般只须连接晶体、VCC、GND、RST即可，一般情况下，AT89C51 的 31 脚须接高电平。#include装软件，这个应该不用再讲了吧！2.安装完后，启动 KEIL 软件左击 Project-NewProject-输入文件名-选择我们所以使用的芯片（这里我们一般用到Atmel 的AT89C51 或 AT89C2051，点确定。3.点 File-New-输入我们编写的程序，保存为.C 文件。（一般情况下，我们保存的文件名和前面的工程名一样。）4.展开Target 1-右击Source Group 1-Add Files to Group Source Group 1-选择刚才保存的.C 文件点击 ADD 后，关闭对话框。这样.C 文件就被加到了 Source Group 1 下。5.右击 Target 1-Options for Target 1-Target中填写晶体的大小，Output 中，在 Create HEXFiles 前打上钩，点确定。6.点 Project-Rebuild All Traget Files，若提示creating hex file from XXX.XXX-0 Error(s),0 Waring(s).表示编译和生成 HEX 文件成功！接下来的就是把HEX 文件烧到单片机中，或是仿真器上，看是否达到预先的目的！嘿嘿！现在是否自己好有成就感了，如果让你去做个流水彩灯，开发一个简单的产品，只要加上驱动电路，就可以做出漂亮的流动彩灯了！到现在为止，你应该知道单片机的功能有多强大了吧，如果单纯的用数字电路或模拟电路的知识去设计一个流动彩灯，可能要花点工夫和时间才行，有了单片机，那就不一样了，你只要写程序控制他就行！有人说过这样一句话，也并不无道理的，学单片机，程序思想很重要！（四）呵呵，朋友！相信你的流水灯也做的不错了吧，现在能玩出几种花样了？你可能会说，只要你想得到，想怎么流就怎么流！呵呵，是的。但是工程师们设计这么一个单片机，并不是只为了让它做流水灯的，那样也太浪费点了吧._学过数字电路的朋友，一定动手做过8 路或者 6 路的抢答器。用纯粹的数字电路知识来做，自己设计电路，感到比较困难！抢答器上用的显示器多为 7 段数码管，这里我们来讲讲，如何用单片机让数码管显示0-9。抢答器的实现，我们放到后面再来探讨，因为抢答器还涉及了键盘的内容。8 段数码管分为共阴和共阳两种。8 段数码管是由 8 个 LED 组成（还包括一个小数点）。若为共阳，则 8 个 LED 的阳级是连接在一起的，同理若 为 共 阴，则 阴 极 连 接 在 一 起。8个LED对 应 的 标 号 如 下：(0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;dpd一般情况下，为了计算或取码的方便，我们把a-dp 依次接到单片机某个口上的上。x 表示 0，1，2，3 其中的一个。这样我们只要给某个口，赋一个值，则相应的 LED 段就被点亮，但是在硬件连接上要注意了：单片机可能不能直接驱动 LED，所以我们可以通过控制三级管的导通或截止，来控制 LED 的亮与灭！如果我们把共阴的数码管的 a-dp 依次接到单片机的上，注意：P0 口需接上拉电阻。何为上拉电阻，简单的说，就是把电平拉高，以提高驱动能力。那么比如：P0=0X3F；则显示为数字 0。因为0X3F 即为 2 进制的0011 1111 我们低位往高位数，依次为1111 1100，其 I/O 的电平分别为高、高、高、高、高、高、低、低，即对应的 a-dp 为亮、亮、亮、亮、亮、亮、灭、灭，由上图我们可以看出g 和 dp 段不亮其他段均亮，即为我们所看到的数字 0 字样。其他的数字或字符，也同理可以得到。但是有些朋友就会问，那我们每取一个字模，岂不是很麻烦？还有自己考虑高低电平什么的？-呵呵，其实网上有很多 LED 取模软件，如果有一定计算机编程语言的朋友，也可以试着自己写个取模的程序，让计算机为我们计算，诸如上述0X3F 的数值。#includevoid Delay(unsigned char a)unsigned char i;while(-a!=0)for(i=0;i 125;i+);void main(void)P0=0X3F;.难道错了？嘿嘿，问你个问题？黑夜里，拿着一支烟，在你面前快速的晃动，你会发现什么样的现象？是不是原本不连续的点变成了一条看上去连续的曲线或者直线！再回过头来，仔细想想我们的数码管！原理是一样的，你可别忘了，我们的单片机可是一个计算机哦，计算机的运算速度，大家可想而知吧！这里再说说 51 单片机的机器周期和时钟周期等概念。所谓机器周期就是访问一次存储器的时间。而 1 个机器周期包括 12 个时钟周期。如果单片机工作在 12M 晶体下，那么一个时钟周期为：1/12 微妙。一个机器周期12*1/12=1 微妙。如果晶体为 6M，时钟周期和机器周期各是多少呢？在汇编中，我们还要关心，指令执行的机器周期长短不一，有1 个周期、2 个周期和 4 个周期等。说着说着，跑了这么远了.还是回到原来的话题，如果我们把位选的P2也看作上面的“烟”一划而过，那么我们看到的是不是6 个一起亮或一起灭了！_ 哈哈，原来如此.记住，在任何某一时刻，有且只有一个数码管能发光。如果你能把这句话理解了，你是真明白我的意思了！朋友，现在给你个任务，让 6 个数码管分别显示 1、2、3、4、5、6。看你自己可以搞定不？你自己先试着写写看咯.#includevoid Delay(unsigned char a)unsigned char i;while(-a!=0)for(i=0;i 125;i+);void main(void)while(1)P0=0 x06;.