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51单片机入门1

 共同成长888 2016-05-28
        我们在单片机最小系统上接个LED,看我们能否点亮它!对了,上面也有好几次提到过单片机最小系统了,所谓单片机最小系统就是在单片机
上接上最少的外围电路元件让单片机工作。一般只须连接晶体、VCC、GND、RST即可,一般情况下,AT89C51的31脚须接高电平。
#include      //头文件定义。或用#include其具体的区别在于:后者定义了更多的地址空间。
    //在Keil安装文件夹中,找到相应的文件,比较一下便知!
    sbit P1_0 = P1 ^ 0;
    void main (void)
{
  while(1)
  {
  P1_0 = 0;//低电平有效,如果把LED反过来接那么就是高电平有效
  }
}

    就那么简单,我们就把接在单片机P1_0上的LED点亮了,当然LED是低电平,才能点亮。因为我们把LED的正通过电阻接至VCC。
    P1_0 = 0; 类似与C语言中的赋值语句,即把 0 赋给单片机的P1_0引脚,让它输出相应的电平。那么这样就能达到了我们预先的要求了。
while(1)语句只是让单片机工作在死循环状态,即一直输出低电平。如果我们要试着点亮其他的LED,也类似上述语句。这里就不再讲了。
    点亮了几个LED后,是不是让我们联想到了繁华的街区上流动的彩灯。我们是不是也可以让几个LED依次按顺序亮呢?答案是肯定的!其
实显示的原理很简单,就是让一个LED灭后,另一个立即亮,依次轮流下去。假设我们有8个LED分别接在P1口的8个引脚上。硬件连接,在
P1_1--P1_7上再接7个LED即可。例程如下:
#include

sbit P1_0 = P1 ^ 0;
sbit P1_1 = P1 ^ 1;
sbit P1_2 = P1 ^ 2;
sbit P1_3 = P1 ^ 3;
sbit P1_4 = P1 ^ 4;
sbit P1_5 = P1 ^ 5;
sbit P1_6 = P1 ^ 6;
sbit P1_7 = P1 ^ 7;

void Delay(unsigned char a)
{
  unsigned char i;
  while( --a != 0)
  {
  for(i = 0; i < 125; i++);  //一个 ; 表示空语句,CPU空转。
           //i 从0加到125,CPU大概就耗时1毫秒
}

void main(void)
{
  while(1)
  {
  P1_0 = 0;
    Delay(250);
  P1_0 = 1;

  P1_1 = 0;
    Delay(250);
  P1_1 = 1;

  P1_2 = 0;
    Delay(250);
  P1_2 = 1;

  P1_3 = 0;
    Delay(250);
  P1_3 = 1;

  P1_4 = 0;
    Delay(250);
  P1_4 = 1;

  P1_5 = 0;
    Delay(250);
  P1_5 = 1;

  P1_6 = 0;
    Delay(250);
  P1_6 = 1;

  P1_7 = 0;
  Delay(250);
  P1_7 = 1;
  }
}


    sbit 定义位变量,unsigned char a 定义无符字符型变量a,以节省单片机内部资源,其有效值为0~255。main函数调用Delay()函数。
Delay函数使单片机空转,LED持续点亮后,再灭,下一个LED亮。while(1)产生循环。





(三)

    上面我们讲了如何使LED产生流动,但是你是否发现一个问题:写的太冗长了!能不能再简单点呢?可以!可以使用C51的内部函数
INTRINS.H实现。函数unsigned char _crol_(unsigned char a, unsigned char n) 可以使变量a循环左移n位,如果我们先给P1口赋
0000 0001那么当n为1时,便会产生和上面一样的效果!
#include
#include

void Delay(unsigned char a)
{
  unsigned char i;
  while( --a != 0)
  {
  for(i = 0; i < 125; i++);
  }
}

void main(void)
{
  unsigned char b, i;
  while(1)
  {
  b = 0xfe;
  for(i = 0; i < 8; i++)
  {
    P1 = _crol_(b, 1);
              b = P1;
    Delay(250);
  }
  }
}



