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单片机的外部结构： 2.P0，P1，P2，P3四个8位准双向I/O引脚；（作为I/O输入时，要先输出高电平） 4.高电平复位RESET（PIN9）；（10uF电容接VCC与RESET，即可实现上电复位） 5.内置振荡电路，外部只要接晶体至X1（PIN18）和X0（PIN19）；（频率为主频的12倍） 6.程序配置EA（PIN31）接高电平VCC；（运行单片机内部ROM中的程序） 7.P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1 单片机内部I/O部件：(所为学习单片机，实际上就是编程控制以下I/O部件，完成指定任务) 1.四个8位通用I/O端口，对应引脚P0、P1、P2和P3； 2.两个16位定时计数器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1） 3.一个串行通信接口；（SCON，SBUF） 4.一个中断控制器；（IE，IP） C语言编程基础： 1.十六进制表示字节0x5a：二进制为01011010B；0x6E为01101110。 2.如果将一个16位二进数赋给一个8位的字节变量，则自动截断为低8位，而丢掉高8位。 3.++var表示对变量var先增一；var—表示对变量后减一。 4.x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f; 5.TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示给变量TMOD的低四位赋值0x5，而不改变TMOD的高四位。 6.While( 1 ); 表示无限执行该语句，即死循环。语句后的分号表示空循环体，也就是{;} 在某引脚输出高电平的编程方法：（比如P1.3（PIN4）引脚） #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P1.3 void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 { P1_3 = 1; //给P1_3赋值1，引脚P1.3就能输出高电平VCC While( 1 ); //死循环，相当 LOOP: goto LOOP; } 注意：P0的每个引脚要输出高电平时，必须外接上拉电阻（如4K7）至VCC电源。 在某引脚输出低电平的编程方法：（比如P2.7引脚） #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2.7 void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 { P2_7 = 0; //给P2_7赋值0，引脚P2.7就能输出低电平GND While( 1 ); //死循环，相当 LOOP: goto LOOP; } 在某引脚输出方波编程方法：（比如P3.1引脚） #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P3.1 void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 { While( 1 ) //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句 { P3_1 = 1; //给P3_1赋值1，引脚P3.1就能输出高电平VCC P3_1 = 0; //给P3_1赋值0，引脚P3.1就能输出低电平GND } //由于一直为真，所以不断输出高、低、高、低……，从而形成方波 } 将某引脚的输入电平取反后，从另一个引脚输出：（ 比如 P0.4 = NOT( P1.1) ） #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P0.4和P1.1 void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 { P1_1 = 1; //初始化。P1.1作为输入，必须输出高电平 While( 1 ) //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句 { if( P1_1 == 1 ) //读取P1.1，就是认为P1.1为输入，如果P1.1输入高电平VCC { P0_4 = 0; } //给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND else //否则P1.1输入为低电平GND //{ P0_4 = 0; } //给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND { P0_4 = 1; } //给P0_4赋值1，引脚P0.4就能输出高电平VCC } //由于一直为真，所以不断根据P1.1的输入情况，改变P0.4的输出电平 } 将某端口8个引脚输入电平，低四位取反后，从另一个端口8个引脚输出：（ 比如 P2 = NOT( P3 ) ） #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2和P3 void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 { P3 = 0xff; //初始化。P3作为输入，必须输出高电平，同时给P3口的8个引脚输出高电平 While( 1 ) //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句 { //取反的方法是异或1，而不取反的方法则是异或0 P2 = P3^0x0f //读取P3，就是认为P3为输入，低四位异或者1，即取反，然后输出 } //由于一直为真，所以不断将P3取反输出到P2 } 注意：一个字节的8位D7、D6至D0，分别输出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，则P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四个引脚都输出低电平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四个引脚都输出高电平。同样，输入一个端口P2，即是将P2.7、P2.6至P2.0，读入到一个字节的8位D7、D6至D0。 将某端口8个引脚输入电平，低四位取反后，从另一个端口8个引脚输出：（ 比如 P2 = NOT( P3 ) ） #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2和P3 void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口 { P3 = 0xff; //初始化。