單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)及C語(yǔ)言編程基礎(chǔ)

單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu)：

1、 DIP40雙列直插；
2、 P0，P1，P2，P3四個(gè)8位準(zhǔn)雙向I/O引腳；（作為I/O輸入時(shí)，要先輸出高電平）
3、 電源VCC（PIN40）和地線GND（PIN20）；
4、 高電平復(fù)位RESET（PIN9）；（10uF電容接VCC與RESET，即可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位）
5、 內(nèi)置振蕩電路，外部只要接晶體至X1（PIN18）和X0（PIN19）；（頻率為主頻的12倍）
6、 程序配置EA（PIN31）接高電平VCC；（運(yùn)行單片機(jī)內(nèi)部ROM中的程序）
7、 P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1
　　單片機(jī)內(nèi)部I/O部件：(所為學(xué)習(xí)單片機(jī)，實(shí)際上就是編程控制以下I/O部件，完成指定任務(wù))
1、 四個(gè)8位通用I/O端口，對(duì)應(yīng)引腳P0、P1、P2和P3；
2、 兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1）
3、 一個(gè)串行通信接口；（SCON，SBUF）
4、 一個(gè)中斷控制器；（IE，IP）

　　針對(duì)AT89C52單片機(jī)，頭文件AT89x52.h給出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定義。教科書(shū)的160頁(yè)給出了針對(duì)MCS51系列單片機(jī)的C語(yǔ)言擴(kuò)展變量類(lèi)型。

單片機(jī)C語(yǔ)言編程基礎(chǔ)

1、 十六進(jìn)制表示字節(jié)0x5a：二進(jìn)制為01011010B；0x6E為01101110。
2、 如果將一個(gè)16位二進(jìn)數(shù)賦給一個(gè)8位的字節(jié)變量，則自動(dòng)截?cái)酁榈?位，而丟掉高8位。
3、 ++var表示對(duì)變量var先增一；var—表示對(duì)變量后減一。
4、 x |= 0x0f;表示為 x = x | 0x0f;
5、 TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示給變量TMOD的低四位賦值0x5，而不改變TMOD的高四位。
6、 While( 1 ); 表示無(wú)限執(zhí)行該語(yǔ)句，即死循環(huán)。語(yǔ)句后的分號(hào)表示空循環(huán)體，也就是{;}

　　在某引腳輸出高電平的編程方法：（比如P1.3（PIN4）引腳）

#include //該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號(hào)化定義，其中包含P1.3
void main( void ) //void 表示沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口
{
P1_3 = 1; //給P1_3賦值1，引腳P1.3就能輸出高電平VCC
While( 1 ); //死循環(huán)，相當(dāng) LOOP: goto LOOP;
}

　　注意：P0的每個(gè)引腳要輸出高電平時(shí)，必須外接上拉電阻（如4K7）至VCC電源。

　　在某引腳輸出低電平的編程方法：（比如P2.7引腳）

#include //該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號(hào)化定義，其中包含P2.7
void main( void ) //void 表示沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口
{
P2_7 = 0; //給P2_7賦值0，引腳P2.7就能輸出低電平GND
While( 1 ); //死循環(huán)，相當(dāng) LOOP: goto LOOP;
}

　　在某引腳輸出方波編程方法：（比如P3.1引腳）

#include //該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號(hào)化定義，其中包含P3.1
void main( void ) //void 表示沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口
{
While( 1 ) //非零表示真，如果為真則執(zhí)行下面循環(huán)體的語(yǔ)句
{
P3_1 = 1; //給P3_1賦值1，引腳P3.1就能輸出高電平VCC
P3_1 = 0; //給P3_1賦值0，引腳P3.1就能輸出低電平GND
} //由于一直為真，所以不斷輸出高、低、高、低……，從而形成方波
}

　　將某引腳的輸入電平取反后，從另一個(gè)引腳輸出：（ 比如 P0.4 = NOT( P1.1) ）

#include //該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號(hào)化定義，其中包含P0.4和P1.1
void main( void ) //void 表示沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口
{
P1_1 = 1; //初始化。P1.1作為輸入，必須輸出高電平
While( 1 ) //非零表示真，如果為真則執(zhí)行下面循環(huán)體的語(yǔ)句
{
if( P1_1 == 1 ) //讀取P1.1，就是認(rèn)為P1.1為輸入，如果P1.1輸入高電平VCC
{ P0_4 = 0; } //給P0_4賦值0，引腳P0.4就能輸出低電平GND
else //否則P1.1輸入為低電平GND
//{ P0_4 = 0; } //給P0_4賦值0，引腳P0.4就能輸出低電平GND
{ P0_4 = 1; } //給P0_4賦值1，引腳P0.4就能輸出高電平VCC
} //由于一直為真，所以不斷根據(jù)P1.1的輸入情況，改變P0.4的輸出電平
}