    INTRINS.H函数中的unsigned char _cror_(unsigned char a, unsigned char n)右移也可以实现同样的效果!这里就不再累述。
    流水灯的花样很多,我还写过那种拉幕式的流动等,程序很简单,有兴趣的朋友,可以自己试着写写!
    对了,讲了那么多,有些朋友一定还不知道编译软件怎么用?这里给大家介绍几个吧?WAVE(伟福)大家一定听说过吧!还有一个
就是KEIL2,我用的就是KEIL2,下面就来讲讲如何使用KEIL2这个编译软件!
  1.安装软件,这个应该不用再讲了吧!
  2.安装完后,启动KEIL软件左击Project-->New Project-->输入文件名-->选择我们所以使用的芯片(这里我们一般用到Atmel的
AT89C51或AT89C2051,点确定。
  3.点File-->New-->输入我们编写的程序,保存为.C文件。(一般情况下,我们保存的文件名和前面的工程名一样。)

  4.展开Target 1 -->右击Source Group 1 -->Add Files to Group 'Source Group 1'-->选择刚才保存的.C文件点击ADD后,关闭对
话框。这样.C文件就被加到了Source Group 1 下。
  5.右击Target 1-->Options  for 'Target 1' -->Target中填写晶体的大小,Output中,在Create HEX Files 前打上钩,点确
定。
  6.点Project-->Rebuild All Traget Files ,若提示
                                  creating hex file from "XXX"...
      "XXX" - 0 Error(s), 0 Waring(s).
表示编译和生成HEX文件成功!接下来的就是把HEX文件烧到单片机中,或是仿真器上,看是否达到预先的目的!
  嘿嘿!现在是否自己好有成就感了,如果让你去做个流水彩灯,开发一个简单的产品,只要加上驱动电路,就可以做出漂亮的流动彩灯
了!到现在为止,你应该知道单片机的功能有多强大了吧,如果单纯的用数字电路或模拟电路的知识去设计一个流动彩灯,可能要花点工夫
和时间才行,有了单片机,那就不一样了,你只要写程序控制他就行!有人说过这样一句话,也并不无道理的,学单片机,程序思想很重要!






(四)

    呵呵,朋友!相信你的流水灯也做的不错了吧,现在能玩出几种花样了?你可能会说,只要你想得到,想怎么流就怎么流!呵呵,是的。
但是工程师们设计这么一个单片机,并不是只为了让它做流水灯的,那样也太浪费点了吧 ... ^_^
    学过数字电路的朋友,一定动手做过8路或者6路的抢答器。用纯粹的数字电路知识来做,自己设计电路,感到比较困难!抢答器上用的显
示器多为7段数码管,这里我们来讲讲,如何用单片机让数码管显示0-9。抢答器的实现,我们放到后面再来探讨,因为抢答器还涉及了键盘的
内容。8段数码管分为共阴和共阳两种。8段数码管是由8个LED组成(还包括一个小数点)。若为共阳,则8个LED的阳级是连接在一起的,同理
若为共阴,则阴极连接在一起。8个LED对应的标号如下:
          a
          __
      f |  | b    
        |__|
        |g | c
      e |__| . dp
          d
    一般情况下,为了计算或取码的方便,我们把a-dp依次接到单片机某个口上的Px.0--Px.7上。x表示0,1,2,3其中的一个。这样我们只
要给某个口,赋一个值,则相应的LED段就被点亮,但是在硬件连接上要注意了:单片机可能不能直接驱动LED,所以我们可以通过控制三级管
的导通或截止,来控制LED的亮与灭!
    如果我们把共阴的数码管的a--dp依次接到单片机的P0.0--P0.7上,注意:P0口需接上拉电阻。何为上拉电阻,简单的说,就是把电平拉
高,以提高驱动能力。那么比如:P0 = 0X3F;则显示为数字 0 。因为0X3F 即为2进制的 0011 1111 我们低位往高位数,依次为1111 1100,
其I/O的电平分别为高、高、高、高、高、高、低、低,即对应的a--dp 为亮、亮、亮、亮、亮、亮、灭、灭,由上图我们可以看出g和dp段不
亮其他段均亮,即为我们所看到的数字 0 字样。其他的数字或字符,也同理可以得到。但是有些朋友就会问,那我们每取一个字模,岂不是
很麻烦?还有自己考虑高低电平什么的?^-^ 呵呵,其实网上有很多LED取模软件,如果有一定计算机编程语言的朋友,也可以试着自己写个
取模的程序,让计算机为我们计算,诸如上述0X3F的数值。
#include

