單片機(jī)第8章單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

第8章單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)8.1C語言與MCS-518.3C51數(shù)據(jù)類型及在MCS-51中的存儲(chǔ)方式

8.4MCS-51內(nèi)部資源使用的C語言編程8.5MCS-51片外擴(kuò)展的C語言編程下頁8.1C語言與MCS–51C語言編寫單片機(jī)應(yīng)用程序特點(diǎn)：1）只需初步了解單片機(jī)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部資源；2）C語言能管理內(nèi)部寄存器分配、不同存儲(chǔ)器尋址和數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)問題；在小程序中代碼量大，在較大程序中效率高；2）定義的數(shù)據(jù)類型和變量、語法規(guī)定、程序結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計(jì)方法都與標(biāo)準(zhǔn)的C語言程序設(shè)計(jì)相同，具有C語言程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。上頁下頁回目錄

用C語言編寫應(yīng)用程序步驟： 編輯源程序，編譯生成單片機(jī)可執(zhí)行的代碼，調(diào)試，寫入單片機(jī)。

MCS–51系列單片機(jī)的C語言編譯器： 主要有KEILC51編譯器、FranklinC51編譯器。上頁下頁回目錄8.3C51數(shù)據(jù)類型及在MCS-51中的存儲(chǔ)方式8.3.1C51的數(shù)據(jù)類型●C51編譯器支持C語言所有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型：char,unsignedchar,int,unsignedint,long,unsignedlong,float等?！窦尤肓藢ｉT訪問8051單片機(jī)硬件的數(shù)據(jù)類型：

◆bit：聲明位變量，其值為1或0；

◆

sbit:聲明可尋址的位變量或SFR中的某個(gè)位變量，其值為1或0；

◆

sfr:聲明特殊功能寄存器，地址范圍0~255

◆

sfr16:聲明特殊功能寄存器，地址范圍0~65535上頁下頁回目錄如：sfrSCON=0x98;//聲明SCON為串口控制器，地址98HsfrP0=0x80;sfrPSW=0xD0;●sfr之后的寄存器名必須大寫，定義之后可以直接對這些寄存器賦值。如P0=0X11;sbitCY=PSW^7;sbitCY=0xD0^7;sbitCY=0xD7;●右邊的表達(dá)式定義特殊位在寄存器中的位置，值必須在0~7.8.3.2C51變量的存儲(chǔ)類型C51每個(gè)變量可以使用下表所列的存儲(chǔ)器類型明確分配到指定的存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)類型與存儲(chǔ)空間的對應(yīng)關(guān)系data直接尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，訪問速度快(128字節(jié))bdata可位尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，允許位與字節(jié)混合訪問(16字節(jié))idata間接尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，可訪問片內(nèi)全部RAM地址空間(256字節(jié))pdata分頁尋址片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(256字節(jié))由MOV@Ri訪問(i=0,1)xdata片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(64KB)由MOVX@DPTR訪問code程序存儲(chǔ)器64KB空間，由MOVC@DPTR訪問上頁下頁回目錄帶存儲(chǔ)類型的變量的定義舉例：unsignedchardatavar1;//聲明一個(gè)內(nèi)部直接尋址的無符號(hào)字節(jié)變量bitbdataflags；//在可位尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)定義一個(gè)位變量charxdatavar2；//在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)定義一個(gè)字符變量unsignedcharcode[]=“WelcometoBeijing”；//在程序存儲(chǔ)區(qū)定義字符串上頁下頁回目錄8.3.3存儲(chǔ)模式確定用于函數(shù)自變量、自動(dòng)變量和無明確存儲(chǔ)類型的變量的默認(rèn)存儲(chǔ)器類型存儲(chǔ)模式說明SMALL默認(rèn)的存儲(chǔ)類型是data，參數(shù)及局部變量放入可直接尋址片內(nèi)RAM的用戶區(qū)中(最大128字節(jié))。另外所有對象(包括堆棧)，都必須嵌入片內(nèi)RAM。存取速度快，盡量使用此模式。COMPACT默認(rèn)的存儲(chǔ)類型是pdata，參數(shù)及局部變量放入分頁的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，通過@R0或@R1間接訪問，?？臻g位于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中LARGE默認(rèn)的存儲(chǔ)類型是xdata，參數(shù)及局部變量直接放入片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，使用數(shù)據(jù)指針DPTR來進(jìn)行尋址。用此數(shù)據(jù)指針進(jìn)行訪問效率較低，尤其對兩個(gè)或多個(gè)字節(jié)的變量，這種數(shù)據(jù)類型的訪問機(jī)制直接影響代碼的長度上頁下頁回目錄對于片外擴(kuò)展I/O口，則根據(jù)硬件譯碼地址，將其視作為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一個(gè)單元，使用#define語句進(jìn)行定義。例如#include<absacc.h>#definePORTAXBYTE[0xFFC0]absacc.h是C51中絕對地址訪問函數(shù)的頭文件，將PORTA定義為外部I/O口，地址為FFC0H，長度為8位。上頁下頁回目錄FranklinC51編譯器提供的MCS51常用的頭文件：reg51.h：MCS-51系列內(nèi)部特殊功能寄存器stdio.h：標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)的說明absacc.h：絕對地址訪問上頁下頁回目錄8.4MCS-51內(nèi)部資源的C語言編程8.4MCS-51內(nèi)部資源的C語言編程8.4.1中斷應(yīng)用的C語言編程C51編譯器支持在C源程序中直接開發(fā)中斷程序。中斷服務(wù)程序的函數(shù)定義的語法格式如下：