P3作为输入，必须输出高电平，同时给P3口的8个引脚输出高电平 While( 1 ) //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句 { //取反的方法是异或1，而不取反的方法则是异或0 P2 = P3^0x0f //读取P3，就是认为P3为输入，低四位异或者1，即取反，然后输出 } //由于一直为真，所以不断将P3取反输出到P2 } 注意：一个字节的8位D7、D6至D0，分别输出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，则P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四个引脚都输出低电平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四个引脚都输出高电平。同样，输入一个端口P2，即是将P2.7、P2.6至P2.0，读入到一个字节的8位D7、D6至D0。 第一节：单数码管按键显示 单片机最小系统的硬件原理接线图： 1. 接电源：VCC（PIN40）、GND（PIN20）。加接退耦电容0.1uF 2. 接晶体：X1（PIN18）、X2（PIN19）。注意标出晶体频率（选用12MHz），还有辅助电容30pF 3. 接复位：RES（PIN9）。接上电复位电路，以及手动复位电路，分析复位工作原理 4. 接配置：EA（PIN31）。 发光二极的控制：单片机I/O输出 将一发光二极管LED的正极（阳极）接P1.1，LED的负极（阴极）接地GND。只要P1.1输出高电平VCC，LED就正向导通（导通时LED上的压降大于1V），有电流流过LED，至发LED发亮。实际上由于P1.1高电平输出电阻为10K，起到输出限流的作用，所以流过LED的电流小于（5V-1V）/10K = 0.4mA。只要P1.1输出低电平GND，实际小于0.3V，LED就不能导通，结果LED不亮。 开关双键的输入：输入先输出高 一个按键KEY_ON接在P1.6与GND之间，另一个按键KEY_OFF接P1.7与GND之间，按KEY_ON后LED亮，按KEY_OFF后LED灭。同时按下LED半亮，LED保持后松开键的状态，即ON亮OFF灭。 代码 1. #include 2. #define LED P1^1 //用符号LED代替P1_1 3. #define KEY_ON P1^6 //用符号KEY_ON代替P1_6 4. #define KEY_OFF P1^7 //用符号KEY_OFF代替P1_7 5. void main( void ) //单片机复位后的执行入口，void表示空，无输入参数，无返回值 6. { 7. KEY_ON = 1; //作为输入，首先输出高，接下KEY_ON，P1.6则接地为0，否则输入为1 8. KEY_OFF = 1; //作为输入，首先输出高，接下KEY_OFF，P1.7则接地为0，否则输入为1 9. While( 1 ) //永远为真，所以永远循环执行如下括号内所有语句 10. { 11. if( KEY_ON==0 ) LED=1; //是KEY_ON接下，所示P1.1输出高，LED亮 12. if( KEY_OFF==0 ) LED=0; //是KEY_OFF接下，所示P1.1输出低，LED灭 13. } //松开键后，都不给LED赋值，所以LED保持最后按键状态。 14. //同时按下时，LED不断亮灭，各占一半时间，交替频率很快，由于人眼惯性，看上去为半亮态 15. } 数码管的接法和驱动原理 一支七段数码管实际由8个发光二极管构成，其中7个组形构成数字8的七段笔画，所以称为七段数码管，而余下的1个发光二极管作为小数点。作为习惯，分别给8个发光二极管标上记号：a,b,c,d,e,f,g,h。对应8的顶上一画，按顺时针方向排，中间一画为g，小数点为h。 我们通常又将各二极与一个字节的8位对应，a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7)，相应8个发光二极管正好与单片机一个端口Pn的8个引脚连接，这样单片机就可以通过引脚输出高低电平控制8个发光二极的亮与灭，从而显示各种数字和符号；对应字节，引脚接法为：a(Pn.0)，b(Pn.1)，c(Pn.2)，d(Pn.3)，e(Pn.4)，f(Pn.5)，g(Pn.6)，h(Pn.7)。 如果将8个发光二极管的负极（阴极）内接在一起，作为数码管的一个引脚，这种数码管则被称为共阴数码管，共同的引脚则称为共阴极，8个正极则为段极。否则，如果是将正极（阳极）内接在一起引出的，则称为共阳数码管，共同的引脚则称为共阳极，8个负极则为段极。 以单支共阴数码管为例，可将段极接到某端口Pn，共阴极接GND，则可编写出对应十六进制码的七段码表字节数据如右图：
16键码显示的程序 我们在P1端口接一支共阴数码管SLED，在P2、P3端口接16个按键，分别编号为KEY_0、KEY_1到KEY_F，操作时只能按一个键，按键后SLED显示对应键编号。 代码 1. #include 2. #define SLED P1 3. #define KEY_0 P2^0 4. #define KEY_1 P2^1 5. #define KEY_2 P2^2 6. #define KEY_3 P2^3 7. #define KEY_4 P2^4 8. #define KEY_5 P2^5 9. #define KEY_6 P2^6 10. #define KEY_7 P2^7 11. #define KEY_8 P3^0 12. #define KEY_9 P3^1 13. #define KEY_A P3^2 14. #define KEY_B P3^3 15. #define KEY_C P3^4 16. #define KEY_D P3^5 17. #define KEY_E P3^6 18. #define KEY_F P3^7 19. Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节 20. // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F 21. {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71}; 22. void main( void ) 23. { 24. unsigned char i=0; //作为数组下标 25. P2 = 0xff; //P2作为输入，初始化输出高 26. P3 = 0xff; //P3作为输入，初始化输出高 27. While( 1 ) 28. { 29. if( KEY_0 == 0 ) i=0; if( KEY_1 == 0 ) i=1; 30. if( KEY_2 == 0 ) i=2; if( KEY_3 == 0 ) i=3; 31. if( KEY_4 == 0 ) i=4; if( KEY_5 == 0 ) i=5; 32. if( KEY_6 == 0 ) i=6; if( KEY_7 == 0 ) i=7; 33. if( KEY_8 == 0 ) i=8; if( KEY_9 == 0 ) i=9; 34. if( KEY_A == 0 ) i=0xA; if( KEY_B == 0 ) i=0xB; 35. if( KEY_C == 0 ) i=0xC; if( KEY_D == 0 ) i=0xD; 36. if( KEY_E == 0 ) i=0xE; if( KEY_F == 0 ) i=0xF; 37. SLED = Seg7Code[ i ]; //开始时显示0，根据i取应七段编码 38. } 39. } 第二节：双数码管可调秒表 解：只要满足题目要求，方法越简单越好。