单片机编程实例led等.ppt

3.1 单片机系统开发过程,简单的例子：让一个发光二极管闪烁5次。,1、明确系统功能：让一个发光二极管闪烁5次。,系统启动后，一支发光二极管闪烁5次后熄灭， 当按下一个按钮开关后再闪烁5次后熄灭。 以后每次按下按钮开关，发光二极管都会闪烁5次。,第三章 单片机系统开发过程 51单片机指令系统简介,2、硬件设计(单片机+外围器件),外围器件：,一个发光二极管、三个电阻、三个电容,一个按钮开关,3、 搭建硬件平台,在面包板上插入器件，用导线完成电气连接。,4、 软件设计 ORG 00H ; 设置起始地址 START: MOV R0, #5 ; 循环闪烁5次，R0为计数器 LOOP: MOV P1,#00H ; P1口输出全0,点亮二极管 CALL DELAY ; 调用延时子程序 MOV P1,#0FFH ; P1口输出全1，熄灭二极管 CALL DELAY ; 调用延时子程序 DJNZ R0, LOOP ; R0减1，若不为0转LOOP处,JB P2.0, $ ; 测P2.0为高电平(无按键)则执行本行 JMP START ; 否则,有键按下,跳到START处重新开 始执行,DELAY: ; 延时子程序（500ms） RET ; 返回主程序 END ; 汇编程序结束,5 、下载程序到单片机并调试,（1） 在Vision中把目标程序编辑好， （2）编译、连接无错后生成单片机可执行的代码文件， （3） 用下载线下载到单片机系统板中， （4）运行程序,（5）根据运行结果检查功能实现情况,若未达系统要求,则在Vision中修改程序，然后重复步骤 (2)(5),直至达到系统要求.,在程序反复检查无逻辑错误时,应检查硬件电路是否有问题.,3.2 Vision Vision软件的使用 1、新建一个工程(项目),并为该项目选定合适的CPU然后保存该工程。,具体步骤： 选Project New Project保存工程,在弹出窗口中选所需CPU（如选ATMEL）,双击该.CPU.,选AT89S51, 并确定。,2、设置工程，使编译、连接后能生成可执行代码文件,右击,Options for Target 1,选择Create HEX,在弹出的窗口选,3、新建源文件,选FileNew输入源程序保存,（汇编程序：文件名.asm; C程序：文件名.c,(存在工程文件夹),4、为工程中添加源程序文件,在右边Project窗口单击 Source Group 1，在下拉菜单中选 Add Files to GroupSource Group 1选项，,在弹出的框中选择你的源文件和文件类型，然后点击ADD，再点击close。,5、编译工程中的源程序，生成 .HEX(可执行)文件,在Project窗口中选 Target 1Build Target F7, (点击 )对源程序编译连接。(或点击 RBuild Target ),程序有语法错误时,会在输出窗口(Output Windows)中显示错误信息和警告信息,修改编译成功后生成 HEX文件,生成.HEX文件后,可利用专门的下载程序,将此可执行程序下载到单片机内的ROM中运行,3、在窗口中点击 , 打开你系统的.hex文件,3.3 STC-ISP V3.91 软件的使用 1、双击 , 打开在线烧录程序,2、在窗口的“MCU TYPE ”下拉菜单中选择(STC89C51RC),4、在COM栏选下载端口(一般是COM1） 5、关电路板上的电源 6、点击Download,打开电路板上的电源,烧录程序，若烧录出现问 题,点击stop。,注意： 5、6 两步骤的顺序不能颠倒！即在点击Download之前要先关掉板上的电源。,7、打开电路板上的电源 ，程序即开始运行。,3.4 单片机应用系统C语言程序设计,单片机应用系统的程序设计有两种方法：一种是基于汇编语言的，另一种是基于C语言的。,汇编语言程序的机器代码生成效率高，但可读性较差，而C语言程序的可读性和可移植性远超过汇编语言。,C51是一种专门为51单片机设计的高级语言C编译器，支持符合ANSI标准的C语言，同时针对51单片机的特点做了一些特殊扩展。,C语言的主要特点：, 语言简洁，使用方便灵活。它是程序设计语言中规模最小的语言之一。,ANSI标准C语言只有32个关键字，9种流程控制语句。,程序可移植性好。,所设计的程序不依赖机器硬件。,表达方式灵活。,利用 C语言的多种运算符可组成各种表达式，还可采用多种方法来获得表达式的值，使程序设计具有更大的灵活性。,表达能力强。,具有丰富的数据结构类型和多种运算符。用户可灵活采用多种数据类型和使用各种运算符，实现复杂运算。,可直接操作计算机硬件。,C语言具有直接访问机器物理地址的能力，C51的编译器都可直接对单片机内部的SFR和I/O端口进行操作，可以直接访问片内、片外存储器，还可以进行各种为操作。,生成的目标代码质量较高。,可进行结构化程序设计。,C语言以函数作为程序设计的基本单位，非常适合结构化程序设计。,用C51语言编写单片机应用程序，不用具体组织、分配存储器资源和处理端口数据，但对数据类型与变量的定义，必须要与单片机的存储结构相关联，否则编译器不能正确地映射定位。