单片机系统开发-单片机软件设计课件

1、单片机软件设计目录程序的编写、编译Keil C环境设置创建项目1、基于AT89C52处理器2、新建源代码文件，并保存命名xxx.c3、右键点击“Source Groupxx”将.c “Add Files to Group ”程序的编写、编译程序编写：Demo示例/*功能：IO口操作，点亮一个LED*/#include /包含头文件,包含特殊功能寄存器的定义sbit LED=P00;/ 用sbit 关键字 定义 LED到P0.0端口/* 主函数*/void main (void) /此方法使用bit位对单个端口赋值 LED=1; /将P0.0口赋值 1，对外输出高电平 LED=0; /将P0.0

2、口赋值 0，对外输出低电平，此时点亮了LED while (1) /主循环 /主循环中添加其他需要一直工作的程序 程序的编写、编译Keil C环境设置Target：设置时钟晶振为12MHzOutput：选中Create HEX File选项， 编译后会生成Hex文件， 用于下载到单片机中。Debug：左侧配置软件仿真模式； 右侧配置硬件调试器仿真。 （默认即可）程序的编写、编译程序编译编译查看编译输出结果目录程序的下载AT89S52USB ASP / ISP通常为免驱型请实用带保险的USB下载器，以便保护电脑U口程序的下载AT89S52USB ASP / ISP下载软件：AVR fighter

3、Progisp目录基础程序设计延迟函数估算延迟函数/* uS延时函数，参数 unsigned char t，其值范围是 0255。晶振12M。大致延时 长度如下 T=t x 2+5 uS */void DelayUs2x(unsigned char t) while(-t);/* mS延时函数，参数 unsigned char t，范围是 0255。晶振12M*/void DelayMs(unsigned char t) while(t-) /大致延时1mS DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); 精确延时请使用汇编机器周期指令周期晶振频率基础程序设计IO操作对单片机的

4、控制，其实就是对I/O口的控制，无论单片机对外界进行何种控制，或接受外部的何种控制，都是通过I/O口进行的。51单片机总共有P0、P1、P2、P3四个8位双向输入输出端口，每个端口都有锁存器（即专用寄存器P0P3 ）、输出驱动器和输入缓冲器。每个IO口有一个IO口寄存器Px,而且这个寄存器可以位寻址Px.n（定义详见 reg51.h 或 reg52.h）基础程序设计IO操作1、当P0作为I/O口使用时，特别是作为输出时，输出级属于开漏电路，接拉电流负载时必须外接上拉电阻才会有高电平输出；如果作为输入，必须先向相应的锁存器写“1”，才不会影响输入电平。2、P1、P2和P3口为准双向口,在内部差别

5、不大,但使用功能有所不同。P3第二功能各引脚功能定义：P3.0：RXD串行口输入P3.1：TXD串行口输出P3.2：INT0外部中断0输入P3.3：INT1外部中断1输入P3.4：T0定时器0外部输入P3.5：T1定时器1外部输入P3.6：WR外部写控制P3.7：RD外部读控制 P1口是用户专用8位准双向I/O口，具有通用输入/输出功能,每一位都能独立地设定为输入或输出。当有输出方式变为输入方式时,该位的锁存器必须写入“1”,然后才能进入输入操作。 P2口是8位准双向I/O口。外接I/O设备时,可作为扩展系统的地址总线，输出高8位地址,与P0口一起组成16位地址总线。基础程序设计IO操作示例i

6、nclude sbitbv=P20;/定义位变量，关联P2.0管脚。sbit是数据类型intmain(void) unsignedcharpv;/位操作，以P2口的第0位为例：bv=0;/直接对P2口的第0位管脚输出低电平bv=1;/直接对P2口的第0位管脚输出高电平/总线操作输出数据，以P2口为例：P2=0 xaa;/直接赋值，P2口输出数据0 xaa/总线操作读取数据，以P2口为例：pv=P2;/直接读取P2口的数据放到pv变量return0;基础程序设计中断2.定时器控制寄存器 TCON /控制外部中断和定时器中断外部中断：IE0(IE1)：外部中断请求标志位 当外部中断INT0(INT

