51单片机C语言编程基础和实例.doc

范文范例参考基础知识：51单片机编程基础第一节：单数码管按键显示第二节：双数码管可调秒表第三节：十字路口交通灯第四节：数码管驱动第五节：键盘驱动第六节：低频频率计第七节：电子表第八节：串行口应用基础知识：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; 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/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. voidmain(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:gotoLOOP; 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/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. voidmain(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:gotoLOOP; 6. 在某引脚输出方波编程方法：（比如P3.1引脚）代码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P3.1 2. voidmain(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/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. voidmain(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/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. voidmain(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 2 3 4 5 6 7 8 9 下一页 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 2. #defineLEDP11/用符号LED代替P1_1 3. #defineKEY_ONP16/用符号KEY_ON代替P1_6 4. #defineKEY_OFFP17/用符号KEY_OFF代替P1_7 5. voidmain(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 2. #defineSLEDP1 3. #defineKEY_0P20 4. #defineKEY_1P21 5. #defineKEY_2P22 6. #defineKEY_3P23 7. #defineKEY_4P24 8. #defineKEY_5P25 9. #defineKEY_6P26 10. #defineKEY_7P27 11. #defineKEY_8P30 12. #defineKEY_9P31 13. #defineKEY_AP32 14. #defineKEY_BP33 15. #defineKEY_CP34 16. #defineKEY_DP35 17. #defineKEY_EP36 18. #defineKEY_FP37 19. CodeunsignedcharSeg7Code16=/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. /0123456789AbCdEF 21. 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; 22. voidmain(void) 23. 24. unsignedchari=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=Seg7Codei;/开始时显示0，根据i取应七段编码 38. 39. 共9页: 上一页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下一页第二节：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 2. CodeunsignedcharSeg7Code16=/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. /0123456789AbCdEF 4. 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; 5. voidmain(void) 6. 7. unsignedintus250=0; 8. unsignedchars10=0; 9. unsignedchars1=0; 10. unsignedcharkey10=0;/记忆按键状态，为1按下 11. unsignedcharkey1=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=Seg7Codes10;/显示秒十位 18. P2=Seg7Codes1;/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: 上一页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下一页 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；l10个单位时间，南北红，东西黄；l60个单位时间，南北绿，东西红；l10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 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. sbitSNRed=P10;/南北方向红灯 4. sbitSNYellow=P11;/南北方向黄灯 5. sbitSNGreen=P12;/南北方向绿灯 6. sbitEWRed=P13;/东西方向红灯 7. sbitEWYellow=P14;/东西方向黄灯 8. sbitEWGreen=P15;/东西方向绿灯 9. /*用软件产生延时一个单位时间*/ 10. voidDelay1Unit(void) 11. 12. unsignedinti,j; 13. for(i=0;i1000;i+) 14. for(j0;j1000;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. voidDelay(unsignedintn)for(;n!=0;n-)Delay1Unit(); 19. voidmain(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: 上一页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下一页第四节：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代码1. #include 2. unsignedcharDisBuf8;/全局显示缓冲区，DisBuf0对应右SLED，DisBuf7对应左SLED， 3. voidDisplayBrush(void) 4. codeunsignedcharcathode8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/阴极控制码 5. CodeunsignedcharSeg7Code16=/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. staticunsignedchari=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=Seg7CodeDisBufi;/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=cathodei;/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. voidTimer0IntRoute(void)interrupt1 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. voidTimer0Init(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. voidDisplay(unsignedcharindex,unsignedchardataValue)DisBufindex=dataValue; 27. voidmain(void) 28. 29. unsignedchari; 30. for(i=0;i8;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: 上一页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下一页 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：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，则定义符号_KEY_H_ 3. unsignedcharkeyHit(void);/如果按键，则返回非，否则返回 4. unsignedcharkeyGet(void);/读取按键值，如果没有按键则等待到按键为止 5. voidkeyPut(unsignedcharucKeyVal);/保存按键值ucKeyVal到按键缓冲队列末 6. voidkeyBack(unsignedcharucKeyVal);/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. #defineKeyBufSize16/定义按键缓冲队列字节数 3. unsignedcharKeyBufKeyBufSize;/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. unsignedcharKeyBufWp=0;/作为数组下标变量，记录存入位置 6. unsignedcharKeyBufRp=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. unsignedcharkeyHit(void) 9. if(KeyBufWp=KeyBufRp)return(0);elsereturn(1); 10. 11. unsignedcharkeyGet(void) 12. unsignedcharretVal;/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=KeyBufKeyBufRp;/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. voidkeyPut(unsignedcharucKeyVal) 20. KeyBufKeyBufWp=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. voidkeyBack(unsignedcharucKeyVal) 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. KeyBufKeyBufRp=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 2. #include“KEY.H” 3. voidmain(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=Seg7CodekeyGet();/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 2. #include“KEY.H” 3. voidmain(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=Seg7CodekeyGet();/从队列中取出按键值，并显示在数码管上