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李晶 第4章 单片机的C语言编程 C51 一些例子 n LED先奇数亮，再偶数亮，循环3次； 从左到右流水灯，从右到左流水灯，循环3次； 两边到中间流水灯，中间到两边流水灯，循环3 次； 8个LED闪烁3次 关闭LED，停机 n 数码管从左到右流水显示0-F，-,. n 带蜂鸣（滴滴滴）的流水灯 n 数码管每隔0.1s显示765432-765398的值（六位数 ） 每隔0.5s流水灯 数码管显示结束，流水灯也停止 然后LED开始闪烁 3s后LED关闭，数码管显示HELLO n S17每按下一次，数码管显示+1 n S1按下，数码管显示0,S2按下，数码管显示1.S16 按下，数码管显示F n7. 1602液晶显示 n8. music n9. 温度数码管显示 n10. 温度液晶显示 n11. 继电器的吸合 n12. 步进电机 n此外，还有很多，有待你的开发 C51 nC语言是嵌入式系统中一种通用的程序设计语言 n特点 数据类型丰富 运算符丰富 代码率高（8051上的C语言的代码长度，已经做 到了汇编水平的1.21.5倍。4K字节以上的程度 ，C语言的优势更能得到发挥。 ） 在关键部位还能嵌入汇编语言代码，从而挖掘程 序的最高潜力 C51的优势 n应用广泛单片机、DSP、ARM等 nC语言程序本身不依赖于硬件系统，更易于移植 nC语言有丰富的数学函数，支持浮点运算 nC语言开发效率高，可读性强，可维护性强 C51相对于ASM51的优点 n对单片机的指令系统不需要了解，仅需知道存储结 构即可 n寄存器的分配、不同存储器的寻址及数据类型等细 节均由编译器管理 n程序结构化更强 n丰富的库 n模块化编程，移植性强 C51的数据类型 n数据类型的作用？ n编译系统为数据安排存储单元，要决定数据单元的数量 数据类型长度（bit ） 长度（byte ） 值域范围 bit10，1 unsigned char810255 signed char81128127 unsigned int162065535 signed int162 3276832767 unsigned long32404294967295 signed long3242147483648 +2147483647 float3241.176E-383.40E+38 一般指针243存储空间065535 C51数据存储类型 存储类型与存储空间的对应关系 data直接寻址片内数据存储区，访问速度快（128字节） bdata可位寻址片内数据存储区，允许位与字节混合访问（16字节） idata 间接寻址片内数据存储区，可访问片内全部RAM地址空间（256 字节） pdata分页寻址片外数据存储区（256字节），由MOVX Ri访问 xdata寻址片外数据存储区（64K字节），有MOVX DPTR访问 code寻址代码存储区（64K字节），有MOVC A+DPTR访问 C51数据存储类型的扩充 C51定义SFR 定义方法：两个关键字：sfr和sbit 1.定义特殊功能寄存器用sfr sfr PSW=0xD0；/*定义程序状态字PSW的地址为D0H*/ sfr TMOD=0x89；/*TMOD的地址为89H*/ sfr P1=0x90；/*定义P1口的地址为90H*/ 2.定义可位寻址的特殊功能寄存器的位用sbit sbit CY=0xD7；/*定义进位标志CY的地址为D7H*/ sbit AC=0xD06；/*定义辅助进位标志AC的地址为D6H*/ sbit RS0=PSW3；/*定义RS0的地址为D3H*/ bit和sbit的不同 nsbit要在函数最外面定义，就是说必须定义成外部变 量. nbit可以在函数内部定义，也可以在函数外部定义 nsbit定义的是SFR(特殊功能寄存器)中可位寻址的某 一位 sbit aa=P10; nbit是一个数据类型，定义了位变量，在编译时，动 态分配1位的空间 bit cc=1； C51的运算符 1.算术运算符 模运算或取余运算符 为自增运算符 为自减运算符。 +i是先加后使用，i+是先使用后加 main() int i,j; i=5; j=i+; printf(“%d,%d“,i,j); main() int i,j; i=5; j=+i; printf(“%d,%d“,i,j); 关系运算符 小于 小于等于 大于 大于等于 等于 ！ 