7、1)引脚出现有效的请求信号（接入低电平或下降沿信号时），此位由单片机自动置1，cpu开始响应，处理中断，而当入中断程序后由单片机自动置0.IT0(IT1):外部中断触发方式控制位/选择有效信号 IT0(IT1)=1:脉冲触发方式,下降沿有效。IT0(IT1)=0:电平触发方式,低电平有效。基础程序设计中断2.定时器控制寄存器 TCON /控制外部中断和定时器中断定时器中断： TF0(TF1):定时器/计数器溢出中断标志位当定时器、计数器计数溢出的时候，此位由单片机自动置1，cup开始响应，处理中断，而当进入中断程序后由单片机自动置0. TRO(TR1)：定时器/计数器启动位 TR0(TR1)=

8、1; 启动定时器/计数器 TR0(TR1)=0; 关闭定时器/计数器基础程序设计中断3.定时器工作方式TMOD低半字节（D0/D1/D2/D3）用来控制定时器/计数器0高半字节（D4/D5/D6/D7）用来控制定时器/计数器1GATE=0时，仅由TR0,TR1置位分别启动定时器T0、T1C/T=0时为定时功能,C/T=1时为计数功能（引脚外部脉冲）M0、M1方式选择功能基础程序设计中断4.定时器初值TL0/TH0（以12M晶振，工作方式1,16位计数器为例，定时Xus）1.时钟周期的时间t=1/12M=1/12 us 2.机器周期的时间T=12*1/12=1 us3. 每机器周期计数器+1，所

9、以计数器+1经过时间为 1 us16为计数器要全部置1（即达到65535）+1后，溢出才会触发中断，所以初值=（65536-X）4.将初值转化为16进制码，分别付给TH0和TL0eg：所定时间5ms；初值=（65536-5000）=60536=EC78；TH0=0XEC; TL0=0X78;程序中常用赋初值算法：TH0=(65536-20000)/256;TL0=(65536-20000)%256;基础程序设计中断5.串口控制寄存器SCON定时器中断： TI:串行口发送中断标志位当单片机串口发送完一帧数据后，此位由单片机自动置1，而当进入中断服务程序后是不会自动清0的， 必须由用户在中断服务中

10、用软件清0.RI:串行口接收中断标志位当单片机串口接收完一帧数据后，此位由单片机自动置1，而当进入中断服务程序后是不会自动清0的，必须由用户在中断服务软件中用软件清0.基础程序设计定时器中断示例void Init_Timer0(void) TMOD |= 0 x01; /使用模式1，16位定时器，“|”可使多个定时器互不影响 TH0=(65536-60000)/256; /赋初值 （定时60ms） TL0=(65536-60000)%256; EA=1; /总中断打开 ET0=1; /定时器中断打开 TR0=1; /定时器开关打开main() Init_Timer0(); while(1);/

11、* 定时器中断子程序*/void Timer0_isr(void) interrupt 1 using 1 TH0=(65536-60000)/256; /重新赋值 TL0=(65536-60000)%256; LED=LED; /指示灯反相，可以看到闪烁Demo：定时器中断0基础程序设计外部中断示例功能：通过中断接口P3.2连接的独立按键测试，P0口的LED灯反向，边沿触发main() P0=0 xaa; /P0口初始值 EA=1; /全局中断开 EX0=1; /外部中断0开 IT0=1; /边沿触发（IT0=0电平触发） while(1) /在此添加其他程序 /*外部中断程序*/void