　　將某端口8個(gè)引腳輸入電平，低四位取反后，從另一個(gè)端口8個(gè)引腳輸出：（ 比如 P2 = NOT( P3 ) ）

#include //該頭文檔中有單片機(jī)內(nèi)部資源的符號(hào)化定義，其中包含P2和P3
void main( void ) //void 表示沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有函數(shù)返值，這入單片機(jī)運(yùn)行的復(fù)位入口
{
P3 = 0xff; //初始化。P3作為輸入，必須輸出高電平，同時(shí)給P3口的8個(gè)引腳輸出高電平
While( 1 ) //非零表示真，如果為真則執(zhí)行下面循環(huán)體的語(yǔ)句
{ //取反的方法是異或1，而不取反的方法則是異或0
P2 = P3^0x0f //讀取P3，就是認(rèn)為P3為輸入，低四位異或者1，即取反，然后輸出
} //由于一直為真，所以不斷將P3取反輸出到P2
}

　　注意：一個(gè)字節(jié)的8位D7、D6至D0，分別輸出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，則P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四個(gè)引腳都輸出低電平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四個(gè)引腳都輸出高電平。同樣，輸入一個(gè)端口P2，即是將P2.7、P2.6至P2.0，讀入到一個(gè)字節(jié)的8位D7、D6至D0。
1、 接電源：VCC（PIN40）、GND（PIN20）。加接退耦電容0.1uF
2、 接晶體：X1（PIN18）、X2（PIN19）。注意標(biāo)出晶體頻率（選用12MHz），還有輔助電容30pF
3、 接復(fù)位：RES（PIN9）。接上電復(fù)位電路，以及手動(dòng)復(fù)位電路，分析復(fù)位工作原理
4、 接配置：EA（PIN31）。說(shuō)明原因。

　　發(fā)光二極的控控制：?jiǎn)纹瑱C(jī)I/O輸出

　　將一發(fā)光二極管LED的正極（陽(yáng)極）接P1.1，LED的負(fù)極（陰極）接地GND。只要P1.1輸出高電平VCC，LED就正向?qū)ǎ▽?dǎo)通時(shí)LED上的壓降大于1V），有電流流過(guò)LED，至發(fā)LED發(fā)亮。實(shí)際上由于P1.1高電平輸出電阻為10K，起到輸出限流的作用，所以流過(guò)LED的電流小于（5V-1V）/10K = 0.4mA。只要P1.1輸出低電平GND，實(shí)際小于0.3V，LED就不能導(dǎo)通，結(jié)果LED不亮。
開(kāi)關(guān)雙鍵的輸入：輸入先輸出高

　　一個(gè)按鍵KEY_ON接在P1.6與GND之間，另一個(gè)按鍵KEY_OFF接P1.7與GND之間，按KEY_ON后LED亮，按KEY_OFF后LED滅。同時(shí)按下LED半亮，LED保持后松開(kāi)鍵的狀態(tài)，即ON亮OFF滅。

#include
#define LED P1^1 //用符號(hào)LED代替P1_1
#define KEY_ON P1^6 //用符號(hào)KEY_ON代替P1_6
#define KEY_OFF P1^7 //用符號(hào)KEY_OFF代替P1_7
void main( void ) //單片機(jī)復(fù)位后的執(zhí)行入口，void表示空，無(wú)輸入?yún)?shù)，無(wú)返回值
{
KEY_ON = 1; //作為輸入，首先輸出高，接下KEY_ON，P1.6則接地為0，否則輸入為1
KEY_OFF = 1; //作為輸入，首先輸出高，接下KEY_OFF，P1.7則接地為0，否則輸入為1
While( 1 ) //永遠(yuǎn)為真，所以永遠(yuǎn)循環(huán)執(zhí)行如下括號(hào)內(nèi)所有語(yǔ)句
{
if( KEY_ON==0 ) LED=1; //是KEY_ON接下，所示P1.1輸出高，LED亮
if( KEY_OFF==0 ) LED=0; //是KEY_OFF接下，所示P1.1輸出低，LED滅
} //松開(kāi)鍵后，都不給LED賦值，所以LED保持最后按鍵狀態(tài)。
//同時(shí)按下時(shí)，LED不斷亮滅，各占一半時(shí)間，交替頻率很快，由于人眼慣性，看上去為半亮態(tài)
}