void Delay(unsigned char a)
{
  unsigned char i;
  while( --a != 0)
  {
  for(i = 0; i < 125; i++);
  }
}

void main(void)
{
  P0 = 0X3F;  //显示 0
  Delay(250);//延时
  P0 = 0X00;//短暂的关闭显示,若不关闭,可能会造成显示模糊不清。
  
  P0 = 0X06; //显示 1
  Delay(250);
  P0 = 0X00;
  
  ...  //以下显示数字2-F,略。
}

    看到这里,想必大家一定可以把0-F显示出来了吧!但是如果要你显示两位数,三位数呢?或许,有的朋友会这么想:在P0口上接一个
数码管,再在P1口上接个数码管!但是,如果要显示4位、5位的数字呢?那岂不是一块AT8951都接不过来!难到就不能接4位或5位以上的吗?
肯定不是的!
    说到这里,我们来讲讲数码管的显示方式,可分为两种:动态扫描和静态显示。上面我们所说的即为静态显示。但是如果我们采用动态扫
描显示,那么就可以解决上面的问题,即可以显示多个数码管了。上面我们所说的静态显示把数码管的COM脚接至VCC或GND端,其他的接至PX
口上,这样只要PX口上输出相应的高低电平,就可以显示对应的数字或字符。但是如果我们采用动态扫描的方法,比如显示6个数码管,硬件
连接可以这样解决:a--dp还是接至P0.0--P0.7上,还有6个COM脚再接至另外口的P2.0--P2.5。P0口作段选(控制数字字符)P2口作位选(选

通哪个数码管导通)这样我们控制P0和P2口就可以控制6个数码管了。但是,细心的朋友,会问这样的问题:P2位选,是让数码管一个一个亮
的,那还是不能控制6个一起亮或灭嘛!? ^_^ 想想好象是对的哦?怎么办...难道错了?
    嘿嘿,问你个问题?黑夜里,拿着一支烟,在你面前快速的晃动,你会发现什么样的现象?是不是原本不连续的点变成了一条看上去连
续的曲线或者直线!再回过头来,仔细想想我们的数码管!原理是一样的,你可别忘了,我们的单片机可是一个计算机哦,计算机的运算速
度,大家可想而知吧!
    这里再说说51单片机的机器周期和时钟周期等概念。所谓机器周期就是访问一次存储器的时间。而1个机器周期包括12个时钟周期。如果
单片机工作在12M晶体下,那么一个时钟周期为:1/12微妙。一个机器周期12*1/12 = 1微妙。如果晶体为6M,时钟周期和机器周期各是多少呢
?在汇编中,我们还要关心,指令执行的机器周期长短不一,有1个周期、2个周期和4个周期等。
    说着说着,跑了这么远了...还是回到原来的话题,如果我们把位选的P2也看作上面的“烟”一划而过,那么我们看到的是不是6个一起亮
或一起灭了!  ^_^  哈哈,原来如此...      记住,在任何某一时刻,有且只有一个数码管能发光。如果你能把这句话理解了,你是真明白
我的意思了!朋友,现在给你个任务,让6个数码管分别显示1、2、3、4、5、6。看你自己可以搞定不?你自己先试着写写看咯...