12、ISR_Key(void) interrupt 0 using 1 P0=P0; /进入中断程序执行程序，/此时可以通过 EA=0指令暂时关掉中断 串口中断以后再介绍Demo：外部中断0边沿触发基础程序设计发光二极管LED灌电流拉电流 ？控制负载，尽量使用低电平有效（上电初始化，所有IO为高电平）单个LED控制sbit led0 = P10;led0 = 0; /开灯led0 =1; /关灯整个P1口控制：流水灯unsigned char tmp=0 xfe;while(1) P1= tmp; delay(); tmp = (tmp1)|1); if(tmp=0 xff) tmp=0 xfe;

13、低电平有效Demo：LED流水灯基础程序设计蜂鸣器控制程序9013驱动高电平有效sbit beer = P04;beer = 0; /鸣叫beer =1; /关闭通过不同的间隔时间，可以达到类似倒车雷达的效果void beer_freq (unsigned char t) beer = !beer; /鸣叫 or 关闭 DelayMs(t);Demo：蜂鸣器基础程序设计步进电机Uln2003驱动步进电机1、拍数：电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例：四相四拍运行方式：AB-BC-CD-DA-AB四相八拍运行方式： A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A 2、步距角：对应一个脉冲信号

14、，电机转子转过的角位移用表示。减速电机28BYJ-48-5步进角度：5.625 x 1/64减速比：1/64*因为这个是带减速齿轮的（减速比1/64） ，最后输出轴上步进角是5.625/64=0.08789度。 *对于电机，是64个脉冲为一圈。对于输出轴，是4096个脉冲为一圈（6464）。电机转64圈，输出轴转1圈。实测512*4为一圈？基础程序设计步进电机接线方式:IN1 - P00 IN2 - P01 IN3 - P02 IN4 - P03#define MotorData P0 /步进电机控制接口定义uchar phasecw4 =0 x08,0 x04,0 x02,0 x01;/正转

15、 电机导通相序 D-C-B-Auchar phaseccw4=0 x01,0 x02,0 x04,0 x08;/反转 电机导通相序 A-B-C-Duchar speed_delay;/顺时针转动void MotorCW(void) uchar i; for(i=0;i4;i+) MotorData=phasecwi; Delay_xms(speed_delay);/转速调节 /逆时针转动void MotorCCW(void) uchar i; for(i=0;i4;i+) MotorData=phaseccwi; Delay_xms(speed_delay);/转速调节 基础程序设计数码管（4

16、位一体共阴极）段选位选*缺少驱动电路模块，暂时无法在mini系统中实验基础程序设计液晶屏LCD1602控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等80字节显示数据存储器DDRAM通常只用每行前16个DDRAM 地址：0X80 + 相对地址基础程序设计液晶屏LCD1602读状态 输入：RS=L，RW=H，E=H 输出：DB0DB7=状态字 写指令 输入：RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0DB7=指令码 输出：无 读数据 输入：RS=H，RW=H，E=H 输出：DB0DB7=数据 写数据 输入：RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0DB7=数据 输出：无 基础程序设计液晶屏LCD

17、1602判忙函数：读状态 bit LCD_Check_Busy(void) DataPort= 0 xFF; RS_CLR; RW_SET; EN_CLR; _nop_(); EN_SET; return (bit)(DataPort & 0 x80); 输入：RS=L，RW=H，E=H输出：DB0DB7=状态字 基础程序设计液晶屏LCD1602写入命令函数 void LCD_Write_Com(unsigned char com) while(LCD_Check_Busy(); /忙则等待 RS_CLR; RW_CLR; EN_SET; DataPort= com; _nop_(); EN_

18、CLR; 写地址命令LCD_Write_Com(0 x80 + x); LCD_Write_Com(0 xC0 + x); 输入：RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0DB7=指令码 输出：无 基础程序设计液晶屏LCD1602写入数据函数 void LCD_Write_Data(unsigned char Data) while(LCD_Check_Busy(); /忙则等待 RS_SET; RW_CLR; EN_SET; DataPort= Data; _nop_(); EN_CLR; 输入：RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0DB7=数据 输出：无 基础程序设计液晶屏LCD160