不等于 前4个优先级高，后两个低 逻辑运算符 else if (a=2) c=20; else if (a=3) c=30; else if (a=4) c=40; else c=0; a=3,c=? switch/case语句 switch/case语句的一般形式如下： 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n+1； whilewhile语句语句 vv一般形式：一般形式： while(while(表达式表达式) ) 循环体语句循环体语句； vv执行流程：执行流程： 表达式 循环体 假(0) 真(非0) while 用用whilewhile语句实现循环语句实现循环 二 循 环 语 句 用用whilewhile语句实现循环语句实现循环 n n 特点：先判断表达式，后执行循环体特点：先判断表达式，后执行循环体 n n 说明：说明： 循环体有可能一次也不执行循环体有可能一次也不执行 循环体可为任意类型语句循环体可为任意类型语句 下列情况，退出下列情况，退出whilewhile循环循环 条件表达式不成立（为零）条件表达式不成立（为零） 循环体内遇循环体内遇break,gotobreak,goto 无限循环无限循环: while(1): while(1) 循环体循环体; ; do whiledo while语句语句 vv一般形式：一般形式： do do 循环体语句；循环体语句； while(while(表达式表达式);); vv执行流程：执行流程： do 循环体 表达式 假(0) 真(非0) while 用用do-whiledo-while语句实现循环语句实现循环 特点：特点：先执行先执行 循环体，后判循环体，后判 断表达式断表达式 说明：说明： 至少执行一至少执行一 次循环体次循环体 一般形式：一般形式：for( for( 表达式表达式1 1 ; ; 表达式表达式2 2 ; ; 表达式表达式3 3 ) ) 循环体语句；循环体语句； 执行流程：执行流程： 表达式表达式2 循环体 假(0) 真(非0) for 表达式表达式1 表达式表达式3 用用forfor语句语句实现循环实现循环 1)1) 先求解表达式先求解表达式1 1 2)2) 求解表达式求解表达式2,2,值为真则值为真则 执行循环体执行循环体, ,然后执行然后执行 第第3 3步步; ;值为假值为假, ,则结束则结束 循环循环, ,转到第转到第5 5步步. . 3)3) 求解表达式求解表达式3 3 4)4) 转回第转回第2 2步继续执行步继续执行 5)5) 循环结束循环结束, ,执行执行forfor语句语句 后面的程序后面的程序. . forfor语句一般应用形式语句一般应用形式： for(for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值) ) 循环体语句；循环体语句； 说明：说明： l lforfor语句中语句中表达式表达式1, 1, 表达式表达式2 ,2 ,表达式表达式3 3 类型任意，都可省略，类型任意，都可省略，循环体也可循环体也可省略省略, ,但但 分号；不可省分号；不可省 l l无限循环无限循环: for(;): for(;) l lforfor语句可以转换成语句可以转换成whilewhile结构结构 n一般，发光二极管的点亮电流为3mA10mA nLED的压降为1.7V（红），2V（黄），2.2V（绿） 点亮1个LED 电路原理图 +5V 1.7V 3.3V 1K300 点亮1个LED 电路原理图 8位双向总线驱动器 DIR=1，数据AB DIR=0，数据BA 点亮一个LED 方法1：对P2操作 #include void main() P2=0xfe; 方法2：对P20操作 #include sbit P20=P20; void main() P20=0; 1个LED的闪烁 对P2操作 #include void main() P2=0xfe; P2=0xff; 现象：中度点亮LED 要实现闪烁，必须加延时操 作 #include #define uint unsigned int void main() while(1) /删去试试 uint a; P2=0xfe; a=51000; /选取 半秒 while(a-); P2=0xff; a=51000; while(a-); 8个 LED 的闪 烁 #include #define uint unsigned int void main() uint a; P2=0x00; a=51000; while(a-); P2=P2; a=51000; while(a-); 读程序，分析现象 #include void main() P2=0xfe; while(1) P2=P2 void main() P2=0xfe; while(1) unsigned int a; /注意 P2=P2 #define uint unsigned int void main() code uint pp9=0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; uint i,a; while(1) for(i=0;i #include #define uchar unsigned char uchar a; void main() P2=0xfe; while(1) P2=_crol_(P2,1); a=51000;while(a-); 延时语句的位置合理否？ 