单片机应用技术项目式教程课件：城市路口交通灯的设计

单片机应用技术项目式教程—基于Proteus和KeilCSINGLE-CHIP

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城市路口交通灯的设计C语言知识回顾01C51基础知识0203城市路口交通灯的设计04知识要点流水灯的设计

串行通信技术学会使用Ｐｒｏｔｅｕｓ软件绘制交通灯硬件电路图01学会使用Ｋｅｉｌ软件进行Ｃ５１的软件程序设计并调试信波特率的选择与设计02掌握Ｃ５１的基本编程方法和常用头文件03掌握简单流水灯的设计和编程方法04学习要求实现城市路口交通灯的设计05走近科学单片机控制的常用显示器有很多种，如目前广泛使用的液晶显示器（ＬＣＤ）、多段数码管以及点阵显示器，常用于电子游戏、电子钟表、电视机等电子设备上。近年来，如ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）显示器和ＴＦＴ－ＬＣＤ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ－ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）显示器也已经问世ＯＬＥＤ除了具备高分辨率、高亮度、高对比度及低功耗的优点，还具备可弯曲、耐低温等特点，常用于高端手机及平板电脑显示等场合。2.1C语言简介2.1.1C语言的数据类型2.1.2C语言的分支结构与循环结构2.1.3C语言的数组2.1.4C语言的指针2.2C51的变量与常量2.2.1C51变量

2.2.2C51的常量2.2.3C51的头文件2.2.4C-51的运算符2.3C51指针2.4C51函数2.4.1函数定义2.4.2函数的调用2.4.3不带参数的函数写法及调用2.4.4带参数的函数写法及调用2.4.5中断函数2.5软件程序设计举例C语言简介2.1.1C语言的数据类型C语言的数据类型包括：基本类型、构造类型、指针类型、空类型四大类结构1.基本类型：char,short,int,long,float,double这六个关键字代表C语言里的六种基本数据类型。但是由于CPU位数或者系统位数的不同，数据类型可能占内存的大小不同，因此在使用前需要使用sizeof()对各个类型大小进行测试。2.构造类型：结构体struct、共用体union、数组和枚举类型A、定义结构体的一般格式为：struct结构名{类型变量名；类型变量名；}结构变量；例：有3个候选人，对候选人得票统计；每输入一个人的名字，count++.#include<stdio.h>structperson{charname[20];intcount;}leader[3]={“li”,0,”zhang”,0,”fang”,0};main(){inti,j;

charleader_name[20];for(i=1;i<=10;i++){scanf(%s”,leader_name);for(j=0;j<3;j++)if(strcmp(leader_name,leader[j].name)==0)leader[j].count++;}printf(“\n”);for(i=0;i<3;i++){printf(“%5s,%d\n”,leader[i].name,leader[i].count);}结构体应用举例B、定义共用体的一般格式为：不同类型的变量共用一段存储单元union共用体名{成员表列}变量表列；*结构体和共用体的区别：共用体占的存储空间长度是最长成员长度，即共用体的地址跟它各成员公用同一个地址。不允许对共用体变量做初始化赋值，赋值只能在程序中进行。C、数组：整形数组、浮点型、字符型D、枚举类型：enum

enumweekday{sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat}enumweekdayworkday,week_end;两个变量被定义成枚举类型，那么他们的值只能是sun---sat之间一个workday=mon;week_end=sun;3.指针类型：*4、空类型5.1.2C语言的分支结构与循环结构分支结构if(表达式)｛语句1；｝else{语句2；}switch/case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a:{语句a;}break;default{语句a+1;}switch(grade){case'A':/*注意,这里是冒号:并不是分号;*/printf("85-100\n");break;case'B':printf("70-84\n");break;case'C':printf("60-69\n");break;case'D':printf("<60\n");break;default:printf("error!\n");}应用举例2.循环结构控制语句（1）while语句构成的循环 当while括号里的条件为真时就执行后面的语句while(条件表达式){语句；}