,与标准C语言相比，C51包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处理、函数等方面有一定差异，需根据单片机存储结构及内部资源来定义相应的数据类型和变量，而其它语法规则、程序结构及设计方法等与标准C语言相同。,3.4.1 C51的程序结构,一、 C51语言概述,C语言程序由若干函数组成，其中有且仅有一个主函数，每个函数都是完成某个特殊任务的子程序段。,组成程序的若干函数可保存在一个源程序文件中，也可保存在几个源程序文件中，最后将它们连接在一起。,函数之间可以互相调用，但主函数只能调用其它函数而不能被其它函数调用。,主函数是程序的入口，主函数中的所有语句执行完毕，则程序结束。,二. 、C51语言程序结构,可实现一个LED闪烁控制功能的C51源程序,C51语言程序的基本结构：,式中： func1（）funcN（）代表用户定义的函数， 程序体指C51提供的任何库函数调用语句、控制流程语句或其它函数调用语句。,3.4.2 C51的数据结构,1. C51的变量,变量的基本属性是变量名和变量值。在程序中定义了变量，C51编译器就会给这个变量分配相应的存储单元。此后变量名就与存储单元地址相对应，变量值就与存储单元的内容相对应。,定义一个变量的格式如下： 存储种类 数据类型 存储类型 变量名,C51的变量概念示意图,图中引用变量a实现了对分配内存20H单元的数据操作,（1）存储种类,存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。,变量的存储种类有四种： 自动（auto） 用存储种类说明符auto定义的变量 外部（extern） 用外部种类存储符extern定义的变量 静态（static） 用存储种类说明符static定义的变量 寄存器（register）用存储种类说明符register定义的 变量,自动变量：,自动变量作用范围在定义它的函数体或复合语句内部，在定义它的函数体或复合语句被执行时，C51才为该变量分配内存空间，当函数调用结束或复合语句执行结束时，自动变量占用的内存空间被释放。,定义变量时若省略存储种类，则变量默认为自动变量。通常将函数体内和复合语句中使用频繁的变量放在片内RAM中，且定义为自动变量，可有效利用片内RAM资源。,外部变量：,在一个函数内，要使用已在本函数外或别的程序模块文件中定义过的外部变量时，在本函数体内要用extern说明该变量。,通常将多个函数或模块共享的变量定义为外部变量。,外部变量是全局变量，在程序执行期间一直占有固定的内存空间。当片内RAM资源紧张时，不建议将外部变量放在片内RAM。,外部变量被定义后，即分配了固定的内存空间，在程序的整个执行时间内都是有效的。,静态变量：,静态变量又分为内部静态变量和外部静态变量。,在函数体内定义的静态变量为内部静态变量，它在该函数体内有效，但在该函数体外不可见，这使变量在定义它的函数体外被保护，实现了离开函数时值不会被改变。,寄存器变量：,通常将使用频率最高的那些变量定义为寄存器变量，但目前已不推荐使用这种方式。,外部静态变量是在函数外部定义的静态变量。它在程序中一直可见，但在定义的范围之外是不可见的。,在多文件或多模块处理中，外部静态变量只在定义其的文件内部或模块内部有效。,（2）数据类型,数据的不同格式叫做数据类型,有符号数据类型可以忽略signed标识符，如int 等价于signed int ， char 等价于signed char等。,为了更有效地利用51单片机的内部结构， C51还增加了一些特殊的数据类型，它们分别对应于bit、sfr、sfr16和sbit四个关键字。,bit 位型,利用bit 位型，可定义一个位变量或位函数，但不能定义位指针，也不能定义位数组。它的值是一个二进制位，不是0 就是1。,C51增加的特殊数据类型,sfr特殊功能寄存器型,51系列单片机内的21个特殊功能寄存器(SFR)，分散在片内RAM区的高128字节，地址为80HFFH。为了能直接访问这些SFR，需要通过关键字“sfr”对其进行定义，语法如下： sfr sfr_name = 地址常数;,sfr_name是一个特殊功能寄存器名，“=”后面必须是常数，其数值范围必须在特殊功能寄存器地址范围内，即位于0x80-0xFF之间。 例如， sfr P1 = 0x90; /定义P1口地址90H sfr PSW = 0xD0; /定义PSW地址D0H,对于16位SFR，要使用关键字“sfr16”，定义的地址必须是16位SFR的低端地址。 sfr16 DPTR = 0x82;/定义DPTR，其DPL = 82H DPH=83H,注意：不能用sfr16定义定时器/计数器0和1。,sbit可寻址位,在单片机应用中，经常要访问特殊功能寄存器中的某些位，用关键字sbit定义可位寻址的特殊功能寄存器的位寻址对象。定义方法有如下三种：,sbit 位变量名 = 位地址 将位的绝对地址赋给位变量名，位地址必须位于0x80H0xFF之间。 