延时函数 void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=56;y0;y-) ; void main() P2=0xfe; while(1) delay(1000); P2=_crol_(P2,1); 函数的定义 n一般格式 合法标识符 函数返回值类型 缺省int型 无返回值void 函数体 函数类型 函数名（形参类型说明表） 说明部分 语句部分 现代风格: 例 有参函数（现代风格） int max(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); 例 有参函数（传统风格） max(x,y) int x,y; int z; z=xy?x:y; return(z); 例 空函数 void dummy( ) 函数体为空 例 无参函数 void printstar( ) printf(“*n”); 函数调用时的数据传递方法函数调用时的数据传递方法 形式参数和实际参数形式参数和实际参数 在调用函数时，大多数情况下，主调函数和在调用函数时，大多数情况下，主调函数和 被调用函数之间有数据传递关系。这就是前面被调用函数之间有数据传递关系。这就是前面 提到的有参函数。前面已提到：在定义函数时提到的有参函数。前面已提到：在定义函数时 函数名后面括弧中的变量名称为函数名后面括弧中的变量名称为“形式参数形式参数” （简称（简称“形参形参”），在主调函数中调用一个函），在主调函数中调用一个函 数时，函数名后面括弧中的参数数时，函数名后面括弧中的参数( (可以是一个表可以是一个表 达式达式) )称为称为“实际参数实际参数”（简称（简称“实参实参”）。）。 n形参与实参 形式参数：定义函数时函数名后面括号中 的变量名 实际参数：调用函数时函数名后面括号中 的表达式 c=max(a,b); （main 函数） （max 函数） max(int x, int y) int z; z=xy?x:y; return(z); 例 比较两个数并输出大者 main() int a,b,c; scanf(“%d,%d“, c=max(a,b); printf(“Max is %d“,c); int max(int x, int y) int z; z=xy?x:y; return(z); 形参 实参 说明： 实参必须有确定的值 形参必须指定类型 形参与实参类型一致，个数相同 若形参与实参类型不一致，自动按形参 类型转换函数调用转换 形参在函数被调用前不占内存;函数调用 时为形参分配内存；调用结束，内存释 放 从左到右流水灯，从右到左流水 灯，熄灭，闪烁5次，重复 void main() while(1) uint i; P2=0xfe; /1 for(i=0;i #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-)for(y=56;y0;y-); void main() uchar temp; unsigned int i,j; for(j=0;j main() a=c; int a=7,c; delay(10) void delay(); char i; for(i=0;i void delay(char zz) char i; for(i=zz;i n#include n#define uint unsigned int nvoid main() n n uint aa,bb; n xdata uint result; n aa=DBYTE0x20; n bb=DBYTE0x35; n result =aa*bb; n 思考：结果存到哪里去了 ？ ？ n若改成 xdata uchar result; 结果存放相同吗？ 指针变量说明举例 (2)(2)被指数据类型被指数据类型 被指存贮类型被指存贮类型 * *指针变量存贮类型指针变量存贮类型 指针变量指针变量 例如 long code * xdata px; /*和上面定义等同*/ px为指针型 变量 被指向的存 贮器的数据 类型为长型 px指向程 存贮器 px自身在外部 数据存贮器中 longxdatacode*px ； 指针变量说明指针变量说明有两种格式：有两种格式： （1 1） 指针变量存储类型指针变量存储类型 被指数据类型被指数据类型 被指存储类型被指存储类型 * *指针变量名；指针变量名； （ 其中其中 为可选项为可选项 ） 如：如： data char xdata *pd； /*与上例等效*/ 例如 long xdata *px； /*指针变量px指向long型xdata区(被指的数据在 xdata区，每 个数据占四个单元，指针自身在默认存贮器(如不指定编译模 式在data区)，指针长度为2个字节*/ 例如 char xdata *data pd； /* 指针变量pd指向字符型xdata区，自身在data区，长度2字节*/ n说明： 1.” * ”号不可少，它表示变量为指针变量。 