怎么一直显示 12：00：00，难道是时钟没有启动？还是，另外的原因呢？哦，原来是 3 个变量sec,min,hour 初始化后，其值一直没有改变！那我们怎么样才能让他改变数值呢？有的朋友一定会这么认为：让秒个位延时1 秒，后加 1，而秒十位延时 10 秒后，再加 1，一直加到 6，分个位加 1，依次类推.这样的想法是不错，但是朋友你有没有想过C 语言的一般延时（除非你把他放到中断里）极不精确！这样累计下来，一天24 小时的误差，肯定很大很大，我曾经也用延时的方法写过时钟，1 个小时误差 8 秒，那是个什么概念！一天 24 小时就要 24*8=192，约为 3 分钟，一个月就是 10 分钟.有没有其他的方法可以改进些呢？有！这里就要涉及到单片机中另一个比较重要的核心部分：单片机的中断和定时器的运用！想写出比较精确（这里说的只的相对前面的做法而言比较精确而已，如果要做更加精确的时钟，用时钟芯片比较好点，常用的有 DS12887 和 DS1302 等）的时钟程序，就一定要调用中断和定时器。还是大家先看看教材和书吧，毕竟人家出的书，肯定比我要写的系统多了，下面我们再来简单的讲讲！（六）什么是中断呢？讲个比较通俗的例子：比如你正在家中看电视，突然电话响了，你的第一反应是什么？是不是先跑过去接电话！接完电话后，继续看电视。这就是个中断的例子，中断是由电话引起了，你跑过去就是响应中断，接电话就是中断的处理！接完电话后，接续看电视，即恢复中断，等待下个中断的到来！但是这个好象和单片机没什么联系呀？有的朋友或许会这样疑问。是的。单片机当然不会看电视了，也不会接电话了！_ 但是，类比一下：比如单片机正在执行某个任务，突然要有更重要的事件，要求单片机响应，单片机就会应答响应，去执行更为重要的任务（中断处理），原来的任务就继续等待（现场的保护）。执行完更重要的任务后，回到中断的入口处，继续执行原来的任务（现场中断的恢复）。51 系列的单片机共有 5 个中断源，分别为：外中断 0、定时器 T0 中断、外中断 1、定时器 T1 中断、串口中断。或许，有些朋友已经大概领会了其中的意思，有些朋友还迷迷糊糊。不过不要紧，我们继续往下看，下面我们来讲讲单片机的定时器是什么？如何工作的？定时器，大家从字面上就可以看出其大概的意思吧？简单的说：就是起定时作用！也就是让单片机计数。定时器分为：方式0 方式 1、方式 2 和方式 3 等 4 种工作方式。有些朋友一定会问：定时器如何启动？风扇的定时器，相信大家一定都用过吧！但是单片机的定时器，该如何启动呢？总不该也用手一拧定时器吧!_ 当然不是，我们只要给单片机一些指令，就可以启动定时器了！下面我们就定时器0，来说说怎么启动定时器 0。TMOD=0X01;字/*/void Delay(unsigned char a)扫描法相同，把列线置低电平，行置高，读行状态2.与 1 相反，把行置低，列置高，读列状态3.若有键按下，则为2 次所读状态的结果即为键所在的位置，这样2 次输出和 2 次读入可以完成键的识别！子函数如下：unsigned char key_vscan(void)unsigned char row,col;P1=0 xF0;row=P1&0 xF0;row=row&0 xF0;P1=0 x0F;col=P1&0 x0F;col=col&0 x0F;return(key_val(row|col);下面我们再来介绍介绍一键多能的程序，即按下一个键，可以执行不同的命令！void main(void)unsigned char b=0;while(1)if(P1_0=0)Delay(10);if(P1_0=0)b+;if(b=N).add your code here!（八）.add your code here.进入第 1 个 if 判断语句后，就进入了Delay(10);再看 Delay 函数，完全让CPU 执行（；空语句），所以在做大的产品或者代码时，这个是非常耗费单片机内部资源的。有什么办法吗？呵呵，那是肯定的。解决方法大致有如下2 种：1.将延时函数放在中断中，在中断里查询延时的标志位。/*不仅仅用于键盘识别,亦可以用于其他的延时代码，见 EX1*/2.直接在中断中查询按键的标志位.add your other code hereDelay 函数具体延时多长时间，就要看你设定的 T0 定时器中断和 Delaytime 的乘积，比如你的定时器中断为 50MS，Delaytime 为 20 的话，那么 50MS*20=1S。EX2：#define Press_key=P2 7;.add your other code here.old_value=new_value;void Timer0_interrupt(void)interrupt 1 using 2P_key();.add your other code当然在实际过程当中，并不是如此简单简洁的，还希望大家能够举一反三哦._。（九）写了这么多了，大家也看了这么多了，感觉怎么样？大家也觉得不难吧。其实51 也就那么简单，真的很希望大家看完这篇文字以后，很自信的说，51 单片机也已经入门。这是对我写怎么多文字最好的回答。时隔 13 个月之久再来继续写这些东西，没有以前的激_情和热情，所以就草草了事结尾，希望大家不要在背地里骂我哦,_。当然以上讲的只是最简单的一些东西，单片机的功能非常之强大，只要你能想得到，就一定可以用单片机来实现的。当然单片机和外部其他的芯片还有很多，比如数字温度传感器DS18B20，实时时钟芯片DS1302，还有比如访问AT24CXX的 EEPROM 存储器等，更多的电路，还要靠大家在平时的学习过程当中，慢慢掌握。