例：求n!,n<=100（作业）（2）for语句构成的循环在明确循环的次数下for语句是使用最灵活的循环控制语句，完全可以代替while语句for(表达式1；表达式2；表达式3){语句；}For(i=0;i<=5;i++){sum=sum+a[i];b[i]--;}数组是一组数据存储位置，其中每个位置的名称相同，存储的数据类型相同。数组中的数据存储位置被称为数组元素。在使用数组时需要为其分配内存空间，例如：定义一个数组inta[num];需要在a数组放入num=5个整数，程序存储内存就得分配5个int型大小的空间inta[5];在设计程序时要合理定义数组的大小以免造成浪费。数组一个非常常用的功能就是查表，比如记录营业每个月份的开支，字形码表，和程序一起固化在存储器当中。2.1.3C语言的数组使用数组注意事项：数组元素从0开始编号，而不是从1开始，例如声明一个数组inta[5];那么该数组的第一个元素为a[0]。数组与数组之间不能直接赋值例如：错误写法inta[5]=b[5];如果数组之间要赋值，只能通过编程的方式进行赋值，正确写法：for(i=0;i<num;i++){b[i]=a[i];}2.1.4C语言的指针指针是一个存储计算机内存地址的变量。&运算符，获取变量的地址.变量的指针：

变量的地址就是变量的指针。指向变量的指针变量：

存放变量地址的变量是指针变量，或者说指向另一个变量指针变量。

定义指针变量指针变量定义的一般形式:

类型名*标识符如：int*p；定义了一个指针变量p，它指向一个整型变量。系统处理：在定义一个指针变量p以后，系统为这个指针变量分配了一个存储单元(4个字节)，用它来存放地址。但此时该指针变量并未指向一个确定的变量，因为该指针变量中未输入确定的地址。*要使一个整型的指针变量指向整型变量，必须将整型变量的地址赋给该指针变量。（1）指针变量前面的“*”，表示该变量的类型为指针型变量。

int*pointer_1,*pointer_2;

指针变量名是pointer_1、pointer_2，（2）在定义指针变量时必须指定基类型。（3）指向整型数据的指针变量表示为

int*，读作，指向整型的指针或简称int指针（4）请牢记，指针变量中只能存放地址(指针)，不将一个整型量(或任何其他非地址类型的数据)赋给一个指针变量。注意：指针类型作为形参时voidswap(int*a,int*b){intt=*a;*a=*b;*b=t;}思考：此次交换是存储空间的内容交换还是数据交换函数：求两数相除的返回值#include<stdio.h>intdivide(inta,intb,int*result);Void

main(){inta,b,result;scanf(“%d%d”,&a,&b);if(divide(a,b,&result))printf(“a/b=%d”,*result);elseprintf(“输入有误”)；}intdivide(inta,intb,int*result){intret=1;//函数返回的状态if(b==0)*result

=0;else{*result=a/b;}returnresult;}函数的返回值：求数组中元素的最大最小值#include<stdio.h>voidminmax(inta[],intlen,int*min,int*max);Void

main(){inta[]={1,2,3,4,5,6,88,140,255,423};intmin,max;minmax(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]),&min,&max);printf(“%d%d”,min,max);}注：sizeof(a)求出数组长度，单位字节；sizeof(a[0]求出一个元素占的字节数voidminmax(inta[],intlen,int*min,int*max){inti;*min=*max=a[0];for(i=1;i<len;i++){if(a[i]<*min){*min=a[i];}if(a[i]>*max){*max=a[i];}}}2.2C51的变量与常量1、变量的存储种类要在程序中使用变量必须先用标识符作为变量名，并指出所用的数据类型和存储模式，这样编译系统才能为变量分配相应的存储空间。定义一个变量的格式如：[存储种类]数据类型[存储器类型]变量名；存储种类和存储器类型可以填写也可以不填写。c51变量的存储种类一共有四种分别为：自动auto,静态static,外部extern，寄存器register变量的存储种类auto 自动变量（可以省略）动态存储register寄存器变量动态存储extern外部变量静态存储Static静态变量静态存储auto自动变量:凡未加存储类型说明的变量均为自动变量，自动变量可以省去auto。Register:为了提高运行速度，把局部变量值直接存储在CPU的寄存器中不存储在内存中（单片机中少有）register寄存器变量：各类变量都存放在存储器里，当对一个变量频繁读写时，必然要反复访问存储器，从而花费大量的存取时间。c提供了寄存器变量，这种变量存放在CPU的寄存器中，使用时不需要访问内存，直接从寄存器中读写，可提高效率。#include<stdio.h>main(){ registerinti,s=0; for(i=1;i<200;i++){ s=s+i; printf("s=%d\n",s);}注意：只有局部自动变量和形式参数才可以定义为寄存器变量。寄存器变量静态变量3.静态变量有时希望函数中的局部变量的值在函数调用结束后不消失而保留原值,这时就应该指定局部变量为静态局部变量,用关键字static进行声明。打印1！到N!main（）{intfactor（）;inti,n;printf（＂N=＂）;scanf（“%d\n＂,&n）;for（i=1;i<=n;i++）printf（＂%d!=%d\n＂,i,factor（i））;}静态变量举例#include<stdio.h>