19、2初始化函数void LCD_Init(void) LCD_Write_Com(0 x38); /*显示模式设置*/ DelayMs(5); LCD_Write_Com(0 x38); DelayMs(5); LCD_Write_Com(0 x38); DelayMs(5); LCD_Write_Com(0 x38); LCD_Write_Com(0 x08); /*显示关闭*/ LCD_Write_Com(0 x01); /*显示清屏*/ LCD_Write_Com(0 x06); /*显示光标移动设置*/ DelayMs(5); LCD_Write_Com(0 x0C); /*显示开及光标

20、设置*/ 基础程序设计液晶屏LCD1602功能函数封装写入字符串函数 void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) ;写入字符函数 void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data);Demo：LCD1602显示目录典型模块化程序传感器数据采集数字量（开关量）数字量（总线式:1-Wire/IIC/SPI/CAN）矩阵键盘串口通信窗口转无线LCD12864液晶显示NOKIA5110液晶显示红外解码典型模块化程

21、序传感器开关量低电平有效MQ2烟雾检测模块 光照强度传感器模块声音检测传感器模块震动检测传感器模块湿度HR202模块模块火焰检测传感器模块高电平有效人体感应模块Demo：传感器模块-开关量实质：直接读取IO电平灵敏度可调（蓝色电位器调节）预热2分钟典型模块化程序传感器数字总线温度传感器DS18B20（1-Wire总线）Demo：温度采集（DS18B20）Pin名称注释1GND地2DQ数字信息输出端3VDD外界供电电源输入端，在寄生电源接线方式时接地典型模块化程序传感器数字总线DTH11温湿度传感器（1-Wire总线）功能：采集DHT11数据，显示到LCD1602上，超预定值报警LCD1602

22、数据端口P2 ，控制端口rs/rw/en:P05-P07DHT11 数据端口DO：P10报警输出端口： P00 低电平有效DHT11测试模块变量定义及函数封装：sbit rtio = P10 ;uchar data_byte;uchar RH,RL,TH,TL;void start();/开始信号uchar receive_byte();/接收一个字节void receive();/接收数据Demo：温湿度采集（DHT11）典型模块化程序传感器数字总线建议测量周期：60ms以上距离=高电平持续时间uSx声速340M/S / 2 =高电平持续时间uSx uS/58 cmDemo：超声波测距（LC

23、D1602）典型模块化程序红外解码Demo： 红外解码1838万能接收头P3.3口，中断方式按遥控器按键，液晶显示4组码值，分别是：用户码 用户码 数据码 数据反码Eg： BOLE-HORSE Code:1E-1E-00-FF典型模块化程序红外套件Demo：无线遥控方向盘2272-M4非锁四路无线遥控遥控方向盘： UPLEFT RIGHT DOWN脚位名称功能说明1VT 输出状态指示2D3数据输出3D2数据输出4D1数据输出5D0数据输出65V电源正极7GND 电源负极8ANT接天线端典型模块化程序串口通信仅使用三根线即可TTL to TTL RS232 to RS232典型模块化程序串口通信

24、参数：串口号 波特率 数据位 奇偶校验位 停止位 数据流控制典型模块化程序串口发送示例/* 初始化串口中断，timer 1, mode 2, 8-bit 重装*/void InitUART (void) SCON = 0 x50; / SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 TMOD |= 0 x20; / TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重装 TH1 = 0 xF4; / TH1: 重装值可使用专用小工具计算 TR1 = 1; / TR1: timer 1 打开 EA = 1; /打开总中断 ES = 1; /打开串口中断 /* 发送一个字节*/void SendByte(unsigned char dat) SBUF = dat; while(!TI); TI = 0;T1作为通讯波特率发生器Demo：MCU to PC串口通信典型模块化程序串口收发示例Demo：MCU & PC双工通信/* 接收一个字节*/void UART_SER (void) interrupt 4 /串行中断服务程序 unsigned cha