单片机C语言学习好资料.doc

前言2基础知识：单片机编程基础2第一节：单数码管按键显示4第二节：双数码管可调秒表6第三节：十字路口交通灯6第四节：数码管驱动7第五节：键盘驱动8第六节：低频频率计14第七节：电子表17第八节：串行口应用17基础知识：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。教科书的160页给出了针对MCS51系列单片机的C语言扩展变量类型。C语言编程基础：1、 十六进制表示字节0x5a：二进制为01011010B；0x6E为01101110。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;for ；在某引脚输出高电平的编程方法：（比如P1.3（PIN4）引脚）#include /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P1.3void 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P1_3 = 1;/给P1_3赋值1，引脚P1.3就能输出高电平VCCWhile( 1 );/死循环，相当 LOOP: goto LOOP;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）#include /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2.7void 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P2_7 = 0;/给P2_7赋值0，引脚P2.7就能输出低电平GNDWhile( 1 );/死循环，相当 LOOP: goto LOOP;在某引脚输出方波编程方法：（比如P3.1引脚）#include /该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P3.1void 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While( 1 )/非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句P3_1 = 1;/给P3_1赋值1，引脚P3.1就能输出高电平VCCP3_1 = 0;/给P3_1赋值0，引脚P3.1就能输出低电平GND/由于一直为真，所以不断输出高、低、高、低，从而形成方波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) ）#include /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P1.1void 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P1_1 = 1;/初始化。P1.1作为输入，必须输出高电平While( 1 )/非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句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VCCP0_4 = 0;/给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GNDelse/否则P1.1输入为低电平GND/P0_4 = 0;/给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GNDP0_4 = 1;/给P0_4赋值1，引脚P0.4就能输出高电平VCC/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 ) ）#include /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P3void 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While( 1 )/非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句/取反的方法是异或1，而不取反的方法则是异或0P2 = 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/由于一直为真，所以不断将P3取反输出到P2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。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0.1uF2、 接晶体：X1（PIN18）、X2（PIN19）。注意标出晶体频率（选用12MHz），还有辅助电容30pF3、 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。#include #define LEDP11/用符号LED代替P1_1#define KEY_ONP16/用符号KEY_ON代替P1_6#define KEY_OFFP17/用符号KEY_OFF代替P1_7void 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1KEY_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1While( 1 )/永远为真，所以永远循环执行如下括号内所有语句if( KEY_ON=0 )LED=1;/是KEY_ON接下，所示P1.1输出高，LED亮if( KEY_OFF=0 )LED=0;/是KEY_OFF接下，所示P1.1输出低，LED灭/松开键后，都不给LED赋值，所以LED保持最后按键状态。/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。#include #define SLEDP1#define KEY_0P20#define KEY_1P21#define KEY_2P22#define KEY_3P23#define KEY_4P24#define KEY_5P25#define KEY_6P26#define KEY_7P27#define KEY_8P30#define KEY_9P31#define KEY_AP32#define KEY_BP33#define KEY_CP34#define KEY_DP35#define KEY_EP36#define KEY_FP37Code 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/ 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;void main( void )unsigned char i=0;/作为数组下标P2 = 0xff;/P2作为输入，初始化输出高P3 = 0xff;/P3作为输入，初始化输出高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 ;/开始时显示0，根据i取应七段编码第二节：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：#include 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/ 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;void main( void )unsigned int us250 = 0;unsigned char s10 = 0;unsigned char s1 = 0;unsigned char key10 = 0;/记忆按键状态，为1按下unsigned char key1 = 0;/记忆按键状态，为1按下/初始化定时器 Timer0TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02;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0TR1 = 1;while(1)/-循环1P1 = Seg7Code s10 ;/显示秒十位P2 = Seg7Code s1 ;/显示秒个位while( 1 )/-循环2/计时处理if( TF0 = 1 )TF0 = 0;if( +us250 = 4000 )us250 = 0;if( +s1 = 10 )s1 = 0;if( +s10 = 6 ) s10 = 0;break;/结束“循环2”，修改显示/按十位键处理P3.2 = 1;/P3.2作为输入，先要输出高电平if( key10 = 1 )/等松键if( P3.2 = 1 )key10=0;else/未按键if( P3.2 = 0 )key10 = 1;if( +s10 = 6 ) s10 = 0;break; /结束“循环2”，修改显示/按个位键处理P3.3 = 1;/P3.3作为输入，先要输出高电平if( key1 = 1 )/等松键if( P3.3 = 1 )key1=0;else/未按键if( P3.3 = 0 )key1 = 1;if( +s1 = 10 ) s1 = 0;break; /结束“循环2”，修改显示 /循环2end /循环1end/mainend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：l 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；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。#include /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sbit SNRed=P10;/南北方向红灯sbit SNYellow=P11;/南北方向黄灯sbit SNGreen=P12;/南北方向绿灯sbit EWRed=P13;/东西方向红灯sbit EWYellow=P14;/东西方向黄灯sbit EWGreen=P15;/东西方向绿灯/* 用软件产生延时一个单位时间 */void Delay1Unit( void )unsigned int i, j;for( i=0; i1000; i+ ) for( j0; j1000; j+ );/通过实测，调整j循环次数,产生1ms延时/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/* 延时n个单位时间 */void Delay( unsigned int n ) for( ; n!=0; n- ) Delay1Unit(); void main( 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 );第四节：数码管驱动显示“12345678”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#include unsigned char DisBuf8; /全局显示缓冲区，DisBuf0对应右SLED，DisBuf7对应左SLED，void DisplayBrush( void )code unsigned char cathode8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/阴极控制码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0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;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。P2 = 0xff;/显示消隐，以免下一段码值显示在前一支SLEDP1 = 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P2 = cathode i ;/将对应阴极置低，显示if( +i = 8 ) i=0;/指向下一个数码管和相应数据void Timer0IntRoute( void ) interrupt 1TL0 = -1000;/由于TL0只有8bits，所以将（-1000）低8位赋给TL0TH0 = (-1000)8;/取（-1000）的高8位赋给TH0，重新定时1msDisplayBrush();void Timer0Init( void )TMOD=(TMOD & 0xf0) | 0x01;/初始化，定时器T0，工作方式1TL0 = -1000；/定时1msTH0 = (-1000)8;TR0 = 1;/允许T0开始计数ET0 = 1;/允许T0计数溢出时产生中断请求void Display( unsigned char index, unsigned char dataValue ) DisBuf index = dataValue; void main( void )unsigned char i;for( i=0; i8; i+ ) Display(i, 8-i);区qhkode DisBufi ;/; f7,0xfd,0xfb,0xfe; /DisBuf0为右，DisBuf7为左Timer0Init();EA = 1；/允许CPU响应中断请求While(1);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 ，描述可用函数，如下：#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#define _KEY_H_/只要引用过一次，即 #include ，则定义符号 _KEY_H_unsigned char keyHit( void );/如果按键，则返回非，否则返回unsigned char keyGet( void );/读取按键值，如果没有按键则等待到按键为止void keyPut( unsigned char ucKeyVal );/保存按键值ucKeyVal到按键缓冲队列末void keyBack( unsigned char ucKeyVal );/退回键值ucKeyVal到按键缓冲队列首#endif定义函数体文档 KEY.C，如下：include “key.h”#define KeyBufSize16/定义按键缓冲队列字节数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/先出，循环存取，下标从到 KeyBufSize-1unsigned char KeyBufWp=0;/作为数组下标变量，记录存入位置unsigned char KeyBufRp=0;/作为数组下标变量，记录读出位置/如果存入位置与读出位置相同，则表明队列中无按键数据unsigned char keyHit( void )if( KeyBufWp = KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); unsigned char keyGet( void )unsigned char retVal;/暂存读出键值while( keyHit()=0 );/等待按键，因为函数keyHit()的返回值为 0 表示无按键retVal = KeyBuf KeyBufRp ;/从数组中读出键值if( +KeyBufRp = KeyBufSize ) KeyBufRp=0;/读位置加，超出队列则循环回初始位置return( retVal );void keyPut( unsigned char ucKeyVal )KeyBuf KeyBufWp = ucKeyVal;/键值存入数组if( +KeyBufWp = KeyBufSize ) KeyBufWp=0; /存入位置加，超出队列则循环回初始位置/*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*/void keyBack( unsigned char ucKeyVal )/*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，*/if( -KeyBufRp = KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1; KeyBuf KeyBufRp = ucKeyVal;/回存键值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。#include #include “KEY.H”void main( void )P1_0 = 1;/作为输入引脚，必须先输出高电平while( 1 )/永远为真，即死循环if( P1_0 = 0 )/如果按键，则为低电平keyPut( 6 );/保存按键编号值为按键队列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if( keyHit() != 0 )/如果队列中有按键P2=Seg7Code keyGet() ;/从队列中取出按键值，并显示在数码管上例二：在例一中考虑按键20ms抖动问题。#include #include “KEY.H”void main( void )P1_0 = 1;/作为输入引脚，必须先输出高电平while( 1 )/永远为真，即死循环if( P1_0 = 0 )/如果按键，则为低电平delay20ms();/延时20ms，跳过接下抖动keyPut( 6 );/保存按键编号值为按键队列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delay20ms();/延时20ms，跳过松开抖动if( keyHit() != 0 )/如果队列中有按键P2=Seg7Code keyGet() ;/从队列中取出按键值，并显示在数码管上例三：在例二中考虑干扰问题。即小于20ms的负脉冲干扰。#include #include “KEY.H”void main( void )P1_0 = 1;/作为输入引脚，必须先输出高电平while( 1 )/永远为真，即死循环if( P1_0 = 0 )/如果按键，则为低电平delay20ms();/延时20ms，跳过接下抖动if( P1_0 = 1 ) continue;/假按键keyPut( 6 );/保存按键编号值为按键队列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delay20ms();/延时20ms，跳过松开抖动if( keyHit() != 0 )/如果队列中有按键P2=Seg7Code keyGet() ;/从队列中取出按键值，并显示在数码管上例四：状态图编程法。通过20ms周期中断，扫描按键。/*采用晶体为12KHz时，指令周期为1ms（即主频为1KHz），这样T0工作在定时器方式2，8位自动重载。计数值为20，即可产生20ms的周期性中断，在中断服务程序中实现按键扫描*/#include #include “KEY.H”void main( void )TMOD = （TMOD & 0xf0 ） | 0x02;/不改变T1的工作方式，T0为定时器方式2TH0 = -20;/计数周期为20个主频脉，即20msTL0=TH0;/先软加载一次计数值TR0=1;/允许T0开始计数ET0=1;/允许T0计数溢出时产生中断请求EA=1;/允许CPU响应中断请求while( 1 )/永远为真，即死循环if( keyHit() != 0 )/如果队列中有按键P2=Seg7Code keyGet() ;/从队列中取出按键值，并显示在数码管上void timer0int( void ) interrupt 1/20ms；T0的中断号为1static unsigned char sts=0;P1_0 = 1;/作为输入引脚，必须先输出高电平switch( sts )case 0: if( P1_0=0 ) sts=1; break;/按键则转入状态1case 1:if( P1_0=1 ) sts=0;/假按错，或干扰，回状态0else sts=2; keyPut( 6 ); /确实按键，键值入队列，并转状态2break;case 2: if( P1_0=1 ) sts=3; break;/如果松键，则转状态3case 3:if( P1_0=0 ) sts=2;/假松键，回状态2else sts=0;/真松键，回状态0，等待下一次按键过程例五：状态图编程法。/*如果采用晶体为12MHz时，指令周期为1us（即主频为1MHz），要产生20ms左右的计时，则计数值达到20000，T0工作必须为定时器方式1，16位非自动重载，即可产生20ms的周期性中断，在中断服务程序中实现按键扫描*/#include #include “KEY.H”void main( void )TMOD = （TMOD & 0xf0 ） | 0x01;/不改变T1的工作方式，T0为定时器方式1TL0 = -20000;/计数周期为20000个主频脉，自动取低8位TH0 = (-20000)8;/右移8位，实际上是取高8位TR0=1;/允许T0开始计数ET0=1;/允许T0计数溢出时产生中断请求EA=1;/允许CPU响应中断请求while( 1 )/永远为真，即死循环if( keyHit() != 0 )/如果队列中有按键P2=Seg7Code keyGet() ;/