intsum(inta){autointc=0;staticintb=5;

c++;b++;

printf("a=%d,\tc=%d,\tb=%d\t",a,c,b);

return(a+b+c);}main(){inti;inta=2;for(i=0;i<5;i++)printf("sum(a)=%d\n",sum(a));

}运行结果a=2,c=1,b=6sum(a)=9a=2,c=1,b=7sum(a)=10a=2,c=1,b=8sum(a)=11a=2,c=1,b=9sum(a)=12a=2,c=1,b=10sum(a)=13外部型变量extern外部变量(即全局变量)是在函数的外部定义的,它的作用域为从变量定义处开始,到本程序文件的末尾。如果外部变量不在文件的开头定义,其有效的作用范围只限于定义处到文件末尾。如果在定义点之前的函数想引用该外部变量,则应该在引用之前用关键字extern对该变量进行“外部变量声明”。表示该变量是一个已经定义的外部变量。有了此声明,就可以从“声明”处起,合法地使用该外部变量.用extern声明外部变量,扩展程序文件中的作用域#include<stdio.h>

inti=5;//定义全局变量，并初始化

voidtest(void){printf("insubfunctioni=%d\n",i);}#include<stdio.h>

externi;//声明引用全局变量i

intmain(void){printf("inmaini=%d\n",i);test();return0;}data:内部数据存储器(00H-7FH)

bdata:内部数据存储器(20H-2FH)idata:高128字节内部数据存储器Pdata：外部RAM256字节单元Xdata：64K，由于装入地址的位数不同，pdata区要比xdata区寻址要快。*其中：data:代表直接寻址的内部数据存储器idata:代表间接寻址的内部数据存储器。存储器类型data区code区bdata区pdata区idata区建立C51存储类型与存储空间的对应关系【存储种类】

数据类型

【存储类型】

变量名（标准C）（标准C）*括号项——可以缺省（但需有缺省值）C51变量定义的四要素:（C51特有）（标准C+C51）【存储种类】

数据类型

【存储类型】

变量名数据的不同格式叫做数据类型标准C语言的数据类型C51扩充数据类型：bit、sfr或sfr16、sbitbit型关键词bit用于定义一个位变量，语法规则：bit

bit_name

[=0或1];例如：bitdoor=0;//定义一个叫door的位变量且初值为0与标准C的变量定义相似：

inta=5;//定义一个初值为5的整形变量a//语法规则：intint_name[=常数];

sfr或sfr16型关键词sfr或sfr16用于定义SFR字节地址变量，语法规则：

sfr

或

sfr16sfr_name=

字节地址常数;例如，sfrP0=0x80;//定义P0口地址80H

sfrPCON=0x87;//定义PCON地址87H

sfr16DPTR=0x82;//定义DPTR的低端地址82H注意：C语言中十六进制整数是数值前加0x或0X前缀sbit型CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PD0^7

D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HD0HPSWD0^6

D0^5

D0^4

D0^3

D0^2

D0^1

D0^0

两种位地址表达形式：相对位地址、绝对位地址关键词sbit用于定义SFR位地址变量，三种定义形式：1）将SFR的绝对位地址定义为位变量名

sbit

bit_name=

位地址常数;例如，sbitCY=0xD7;3）将SFR的相对位位置定义位变量名sbitbit_name=

sfr_name

^

位位置;例如，sbitCY=PSW^7;2）将SFR的相对位地址定义为位变量名

sbit

bit_name=

sfr字节地址

^

位位置;例如，sbitCY=0xD0^7;