#include

void Delay(unsigned char a)
{
  unsigned char i;
  while( --a != 0)
  {
  for(i = 0; i < 125; i++);
  }
}

void main(void)
{
  while(1)
  {
  P0 = 0x06;//1的码段
  P2 = 0x01;//选通一位,或者P2_0 = 1;
  Delay(20);//延时约20毫秒
  P0 = 0X00;//关闭显示

  P0 = 0x5b;//2的码段
  P2 = 0x02; //选通一位,或者P2_1 = 1;
  Delay(20);
  P0 = 0X00;
  
  P0 = 0x4f;//3的码段
  P2 = 0x04; //选通一位,或者P2_2 = 1;
  Delay(20);
  P0 = 0X00;
  
  P0 = 0x66;//4的码段
  P2 = 0x08; //选通一位,或者P2_3 = 1;
  Delay(20);
  P0 = 0X00;

  P0 = 0x6d;//5的码段
  P2 = 0x10;//选通一位,或者P2_4 = 1;
  Delay(20);
  P0 = 0X00;
  
  P0 = 0x7d;//6的码段
  P2 = 0x20;//选通一位,或者P2_5 = 1;
  Delay(20);
  P0 = 0X00;
  }
}




(五)

    相信大家一定见过数字时钟,教学楼大厅一定有吧。每次路过,基本上只是随便瞟上一眼,根本没去想过他的工作原理什么。但是今天
你也可以把他做出来了,是不是觉得自己很有成就感呢!呵呵! ^_^
    接上面所讲的,我们先来做个简单的实验:在一个数码管上轮流显示0--9这10个数字。还楞着干什么,快动手写程序呀!好象有点难哦,
要不先不要往下看了,嘿嘿,关机吧,自己先去想想,怎么样?
#include

unsigned char code SEG_TAB[ ] ={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //0-9数字

void Delay(unsigned int a)  //unsigned int 定义为无符整形,取值范围为0--32768
{
  unsigned char i;
  while( --a != 0)
  {
  for(i = 0; i < 125; i++);
  }
}

void main(void)
{
  unsigned char i;
  while(1)
  {
  for(i = 0; i < 10; i++)
  {
    P0 = SEG_TAB[ i ];  //取SEG_TAB数组中的值
    P2 = 0X01;
    Delay(1000);
  }
  }
}

    是不是显示从0--9,跳动显示,你的心是不是也跟着一起跳呀,离我们的目标又迈进了一步!不错,继续努力!
    上面只显示了一个数码管的数字0--9,但是怎么样要让他显示6个数字呢?这样我们就可以做个时钟出来玩玩了!还记不记得我们前面
讲过的P2口的位选作用!嘿嘿,没忘记就好!
#include

unsigned char hour = 12, min = 0, sec = 0;
unsigned char code SEG_TAB[ ] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //0-9数字

void Delay(unsigned char a)
{
  unsigned char i;
  while( --a != 0)
  {
  for(i = 0; i < 125; i++);
  }
}

void disp(void)
{
  P0 = SEG_TAB[ sec % 10 ];//显示秒的个位
  P2 = 0X01;
  Delay(15);
  P2 = 0;

  P0 = SEG_TAB[ sec / 10 ];//显示秒的十位
  P2 = 0X02;
  Delay(15);
  P2 = 0;

  P0 = SEG_TAB[ min % 10 ];//显示分的个位
  P2 = 0X04;
  Delay(15);
  P2 = 0;

  P0 = SEG_TAB[ min / 10 ];//显示分的十位
  P2 = 0X08;
  Delay(15);
  P2 = 0;

  P0 = SEG_TAB[ hour % 10 ];//显示时的个位
  P2 = 0X10;
  Delay(15);
  P2 = 0;

  P0 = SEG_TAB[ hour / 10 ];//显示时的十位
  P2 = 0X20;
  Delay(15);
  P2 = 0;
}
  
void main(void)
{
  while( 1 )
  {
  disp( );
  }

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