例：sbit CY=0xD7; /将位的绝对地址赋给变量,sbit 位变量名 = SFR名称 位位置 当可寻址位位于特殊功能寄存器中时，可采用这种方法。其中SFR名称必须是已定义的SFR的名字，位位置是一个07之间的常数。 例： sfr PSW = 0xD0; sbit CY=PSW7; /定义CY位为PSW.7，位地址为 0xD7,sbit 位变量名 = 字节地址 位位置 这种方法是以一个字节地址作为基地址，该地址必须在0x80H0xFF之间。 例如，sbit CY = 0xD07; /将位的相对地址赋给变量,注：C51编译器把51单片机常用特殊功能寄存器和特殊位进行了统一定义，并存放在 “reg51.h”或“reg52.h” 头文件中，只须在使用前用预处理命令#include 把这头文件包含到程序中，就可使用殊功能寄存器名和特殊位名称。,（3）存储类型,51系列单片机有三个逻辑存储空间：片内低128B RAM，片外64KB RAM和片内外统一编址的64KB ROM。,51系列单片机逻辑存储空间示意图,C51的存储类型与存储空间对应关系表,注：一个变量除了与存储单元相对应外，还与它所在的存储空间有关，即还需要指出其存储类型。,如果在定义变量时省略了存储类型标识符，C51编译器会根据当前编译模式自动认定默认的存储类型。编译模式共分为：小编译模式（SMALL）、紧凑编译模式（COMPACT）和大编译模式（LARGE）三种模式,编译模式与存储类型,（4）变量名,C51对变量名的规定与标准C类似，由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线，变量名长度无统一规定，随编译系统而定。,注意：大写和小写字母是两个不同的标识符，习惯上变量用小写表示。变量名除了不可使用标准C语言的32个关键字外，还要不可使用C51扩展的新关键字。,C51扩展的21个关键字一览表,C51扩展的21个关键字一览表（续）,注： 所有变量在使用前必须说明，即必须“先定义，后使用”，凡未被定义的，不作为变量名。,unsigned char data system_status=0; /定义system_status为无符号字符型自动变量，该变量位于data区中且初值为0。,unsigned char bdata status_byte; /定义status_byte为无符号字符型自动变量，该变量位于bdata区中。,unsigned int code unit_id2=0x1234, 0x89ab; /定义unit_id2为无符号整型自动变量，该变量位于code区中，为长度为2的数组，初值为0x1234和0x89ab。,static char m, n; /定义m和n为2个位于data区中的有符号字符型静态变量。,extern float xdata var4； /在片外RAM 空间定义外部实型变量var4。,C51的指针与标准C的指针几乎是一样的，都可以简单理解为“存储某个地址的变量”。,2. C51的指针,例如要存取变量a中的值时，可以先将变量a的地址放在另一个变量b中，访问时先找到变量b，从中取出变量a的地址，然后根据这个地址从内存单元中取出变量a的值。在这里，变量b称为指针变量。,上述说法相当于 int a=AA; int *b=&a,在C51里定义指针，还需要额外指明两个问题： 1）指针变量自身位于哪个存储区域； 2）该指针的值代表的是哪个存储区域里的地址。,在SMALL编译模式下的例子,例1 char xdata a = A; char * ptr = ,ptr是一个char型的指针变量，它本身位于默认的data存储区（因为它省略了存储类型），它的值是xdata存储区里变量a的地址。,例2 char xdata a = A; char * ptr = 变量b位于idata存储区中，执行完*ptr=&b之后，ptr里的值就是idata空间里的b变量的地址。,例3 char idata a = A; 变量a是idata区域里的变量； char idata * ptr = 定义指针时就限定它只能指向某一个区域，例如idata,例4 若例3中的ptr指针自身位于xdata存储区，由于指针变量本质上也是变量，所以，可在例3的“char idata * ptr”里，为ptr加上指明所在区域的xdata即可,char idata a = A; char idata * xdata ptr = xdata指明了ptr本身是在xdata存储区里的，而它是一个(char idata *)类型的变量，即指向idata区域的一个char类型的指针。,3. 4. 3 C51的运算符,说明 : (1)关于/ (除)运算的结果, 若: 两个整数相除 ,运算结果的值为整数(如 5 / 3,结果为1) 两数中有一个为负值时，结果向零取整。(如-5/3为 -1 两数中有一个为实数时，结果为 double 型,1 C51的基本算术运算符 基本算术运算符有5种：，* (乘)，/ (除)， (模运算符，又称求余)。