使用ｓｂｉｔ进行特殊功能位的定义：用一个已经声明的特殊功能寄存器的地址作为ｓｂｉｔ的基地址，“＾”后数字范围０～７，表示该寄存器的第几位。ｓｂｉｔ位名＝特殊功能寄存器名＾位置；例如：ｓｆｒＰＳＷ＝０ｘＤ０；ｓｂｉｔＣＹ＝ＰＳＷ＾７；ｓｂｉｔＡＣ＝ＰＳＷ＾６；STC15.H数据结构定义举例unsignedchardatasystem_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。数据结构定义举例位于片内RAM区无符号字符型自动型初值为零unsignedcharbdatastatus_byte;

unsignedintcodeunit_id[2]={0x1234,0x89ab};

staticcharm,n;

//定义status_byte为无符号字符型自动变量，该变量位于bdata区//定义unit_id[2]为无符号整型自动变量，该变量位于code区中，是长度为2的数组，且初值为0x1234和0x89ab。//定义m和n为2个位于data区中的有符号字符型静态变量。

C-51的包含的头文件通常有:STC15.hmath.hctype.hstdio.hstdlib.habsacc.h常用有:reg51.h（定义特殊功能寄存器和位寄存器）；

math.h（定义常用数学运算）；

#defineCBYTE((unsignedcharvolatilecode

*)0)#defineDBYTE((unsignedcharvolatiledata

*)0)#if!defined(__CX2__)#definePBYTE((unsignedcharvolatilepdata*)0)#endif#defineXBYTE((unsignedcharvolatilexdata*)0)

#defineCWORD((unsignedintvolatilecode

*)0)#defineDWORD((unsignedintvolatiledata

*)0)#if!defined(__CX2__)#definePWORD((unsignedintvolatilepdata*)0)#endif#defineXWORD((unsignedintvolatilexdata*)0)ABSACC.h_crol_

字符循环左移_cror_

字符循环右移

_irol_

整数循环左移

_iror_

整数循环右移

_lrol_长整数循环左移_lror_

长整数循环右移

Intrins.hC-51的运算符与C语言基本相同：+-*/

（加减乘除）>>=<<=

（大于大于等于小于小于等于）==!=

（测试等于测试不等于）&&||!

（逻辑与逻辑或逻辑非）>><<

（位右移位左移）&|(按位与按位或)^~(按位异或按位取反)与标准C语言基本相同：

if选择语言

switch/case多分支选择语言

while循环语言

do-while循环语言

for循环语言C51的基本语句

中断服务程序函数名（）interruptn

{}

㈨I/O口定义#include<absacc.h>#defineprotxbyte[0x1000]或用指针定义例1、清零程序(将2000H—20FFH的内容清零)

★C－51程序

#include<reg51.h>

//#defineucharunsignedcharmain(){inti;unsignedcharxdata*p=0x2000;

/*指针指向2000H单元*/for(i=0;i<256;i++){*p=0;p++;}/*清零2000H-20FFH单元*/}★例2：查找零的个数C－51程序#include<reg51.h>main(){unsignedcharxdata*p=0x2000;/*指针p指向2000H单元*/intn=0,i;for(i=0;i<16;i++){if(*p==0)n++;/*若该单元内容为零，则n+1*/p++;/*指针指向下一单元*/}p=0x2100;/*指针p指向2100H单元*/*p=n;/*把个数放在2100H单元中*/}例3：将外部存储器的000BH和000CH单元的内容互换(C51）使用absacc.h头文件进行绝对地址的访问，也可以用指针编程。#include<absacc.h>Voidmain()unsignedcharc;While(1){

c=XBYTE[11];XBYTE[11]=XBYTE[12];XBYTE[12]=C}例4、将1字节的二进制数转换成3个十进制数（BCD码）并存入20H开始的单元中Voidmain(){unsignedchar*p=0x0020;Unsignedcharnumber=123;*p=number/100;P++;*p=(number%100)/10;P++;*p=(number%100)%10;}举例：LED闪烁控制功能预处理命令---------函数说明------------全局变量定义------

主函数------------自定义函数---------局部变量定义---------

程序体

程序体------方法1：用if语句实现。#include“reg51.h”voidmain(){chara;while(1)

{a=P1;a=a&0x03;//屏蔽高6位if(a==0)P1=0xe3；elseif(a==1)P1=0xd3；elseif(a==2)P1=0xb3；elseP1