返回值函數(shù)名([參數(shù)])interruptm[usingn]{}上頁下頁回目錄中斷編號(hào)：m=0:外部中斷0m=1:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0m=2:外部中斷1m=3:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1m=4:串行口中斷用于實(shí)現(xiàn)工作寄存器組的切換。n：是中斷服務(wù)子程序中選用的工作寄存器組號(hào)(0~3)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T/C)應(yīng)用的C語言編程例

設(shè)單片機(jī)的fosc=12MHz晶振，要求在P1.0腳上輸出周期為2ms的方波。周期為2ms的方波要求定時(shí)時(shí)間隔1ms，每次時(shí)間到P1.0取反。機(jī)器周期=12/fosc=1μs需計(jì)數(shù)次數(shù)=1000/(12/fosc)=1000/1=1000由于計(jì)數(shù)器是加1計(jì)數(shù)，為得到1000個(gè)計(jì)數(shù)之后的定時(shí)器溢出，必須給定時(shí)器置初值為-1000(即1000的補(bǔ)數(shù))。上頁下頁回目錄(1)用定時(shí)器0的方式1編程，采用查詢方式，程序如下：

#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0；voidmain(void){TMOD=0x01；/*設(shè)置定時(shí)器1為非門控制方式1*/TR0=1;/*啟動(dòng)T/C0*/for(；；){TH0=-(1000/256);/*裝載計(jì)數(shù)器初值*/TL0=-(1000%256)；do{}while(!TF0)；/*查詢等待TF0置位*/P1_0=!P1_0；/*定時(shí)時(shí)間到P1.0反相*/TF0=0；/*軟件清TF0*/}}上頁下頁回目錄/*FranklinC51編譯器提供定義特定MCS-51系列成員的寄存器頭文件。MCS-51頭文件為reg51.h*/(2)用定時(shí)器0的方式1編程，采用中斷方式。程序如下：#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0；voidtime(void)interrupt1using1/*T/C0中斷服務(wù)程序入口*/{P1_0=!P1_0；/*P1.0取反*/TH0=-(1000/256);/*重新裝載計(jì)數(shù)初值*/