,-7 % 4 ，7 % -4 ，-7 % -4的值为多少?,(2)参加/(模)运算的两数为整型数据结果, 结果为整型数,如 7 % 4 的值为 3,（-3，3，-3）,关系运算符有6种： (小于)、(大于)、(小于或等于)、(大于或等于) (相等)，!(不等于)。,2 C51的关系运算符,前4种运算符的优先级别高(彼此间优先级相同)，后两种运算符的优先级较低(彼此间优先级相同)。,关系运算的结果只有两种：“真”(1)和“假”(0)。,例：设a5，b4，c3， 则ab的值为“真”，表达式的值为1,若有赋值语句 d(ab)c 按优先级，先算ab，表达式的值为1；再算1c，表达式的值为0，所以d0。,逻辑运算符有3种：&(逻辑与)， (逻辑或)，！(逻辑非)。 逻辑运算结果只有两个：“真”(1)和“假”(0)。,3 C51的逻辑运算符,C51的算术、关系、逻辑运算符的优先级别见右图。,位操作运算符有6种：&(按位与)， (按位或)，(按位异或)， (位取反)，(位右移，当操作数为无符号数时,高位补零,为有符号数,则高位保持原状态)。 【例3-4】 设X1001 1110B，Y1010 0101B，则XY的运算过程为： XY的值为0011 1011B。,4 C51位操作运算符,自增减运算符有4种：+i(先将i加1，再使用i)，-i (先将i减1，再使用i)，i+(使用i后，再将i加1)，i-(使用i后，再将i减1)。 【例3-6】 设i值为8，则 j+i，使用前i为8，加1后为9，则i、j值都是9； ji+，使用前i为8，先将8赋给j，使用后使i加1，所以i9，j8。,5C51自增、减运算符,复合赋值运算符有10种：，* ，/，。,6C51赋值运算符 ,7C51复合赋值运算符,用赋值运算符将变量与表达式连接起来，就构成了赋值表达式，在赋值表达式 之后加上分号“；”便构成了赋值语句。 X=Y=8；,复合赋值运算首先对变量进行某种运算，然后将运算结果再赋给变量。采用复合赋值运算符，可使程序简化和提高程序编译效率。 例如， x*y+8 等价于x x *( y+8 ),8C51的条件运算符,条件运算符 ？ ： 它是C语言中唯一一个三目运算符,逻辑表达式 ？表达式1 ：表达式2,逻辑表达式结果为真时，表达式的值等于表达式1的值 ，否则，等于表达式2的值 。,此外，还有逗号运算符、指针和地址运算符、强制类型转换运算符、取数据类型运算符。,一个表达式后加上“;”就构成了表达式语句，如算术表达式、关系表达式等。最典型的是用赋值表达式组成的赋值语句。例如： i = 1； i+；,1、表达式语句 C 语言所有的操作都是通过表达式来实现的。 表达式语句： 表达式 ;,2、函数调用语句 函数调用语句由函数名、括号、实际参数加上分号“;”组成。其一般形式为： 函数名( 实际参数表 ); 例： printf (“Hello , worldn“);,“函数调用语句”也可以看成是表达式语句，C语言称为“表达式语言”。,3.4.4 C语句概述,3、控制语句 控制语句用于控制程序流程，以实现程序的各种基本结构。共有9种控制语句，分成三类：选择语句 、循环语句 和转移语句 。 C 使用控制语句控制程序的执行，常用的控制语句有： if else switch 选择控制 for while do while 循环控制 continue break return goto 转移控制,条件语句有三种格式：,格式1: If （条件表达式） 语句1,格式2: If （条件表达式） 语句1 else 语句2,格式3: If （条件表达式1） 语句1 else if （条件表达式2）语句2 else if （条件表达式3）语句3 else if （条件表达式m）语句m else 语句 n,注意: 1) 当条件后面的语句多于一句时，要用一对 “ ”把这些语句括起来。 2)用格式3实现多重if else 嵌套时, 注意if-else的配对，else总是和其前面最近的if相配。此外，嵌套层数会增加程序阅读难度。,开关语句,Switch（表达式） case 常量表达式1：语句1 break; case 常量表达式2：语句2 break; case 常量表达式n：语句n break; Default: 语句d,循环语句,while (表达式) 其含义是：当条件成立时反复执行循环体中的语句，直到条件不成立时为止。,do while (条件),for(; ; ) ,break语句 作用：跳出当前的switch语句或循环语句,流程控制语句,continue语句 作用：结束当前这一轮循环，即跳过循环语句中尚未执行的语句，开始下一轮循环，而不是结束整个循环。,注：continue只用在for、while、do-while等循环语句中，一般与if语句一起使用，可以加速循环。,返回语句 return return (表达式) return 表达式,作用：使程序控制从被调用函数返回到调用函数中，同时把返回值带给调用函数。