　　數(shù)碼管的接法和驅(qū)動(dòng)原理及單片機(jī)編程

　　一支七段數(shù)碼管實(shí)際由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，其中7個(gè)組形構(gòu)成數(shù)字8的七段筆畫(huà)，所以稱(chēng)為七段數(shù)碼管，而余下的1個(gè)發(fā)光二極管作為小數(shù)點(diǎn)。作為習(xí)慣，分別給8個(gè)發(fā)光二極管標(biāo)上記號(hào)：a,b,c,d,e,f,g,h。對(duì)應(yīng)8的頂上一畫(huà)，按順時(shí)針?lè)较蚺?，中間一畫(huà)為g，小數(shù)點(diǎn)為h。

　　我們通常又將各二極與一個(gè)字節(jié)的8位對(duì)應(yīng)，a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7)，相應(yīng)8個(gè)發(fā)光二極管正好與單片機(jī)一個(gè)端口Pn的8個(gè)引腳連接，這樣單片機(jī)就可以通過(guò)引腳輸出高低電平控制8個(gè)發(fā)光二極的亮與滅，從而顯示各種數(shù)字和符號(hào)；對(duì)應(yīng)字節(jié)，引腳接法為：a(Pn.0)，b(Pn.1)，c(Pn.2)，d(Pn.3)，e(Pn.4)，f(Pn.5)，g(Pn.6)，h(Pn.7)。
如果將8個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極（陰極）內(nèi)接在一起，作為數(shù)碼管的一個(gè)引腳，這種數(shù)碼管則被稱(chēng)為共陰數(shù)碼管，共同的引腳則稱(chēng)為共陰極，8個(gè)正極則為段極。否則，如果是將正極（陽(yáng)極）內(nèi)接在一起引出的，則稱(chēng)為共陽(yáng)數(shù)碼管，共同的引腳則稱(chēng)為共陽(yáng)極，8個(gè)負(fù)極則為段極。

　　以單支共陰數(shù)碼管為例，可將段極接到某端口Pn，共陰極接GND，則可編寫(xiě)出對(duì)應(yīng)十六進(jìn)制碼的七段碼表字節(jié)數(shù)據(jù)如右圖：

　　16鍵碼顯示的單片機(jī)程序

　　我們?cè)赑1端口接一支共陰數(shù)碼管SLED，在P2、P3端口接16個(gè)按鍵，分別編號(hào)為KEY_0、KEY_1到KEY_F，操作時(shí)只能按一個(gè)鍵，按鍵后SLED顯示對(duì)應(yīng)鍵編號(hào)。

#include
#define SLED P1
#define KEY_0 P2^0
#define KEY_1 P2^1
#define KEY_2 P2^2
#define KEY_3 P2^3
#define KEY_4 P2^4
#define KEY_5 P2^5
#define KEY_6 P2^6
#define KEY_7 P2^7
#define KEY_8 P3^0
#define KEY_9 P3^1
#define KEY_A P3^2
#define KEY_B P3^3
#define KEY_C P3^4
#define KEY_D P3^5
#define KEY_E P3^6
#define KEY_F P3^7

Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六進(jìn)數(shù)作為數(shù)組下標(biāo)，可直接取得對(duì)應(yīng)的七段編碼字節(jié)
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
{0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
void main( void )
{
unsigned char i=0; //作為數(shù)組下標(biāo)
P2 = 0xff; //P2作為輸入，初始化輸出高
P3 = 0xff; //P3作為輸入，初始化輸出高
While( 1 )
{
if( KEY_0 == 0 ) i=0; if( KEY_1 == 0 ) i=1;
if( KEY_2 == 0 ) i=2; if( KEY_3 == 0 ) i=3;
if( KEY_4 == 0 ) i=4; if( KEY_5 == 0 ) i=5;
if( KEY_6 == 0 ) i=6; if( KEY_7 == 0 ) i=7;
if( KEY_8 == 0 ) i=8; if( KEY_9 == 0 ) i=9;
if( KEY_A == 0 ) i=0xA; if( KEY_B == 0 ) i=0xB;
if( KEY_C == 0 ) i=0xC; if( KEY_D == 0 ) i=0xD;
if( KEY_E == 0 ) i=0xE; if( KEY_F == 0 ) i=0xF;
SLED = Seg7Code[ i ]; //開(kāi)始時(shí)顯示0，根據(jù)i取應(yīng)七段編碼
}
}