2.指针变量说明格式中的 为可选项 如 被指存贮类型 缺省，则指针定义为通用型 如 指针变量存贮类型 缺省、指针变量则存放在默认 存贮区或者在data区。 n 如果指针可指向任何存贮空间，指针定义为通用型指 针， 表示此时指针长度为3字节 第一字节第二字节第三字节 存贮类型编码所指地址的高八位所指地址的低八位 存贮器类 型 idataxdatapdatadatacode 编 码(v4.0)12345 编 码(v5.0)001-2-1 通用型指针的存贮类型编码如下： 表中v4.0、v5.0表示 C51的版本 例如指针变量px值 为0x021203 (v4.0版) 或为0x001203 (v5.0版) 即指针指向xdata 区的1203H地址单元。 如： char *pd； /* pd 定义为通用型指针*/ 4.4.4 指向数组的指针变量 n如果用一个变量存放一个数组的地址，这个变量就 称为指向数组的指针变量. n数组的起始地址称为数组指针，一个数组a 的起 始地址用a表示。 n指向数组的指针变量的定义和赋值 设定义了一个数组a5和一个指针变量ap: char data a5; char data *ap; n 仅此两句并不能说明变量ap是指向数组的，还必须将 数组的起始地址赋给该变量： ap=a; /*数组a 的起始地址赋给指针变量ap*/ 或 ap= /*意义同上*/ 也可以使定义和赋值在一条语句完成： char data *apa； 或 char data * ap= 2) 利用指向数组的指针变量引用数组元素 指向数组的指针变量引用数组元素有两种方法： *(ap+i) 或 ap(i) ，它们等同于*(a+i)或a (i) 例 main() char a5=11,22,33,44,55; char b,c,d; char *ap; ap=a; /* ap等于数组a5的起始地址*/ b=a+2; /* b等于数组元素a2的地址 */ c=ap+3; /* c等于数组元素a3的地址 */ d=*(ap+3); /* d等于数组元素a3的值， 即d=44 ，等同于d=a (3) */ 编程将8051的内部数据存储器20H单元和35H单元 的数据相乘，结果存到外部数据存储器中(位置不定 ) #include void main() int data *point1=0x20; int data *point2=0x35; xdata int result; result=(*point1)*(*point2); 用并行口设计LED数码显示器 和键盘电路 n键盘和显示器是单片机应用系统中常用的输入输出装 置。 nLED数码显示器是常用的显示器之一 n下面介绍用单片机并行口设计LED数码显示电路和键盘 电路的方法。 用并行口设计LED显示电路 1. LED显示器及其原理 nLED有着显示亮度高，响应速度快的特点，最常用的是七 段式LED显示器，又称数码管。 n七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点 发光二极管组成，根据各管的亮暗组合成字符。 n常见LED的管脚排列见图5.4(a)。其中COM为公共点，根据 内部发光二极管的接线形式，可分成共阴极型图(5.4(b) 和共阳极型图(5.4(c)。 a b c d e f g dp (a)(b)共阴极型(c)共阳极型 cd edp 12345 6 78910 a b f g com com a b c e f a b c d e f g dp com com 图5.4 g d 0 0 1 1 1 1 1 1 3fh dp g f e d c b a LED数码管的ga七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压 而不能发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之 为字形码(段码) a b c d e f g dp cd edp 12345 6 78910 a b f g com com a b c e f com g d 如显示 ”0”,字形 码为3fh. a b c d e f g dp 12345 6 78910 a b f g com com a b c e f g x g f e d c b a 0 0 0 0 0 1 1 0 06h 显示”1”,字形码为06h. d 显示”2”,字形码为5bh. x g f e d c b a 0 1 0 1 1 0 1 1 5bh dp com a b c d e f g dp cd e 12345 6 78910 com com a b c e f g d 显示字符段符号 共阴共阳 03FH C0 106H F9 25BH A4 34FH B0 466H 99 56DH 92 67DH 82 707H F8 87FH 80 96FH 90 A 77H 88 B 7CH 83 C 39H C6 D 5EH A1 E 79H 86 F 71H 84 H 76H FF P F3H BF 显然共阳极和共阴 极的字形码是不同 的 ，其字形码见表 n2.LED数码管的接口 n数码管的接口有静态接口和动态接口。 