,跳转语句 goto 语句标号 作用： 无条件转移到指定标号处,注：最好不使用goto语句,4、复合语句,例：while ( i 1) sum = sum + i; i = i + 1; ,说明： 复合语句的 之后不能有 “；” 允许一行写几个语句，或者一条语句写几行 复合语句中还可以包含复合语句,由括在 内的若干C语句组成,5、空语句 只有一个分号的语句，不产生任何操作 例：for ( i=1; i 100 ; i +) ;,空语句什么也不做，可用来做被转向点，或循环语句中的循环体（循环体是空语句，表示循环体什么也不做）。,当程序中出现连续的两个分号“;”时，一般可把后面的分号看作空语句。,rept: ; goto rept;,#include char _getkey() char c; while (!RI) ; /*用空语句等待串口接收结束 C=SBUF; RI=0; return(c); ,一个读取串口数据的函数,不要滥用空语句，以免引起程序误操作或语法错误,赋值语句是由赋值表达式加上一个分号构成的，是用于实现计算和赋值的一类最基本的语句。 其一般形式如下： 可赋值对象v = 表达式e;,注意： （1）如果赋值运算符两边的类型不一致，则系统在算出表达式的值之后，先将该值转换为左边变量的类型，然后再赋值给左边的变量。 （2）赋值运算符“=”右边的表达式可以又是一个赋值表达式，形式为： 变量=变量=表达式; （3）在变量说明中，不允许连续给多个变量赋初值。,6、赋值语句,一、 函数的分类与定义 1函数的分类 (1) 从语言结构划分，函数分为主函数main()和普通函数两类。 (2) 从使用角度划分，函数分为标准库函数和用户自定义函数两类。 库函数是C编译系统提供的一系列标准函数，它们放在一些头文件中，用户可直接调用，使用它们必须先用# include语句将相应头文件包含在程序中。 用户自定义函数是用户按任务需要编写的函数。,3.4.5 C51函数及功能,(3) 从参数形式上划分，函数分为无参数函数、有参数函数和空函数三类。 无参数函数调用时无须输入参数，也无结果返回。 有参数函数调用时要给被调用函数提供实质参数，被调用函数运行后产生的结果也要返回给调用函数使用。 空函数是内无语句的空白函数，调用时不产生任何操作，这种函数用于功能备用，以便扩充。,2函数的定义 (1) 无参数函数的定义形式： 返回值类型标识符 函数名() 函数体语句 无参数函数通常不带返回值，因此标识符可省略或用void。,(2) 有参数函数的定义形式： 返回值类型标识符 函数名(形式参数表) 形式参数说明 函数体语句 return(返回参数名) (3) 空函数的定义形式： 返回值类型说明符 函数名() ,用return（返回）语句使程序控制从被调用函数返回到调用函数中，同时把返回值带给调用函数。,3. 函数的返回值,void型函数(不需要返回值)，无return语句。 对于int类型的函数，不写return语句时，相当于执行了rerun 0;语句。, return 语句中表达式的值一般应与函数类型一致。,二、 函数的调用 函数一般调用形式定义为： 函数名(实际参数表列) 无参数函数不存在“实际参数表列”。有参数函数的“实际参数表列”的各参数之间用逗号隔开，主调函数与被调函数的形式参数数目应该相等，实际参数按顺序依次对应传递给形式参数。,函数调用有三种方式： (1) 使用函数调用语句，被调函数名作为主调函数中的一个语句。如： print_message()； /*message()是被调用函数 */ (2) 被调函数作为表达式的运算对象。如： result5*good(x，y) (3) 被调函数作为另一个函数的实际参数。如： mmin(x，alpha(a,b),三、函数调用条件 主调函数调用被调函数，必须满足如下条件： (1) 被调函数必须已经存在，是库函数或用户自定义函数。 (2) 程序中如要使用库函数，或使用不在同一文件中的其它用户定义函数，必须在程序的开头用#include语句，将所用函数信息包括到程序中来 (3) 如被调函数出现在主调函数之后，应在主调函数前对被调函数的返回值类型予以说明。说明方式为： 返回值类型 被调函数名(形式参列),【例】 被调函数在主调函数后，需要说明。 main() int max()； /*被调函数说明*/ int x = 70, y = 40, m； m=max(X，Y)； int max(a，b)；/*被调函数，在主调函数之后出现*/ int a，b； return(ab？a：b)； ,(4) 被调函数说明的语句int max(a，b)也可以移至主调函数man()前，可不必说明。 int max(a，b)； /*被调函数，在主调函数之前出现*/ int a，b； return(ab？a：b)； main() /*主调函数，函数内无被调函数说明int max()；*/ int x = 70, y = 40, m； m=max(X，Y)； ,(1) 函数是C51程序的基本单位，一个C51程序至少有一个主函数main()，也可以由一个主函数main()和若干个其它函数构成。若干其它函数受主函数调用，被调用的函数既可以是编译器提供的库函数，也可以是用户自己根据需要设定编制的函数。 (2) 一个函数由函数说明部分和函数体两部分组成。 (3) 函数说明部分由函数名、函数类型、函数属性、函数参数名和形式参数类型组成，其中允许没有函数参数，函数名后面必须有1个圆括号，括号内就是可有可无的形式参数表。 (4) 函数体是用大括号围起来的部分。大括号内有两部分内容：一部分是变量及变量的定义；另一部分是由若干语句组成的执行部分。如果一个函数内有多个大括号，则最外层的一对大括号为函数体的范围。有的函数体既有变量定义部分，又有执行部分；有的函数体仅有执行部分无变量定义部分；有的函数这两部分都没有。,3.4.6 C51程序设计的编程规则,(5) 语句的组成规则为： 每个变量必须先定义后使用； 变量名由英文字母组成，英文字母要区分大小写，大小写不同则变量名不同； 书写格式自由，一行可以写多个语句，一个语句也可以写成多行，但每条语句必须以“；”结尾； 分号是C语言的必须组成部分，每个语句和数据在定义的最后必须有一个分号，程序的最后一个语句也应有分号。,(6) C语言对I/O操作实现了“函数化”，分别调用库函数scanf和printf等函数完成，无专门的输入/输出语句。 (7) C51的注释用/*/表示，有了注释，阅读程序更方便。 C51程序结构如下： 全局变量说明 /*可被各函数引用*/ main() /*主函数*/ /*函数体开始*/ 局部变量说明 /*限于在本函数内使用*/ 执行语句(包括调用其它函数的语句) /*主函数的函数体结束*/,function 1(形式参数表) /*可被调用的一个函数*/ 形式参数说明 /*函数1的函数体开始*/ 局部变量说明 执行语句(包括调用其它函数的语句) /*函数1的函数体结束*/ function n(形式参数表) /*可被调用的第n个函数*/ /*格式同函数1，从“”开始，到“”结束*/,3.5 C51初步应用编程,1. I/O端口的简单应用,（1）基本输入输出单元与编程,输出： 发光二极管作为输出状态显示设备具有电路简单、功耗低、寿命长、响应速度快等特点。 最简单的发光二极管接口形式是通过限流电阻R直接挂在IO口线上，限流电阻通常取1001k左右,发光二极管与单片机的简单接口,输入 按键、开关是最基本的输入设备，与单片机相连的简单方式是直接与IO口线连接。当按键、开关闭合时，对应口线的电平就会发生反转，CPU通过读端口电平即可识别是哪个按键或开关闭合。,注意：P0口内部结构为漏极开路状态，因此与按键或开关接口时需要有上拉电阻，而P1-P3不需要。,按键或开关与单片机的简单接口,独立按键识别和控制LED点亮程序设计,要求开始时LED均熄灭，随后根据按键动作点亮相应LED，按键释放后继续保持直至新的按键按下为止。,电路如下图,由电路可知，接于P0.0-P0.3的任意一个按键按下时，相应端口的电平将由“1”状态变为“0”状态；而接于P2.0-P2.3的任意一个LED在端口输出“1” 时将被点亮。,参考程序如下,#include / 定义 51寄存器头文件包含到程序中,void main(void), char key =0； /定义一个变量，初值为0,P2 = 0; /熄灭所有LED P0 = 0xff; / 向P0写“1”，使P0口可正确读入按键状态,while(1) /循环 key =P0 /将P0口读入的按键状态取反并 /与0f H按位与，清高4位留低4位,if (key ！= 0) P2 = key ; / key不为0有键按下则将key / 送P2口控制相应的LED点亮 /否则，再循环读按键状态,编程界面和运行界面分别如图,例2 ：键控流水灯,在上例电路图的基础上，编写可键控的流水灯程序。要求实现功能为，当K1 按下时，要求流水灯流动；K2 按下时停止流动，且全部灯灭；K3按下时使灯由上往下流动，K4 则使灯由下往上流动。,程序说明,判断按键动作，并根据按键的组合状态控制流水灯状态。流水灯控制码事先存放在数组中。 本例电路中LED为低电平驱动，故控制码中输出0电平对应着灯亮，反之，1电平对应着灯灭。流水速度可以根据需要调整延时数值了。,参考程序如下,/定义数组，并将控制各位灯亮的码作为 /初值放入其中,/定义delay延时函数（带参数time）,/定义内循环控制变量j,/定义按键扫描函数,/若无按键返回0，否则返回 /从P0口读入的按键状态（高/ 4位被清0。,/定义两个位变量dir,run，并赋初值,/定义int型变量i,/根据key函数返回值决定如何控制LED,/若K1按下run=1，跳出switch /若K2按下run=0，跳出switch /若K3按下dir=1，跳出switch /若K4按下dir=0，跳出switch,/若ren=1 (K1按下)，去判断dir的值,/否则（ren=0，K2按下),向P2口输出0，熄灭所有LED,/由i控制顺序取出控制码,/若dir=1，控制LED,/调用延时函数,/否则（dir=0），控制LED,/由i控制反序取出控制码,/送P2,/送P2,/调用延时函数,第4章单片机的C51语言,Keil项目和程序界面如下图所示,（2）LED数码管原理与编程,数码管这种七段显示器内部由7个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，分为两种： 共阴极 所有二极管的阴极连接在一起为公共端 共阳极 所有二极管的阳极连接在一起为公共端,单个数码管的引脚配置如下图所示，其中com为公共端。