TL0=-(1000%256)；}voidmain(void){TMOD=0x01；/*T/C0工作在定時(shí)器非門控制方式1*/P1_0=0；TH0=-(1000/256)；/*預(yù)置計(jì)數(shù)初值*/TL0=-(1000%256)；EA=1；/*CPU中斷開放*/ET0=1；/*T/C0中斷開放*/TR0=1；/*啟動(dòng)T/C0開始定時(shí)*/do{}while(1)；/*等待中斷*/}上頁下頁回目錄例8.8ADC0809與8031接口的數(shù)據(jù)采集程序舉例。上頁下頁回目錄8.5MCS-51片外擴(kuò)展的C語言編程程序如下：#include<absacc.h>#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint

//設(shè)置AD0809的通道7地址#definead_in7XBYTE[0x7fff]

//設(shè)置AD0809的通道7地址#defineresDBYTE[0x7f]#defineNUM8//采樣次數(shù)=8bitad_over；//即EOC狀態(tài)//采樣中斷voidint0_service()interrupt0using1{ad_over=1;}上頁下頁回目錄voidmain(void){inti;uintsum;uchardataa[num];ad_over=0;EX0=1;IT0=1;EA=1;L1:i=0;sum=0;ad_in7=0;//啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換while(i<NUM)；{if(ad_over)//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 {ad_over=0; a[i]=ad_in7; sum=sum+a[i]; i=i+1; ad_in7=i;//啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換}}res=(uchar)sum/NUM;gotoL1;}8.5.2MCS-51輸出控制的C語言編程例118031與DAC0832雙緩沖接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序舉例。圖4.10DAC0832的雙緩沖接口電路上頁下頁回目錄將data1和data2數(shù)據(jù)同時(shí)轉(zhuǎn)換為模擬量的C51程序如下：#include<absacc.h>#include<reg51.h>#defineINPUTR1XBYTE[0x8fff]#defineINPUTR2XBYTE[0xa7ff]#defineDACRXBYTE[0x2fff]#defineucharunsignedcharvoiddac2b(data1,data2)uchardata1,data2；{INPUTR1=data1； /*送數(shù)據(jù)到一片0832*/INPUTR2=data2； /*送數(shù)據(jù)到另一片0832*/DACR=0； /*啟動(dòng)兩路D/A同時(shí)轉(zhuǎn)換*/}上頁下頁回目錄例128031與DAC0832單緩沖區(qū)接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換舉例。圖4.11DAC0832與8031的單緩沖接口上頁下頁回目錄按片選線確定FFFEH為DAC0832的端口地址。使運(yùn)行輸出端輸出一個(gè)鋸齒波電壓信號(hào)的C51程序如下：#include<absacc.h>#include<reg51.h>#defineDA0832XBYTE[0xfffe]#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoidstair(void){uchari；while(1){for(i=0；i<=255；i=I++) /*形成鋸齒波輸出值，最大值為255*/{DA0832=i； /*D/A轉(zhuǎn)換輸出*/}}}上頁下頁回目錄8.5.3頻率量測量的C語言編程1.計(jì)數(shù)法測量頻率法的最簡單的接口電路，可將頻率脈沖直接連接到MCS-51的T1端，將8031的T/C0用作定時(shí)器，T/C1用作計(jì)數(shù)器。在T/C0定時(shí)時(shí)間里，對頻率脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。T/C1的計(jì)數(shù)值便是單位定時(shí)時(shí)間里的脈沖個(gè)數(shù)。上頁下頁回目錄定時(shí)輸入脈沖<T圖4.13測量頻率中的脈沖丟失上頁下頁回目錄圖4.16頻率與周期波上頁下頁回目錄2.測量周期法圖4.228031與行列式鍵盤的接口上頁下頁回目錄8.5.4鍵盤和數(shù)碼顯示人機(jī)交互的C語言編程行掃描輸出口P1.0~P1.3列回掃輸入口P1.4~P1.7掃描函數(shù)的返回值為鍵特征碼，若無鍵按下，返回值為0。程序如下：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddlms(void)voidkbscan(void)；voidmain(void){ucharkey；while(1){key