由于单片机I/O资源足够，所以双数码管可接成静态显示方式，两个共阴数码管分别接在P1（秒十位）和P2（秒个位）口，它们的共阴极都接地，安排两个按键接在P3.2（十位数调整）和P3.3（个位数调整）上，为了方便计时，选用12MHz的晶体。为了达到精确计时，选用定时器方式2，每计数250重载一次，即250us，定义一整数变量计数重载次数，这样计数4000次即为一秒。定义两个字节变量S10和S1分别计算秒十位和秒个位。编得如下程序： 代码 1. #include 2. Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节 3. // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F 4. {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71}; 5. void main( void ) 6. { 7. unsigned int us250 = 0; 8. unsigned char s10 = 0; 9. unsigned char s1 = 0; 10. unsigned char key10 = 0; //记忆按键状态，为1按下 11. unsigned char key1 = 0; //记忆按键状态，为1按下 12. //初始化定时器 Timer0 13. TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02; 14. TH1 = -250; //对于8位二进数来说，-250=6，也就是加250次1时为256，即为0 15. TR1 = 1; 16. while(1){ //----------循环1 17. P1 = Seg7Code[ s10 ]; //显示秒十位 18. P2 = Seg7Code[ s1 ]; //显示秒个位 19. while( 1 ){ //----------循环2 20. //计时处理 21. if( TF0 == 1 ){ 22. TF0 = 0; 23. if( ++us250 >= 4000 ){ 24. us250 = 0; 25. if( ++s1 >= 10 ){ 26. s1 = 0; 27. if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0; 28. } 29. break; //结束“循环2”，修改显示 30. } 31. } 32. //按十位键处理 33. P3.2 = 1; //P3.2作为输入，先要输出高电平 34. if( key10 == 1 ){ //等松键 35. if( P3.2 == 1 ) key10=0; 36. } 37. else{ //未按键 38. if( P3.2 == 0 ){ 39. key10 = 1; 40. if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0; 41. break; //结束“循环2”，修改显示 42. } 43. } 44. //按个位键处理 45. P3.3 = 1; //P3.3作为输入，先要输出高电平 46. if( key1 == 1 ) //等松键 47. { if( P3.3 == 1 ) key1=0; } 48. else { //未按键 49. if( P3.3 == 0 ){ key1 = 1; 50. if( ++s1 >= 10 ) s1 = 0; 51. break; //结束“循环2”，修改显示 52. } 53. } 54. } //循环2’end 55. }//循环1’end 56. }//main’end 第三节：十字路口交通灯 如果一个单位时间为1秒，这里设定的十字路口交通灯按如下方式四个步骤循环工作： 60个单位时间，南北红，东西绿；? 10个单位时间，南北红，东西黄；? 60个单位时间，南北绿，东西红；? 10个单位时间，南北黄，东西红；? 解：用P1端口的6个引脚控制交通灯，高电平灯亮，低电平灯灭。 代码 1. #include 2. //sbit用来定义一个符号位地址，方便编程，提高可读性，和可移植性 3. sbit SNRed =P1^0; //南北方向红灯 4. sbit SNYellow =P1^1; //南北方向黄灯 5. sbit SNGreen =P1^2; //南北方向绿灯 6. sbit EWRed =P1^3; //东西方向红灯 7. sbit EWYellow =P1^4; //东西方向黄灯 8. sbit EWGreen =P1^5; //东西方向绿灯 9. /* 用软件产生延时一个单位时间 */ 10. void Delay1Unit( void ) 11. { 12. unsigned int i, j; 13. for( i=0; i<1000; i++ ) 14. for( j<0; j<1000; j++ ); //通过实测，调整j循环次数,产生1ms延时 15. //还可以通过生成汇编程序来计算指令周期数，结合晶体频率来调整j循环次数，接近1ms 16. } 17. /* 延时n个单位时间 */ 18. void Delay( unsigned int n ){ for( ; n!=0; n-- ) Delay1Unit(); } 19. void main( void ) 20. { 21. while( 1 ) 22. { 23. SNRed=0; SNYellow=0; SNGreen=1; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; Delay( 60 ); 24. SNRed=0; SNYellow=1; SNGreen=0; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; Delay( 10 ); 25. SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=0; EWGreen=1; Delay( 60 ); 26. SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=1; EWGreen=0; Delay( 10 ); 27. } 28. } |
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