,共阴极,共阳极,com,com,又称COM：字选线 adp：段选线,给a-g7个发光二极管和dp加正电压点亮，加零电压熄灭，不同亮暗的组合形成不同的字形，这种组合成为段码。,共阳极七段码,共阴极七段码,C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H,3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH,用1个I/O口线控制 dp g f e d c b a,用8位I/O口线控制数码管，若其各位与七段发光管和小数位发光管的对应关系如下的话： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 则LED显示的字型和字段（控制）码有如下的对应关系。,例3：LED数码管显示,将单片机P0口的P0.0-P0.7与1个共阴极数码管的a-dp引脚相连，编程控制循环显示0-9数字，时间间隔0.2s。,硬件电路原理图,程序设计： 显示的数字0-9的段码之间没有规律可循，故采取查表的方式来完成所需段码的获取。按数字的顺序存放待显示字型的字段码。在程序中建立字段码数组led_mod 如下： 0x3f, 0x06, 0x5b ,0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f。,定义i变量初值为0,i=0,i=9,N,Y,P0= led_modi,延时,i=i+1,主函数流程,参考程序,/定义带参的延时函数，形参time,/定义整型变量j，控制内循环,/time控制外循环,/定义主函数,/内循环体为空语句,/定义字符型变量i, 用于控制循环和取数组元素,/循环取各数字字段码送P0口显示,/延时,例4： 静态显示方式的计数显示器,对按键动作进行统计，并将按键次数通过数码管显示。要求显示范围为1-99，增量为1，超过99后自动循环显示。,硬件电路原理图,P3.7,采用共阳极数码管 简单按键接口,P3.7,程序设计： 初始显示00，定义1个计数变量，不断扫描按键，有按键计数变量加1，并判断是否超范围，超则将其置为0。改变显示的数，方法是：将计数结果拆分成十位和个位（计数值整除10得到十位上的数值，它对10 取模得到个位上的数值），再分别查找取出对应字段码送相应显示端口。检测等待按键松开，如此反复 。,计数变量count=0，设P3.7做输入,0的字段码送p0、p1口,count=0,N,Y,P0= tablecount/10 P1= tablecount%10,延时,count+1,主函数流程,P3.7=0,P3.7=0,N,count=100?,Y,Y,N,等键释放,参考程序,P3_7=1;,，将P3_7置1以保证正确输入,P1,/P1,P1,;/P1,例5. 数码管动态显示原理与编程,数码管与单片机的接口方式有静态显示接口和动态显示接口之分。,静态显示：静态显示接口是一个并行口接一个数码管，其优点是：被显示数据只要送入并行口后就不再需要CPU干预，因而显示效果稳定。但该方法占用资源较多,动态显示：动态显示接口是将所有数码管的个段码线对应端并联起来分别接在8位并行口的对应口线上，而每位数码管的公共端分别由另外一个口的不同I/O线控制。,数码管动态显示接口示意图,动态显示：动态显示采用循环导通1位数码管截止其它数码管的做法。当循环显示间隔时间较小（如10ms）时，由于人眼的暂留特性，将看不出数码管的闪烁。动态显示接口的特点是占用资源较少，但由于显示值需要CPU随时刷新，故占用机时较多。,六位共阴极LED动态显示接口,7407驱动LED的段,P1.0P1.5作位选经7404驱动连接各LED的com端,要求数码管从左至右显示123456。,程序设计 将要显示的数123456的七段码依次放入数组,从数组中取第1个七段码送P0口，控制从左开始选通数码管显示，显示几毫秒后，左移修改字选控制码。,然后从数组取下一待显数的七段码送P0口在下一位显示，如此循环逐位显示完6位，再从头开始。,#include char led_mod =0x06, 0x5b ,0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d;,void delay(unsigned int time);,void main() unsigned char i; /定义控制从数组中取七段码的位置变量 unsigned char led_vei; /定义存字选控制码变量,while(1) led_vei = 0x01; /字选控制码初值（点亮最左边数码管）,for(i = 0;i 6;i+) /循环6次逐个点亮, P0= led_mod i ; /取数组中第i个字型七段码送P0口 P1 = led_vei; /字选控制码送P1口 delay(30); led_vei = _crol_(led_vei,1); /字选控制码循环左移1位 ,void delay(unsigned int time) unsigned int j=0; for( ; time0; time-) for(j=0; j125; j+) ; ,（3）行列式键盘原理与编程,前面例题中的按键都是每键分别接在一根IO口线上，这称为独立式键盘。