n静态接口为固定显示方式，无闪烁，其电路可采用一个并行 口接一个数据管，数码管的公共端按共阴或共阳分别接地或 Vcc。这种接法占用接口多，如果PO口和P2口要用作数据线和 地址线，仅用单片机的并行口就只能接二个数码管。 n动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频 率较高时，利用人眼的暂留特性 ，看不出闪烁显示现象，这 种显示需要一个接口完成字形码的输出(字形选择)，另一接口 完 成各数码管的轮流点亮(数位选择)。 原 理 图 P10 P11 P12 000 111 S11S14 S21S24 位选 P20 P27 DP20DP27 a b c d e f g dp 段选 Eg.左边第二个数码管显示0F,熄灭，停机 nuchar code duma=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00; /数 值0F 熄灭 void delay(uchar zz) uchar x,y; for(x=zz;x0;x-) for(y=56;y0;y-) ; void main() uchar i; P1=0x01; for(i=0;i1)|0x80; delay(1000); P2=0xff; delay(1000); for(k=0;k void delay(int a) while(a-)； int i; unchar code tab16=0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71, 0x76, 0x73 ; void main() while(1) for(i=1;i16;i+) P1=i%8; P2=tabi; delay(51000); 数码管显示temp中的值（两位数） void main() uint temp=13; uint ge,shi; while(1) shi=temp/10; ge=temp%10; P1=weix0; P2=dumashi; delay(10); P1=weix1; P2=dumage; delay(10); 不加延时语句会是什么现象？ 动态显示 写一个函数，调用它显示一个3位数 void display(uint temp) uint ge,shi,bai; ge=temp%10; shi=temp%100/10; bai=temp/100; P1=weix0;P2=dumabai;delay(10); P1=weix1;P2=dumashi;delay(10); P1=weix2;P2=dumage;delay(10); void main() uint num=123; while(1) display(num); 加1显示器（000999） void main() uint num=0; while(1) if(num=1000) num=0; display(num); delay(1000); num+; 什么现象？ 十位，百位闪烁的厉害 刷新频率不够 正确思路 void main() uint num=0,time; while(1) for(time=0;time10;time+)display(num);/通过循环延 时 num+; if(num=1000) num=0; 作业： n用动态扫描方式，显示12345678 n用动态扫描方式，显示10009999 用并行口设计键盘电路 n键盘是计算机系统中不可缺少的输入设备，当按键 少时可接成线性键盘 LED +5V Vcc - EA RST 10uF 1K P2.0 89S51 P1.0 1K 30P 30P XTAL1 XTAL2 GND 89C51 +5V Vcc - EA RST 10uF 1K89S51 +5V 1K 30P 30P XTAL1 XTAL2 GND 89C51 S19 n独立键盘的检测： n先给对应I/O口P10赋1，然后读取I/O口P10的状态值 n如果P10=0，则按键按下 n否则，未按下 n写程序完成按下S19，点亮第一个LED（P20控制） sbit P10=P10; sbit P20=P20; void main() P10=1; while(1) if(P10=0) P20=0; else P20=1; S17（与P32相连）每按下一次，数码管显示+1（09 ） sbit key1=P32; uint num=0; void main() P1=0x02; P2=duma0; while(1) if(key1=0)/确定按键是否按下 num+; if(num=10) num=0; P2=dumanum; 什么现象