它的电路简单，易于编程，但占用的IO口线较多，当需要较多按键时可能产生IO资源紧张问题，这时应采用行列式键盘。,行列式键盘方案的一般做法是，将IO口分为行线和列线，按键置于行线和列线交叉位置的上方，行线则通过上拉电阻接正电源。按键压下时，行线和列线将发生短接，利用软件扫描技术可以判断出闭合状态。,44行列式键盘硬件电路图,行列式（矩阵）键盘识别的常用方法有两种： 列扫描法 线反转法,1) 列扫描法（逐列进行） 向某列线发出低电平信号, 如该列线上所设置的键没有任何一个按下的话, 则行线端口读回的是全“1”信号, 否则，得到非全“1”信号，且为“0”位的位置对应按键所在行的位置。 ,找到闭合键后, 获取其键值, 据此转至该键对应的功能程序。,为防止多键同时按下, 往往从第 0 列一直扫描到最后 1 列, 若只发现 1 个闭合键, 则为有效按键, 否则，全部作废。,行和列是人为认定的，为此认定：通过上拉电阻接电源的口线对应的是行线。,按键在闭合和断开瞬间会因弹簧开关的变形而产生电压波动现象，其按键抖动波形如图,按键抖动会造成一次按键对应多次响应的问题，需要采用措施消除抖动影响。单片机常用软件延时10ms的办法来消除抖动的影响。当检测到有键按下时，先延时10ms，然后再检测按键的状态，若仍是闭合状态，则认为真正有键按下。当需要检测到按键释放时，也需做同样的处理。,a.先检查是否键按下。 向列线端口送全列扫描码（列线全送“0”）,行线端口做输入（行线全送“1”）,然后,读入行线端口的状态，若行线中有为0位（即非全“1”），则有键按下。,c.判断按键位置。 进行逐列扫描，被扫描列送0，其余列送“1”，每次均读入行线端口状态，看哪条行线为“0” 。由行、列线的状态可判断是哪个键被按下(为“0”的行、列交叉处),d.计算确定按键的键号 N N=为0行的行首键号+（发现按键时正扫描的）列号,具体实现步骤,b.有键按下则延时除抖动。 即延时20mS左右，再次读行线端口看是否仍为有键按下,若有,则确认为一次有效按键。,4行X4列矩阵键盘控制如图 P1.4 - P1.7控制行线 P1.0 - P1.3控制列线,列扫描法汇编程序设计,行置1,MOV 30H,#0 ; 存键值单元清0 MOV P1,#0F0H ;列全“0”行全“1” MOV A, P1 ;读P1口 ANL A,#0F0H ;保留高4位 CJNE A，#0F0H， JIN ;判是否有按键, RET JIN: ACALL DELAY20ms JIN0: MOV R2, #4 ;循环列扫描次(R2记录扫到第几列) MOV R3,#01H ；起始列扫描码 R3,初始扫3号列 JIN1: MOV A, R3 ; 当前扫描码A CPL A ;获得本次列扫描信号 MOV P1, A ；列扫描输出 MOV A, P1 ；读键盘 ANL A, #0F0H ；保留读回的行信息 CJNE A，#0F0H， JIN2 ；判断有无按键,有则转JIN2 MOV A, R3 ；无按键，列扫描码A,准备扫下一列,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,+5v,P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P.10,3号列,0号列,RL A ;A右移1位, 修改列扫描码 MOV R3, A ;保存当前列扫描码 DJNZ R2, JIN1 ；4列未扫完继续循环 RET ;无键按下返回 JIN2: DEC R2 ;获得按键所在列的列号 MOV R1,#0 ; 0行行首键号 R1 JNB ACC.7, JIN3 ;是0行有键按下则转JIN3 MOV R1, #4 ;否则,1行行首键号 R1 JNB ACC.6, JIN3 ;是1行有键按下则转JIN3 MOV R1, #8 ;否则, 2行行首键号 R1 JNB ACC.5, JIN3 ;是2行有键按下则转JIN3 MOV R1, #12 否则, 3行行首键号 R1 JIN3: MOV A, R1 ;按键所在行的行首键号 A ADD A, R2 ;计算键值=行首键号+列号 MOV 30H，A ；存键值到30H单元 JN4：MOV A， P1 ；读键盘,等待键释放 ANL A， #0F0H ；保留行状态值 CJNE A，#0F0H, JN4 ;若行状态值不为全”1”则转 RET,2) 线反转法 线反转法比列扫描法速度快, 但在硬件上要求行线与列线外接上拉电阻。方法