單片機基礎(chǔ)及單片機C語言編程

1、什么是單片機？◆單片機在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計算機，即單片機。第一部分：單片機基礎(chǔ)

2、單片機能做什么凡是與控制或簡單計算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機來實現(xiàn)，再根據(jù)具體實際情況選擇不同性能的單片機，如：atmel,stc,pic,avr,凌陽，80C51，arm等工業(yè)自動化：數(shù)據(jù)采集、測控技術(shù)。智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、感應(yīng)電流表等。消費類電子產(chǎn)品：電冰箱、空調(diào)機、電視機、微波爐、手機、IC卡、汽車電子設(shè)備等。通訊方面：調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機、小靈通等。武器裝備：飛機、軍艦、坦克、導彈、航天飛機、魚雷制導、智能武器等。等等…..第二部分單片機C語言入門1、C51簡介C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。目前，使用C語言進行程序設(shè)計已經(jīng)成為軟件開發(fā)的一個主流。用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯增強程序的可讀性，便于改進、擴充和移植。而針對8051的C語言日趨成熟，成為了專業(yè)化的實用高級語言。

C語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都用C語言編程，如：各種單片機、DSP、ARM等.C語言程序本身不依賴于機器硬件系統(tǒng)，基本上不作修改就可將程序從不同的單片機中移植過來。

C提供了很多數(shù)學函數(shù)并支持浮點運算，開發(fā)效率高，故可縮短開發(fā)時間，增加程序可讀性和可維護性。

C-51的特點2、單片機C程序設(shè)計的一般格式幾個基本概念（1）函數(shù)：C語言程序由一個主函數(shù)和若干個其它函數(shù)構(gòu)成，程序中由主函數(shù)調(diào)用其它函數(shù)，其它函數(shù)之間也可以相互調(diào)用。（2）指針與指針變量：若定義變量x，&x即為x的指針，指針變量是指針的指針，若xp=&x,利用*xp即可訪問變量x。（3）#include(包含處理命令）：把一個源文件將另外一個源文件的全部內(nèi)容包含進來，或者說把一個外部文件包含到本文件之中。（4）#define(宏定義)：在C程序中，可以指定一標志符去定義一個常量或字符串。單片機C程序的基本結(jié)構(gòu)（1）主函數(shù)名必須為main()。C程序通過函數(shù)調(diào)用去執(zhí)行指定的工作。（2）一個函數(shù)由說明部分和函數(shù)體兩部分組成。函數(shù)說明部分是對函數(shù)名、函數(shù)類型、形參名和形參類型等所做的說明。（3）C程序的執(zhí)行總是從main()函數(shù)開始，而對該函數(shù)的位置無特殊規(guī)定。（4）在源程序文件需要包含其它源程序文件時，應(yīng)在本程序文件頭部用包含命令#include處理。（5）C程序中的一個函數(shù)需要調(diào)用另一個子函數(shù)時，另一個函數(shù)應(yīng)寫在前面，否則應(yīng)聲明。（6）C程序書寫格式自由，一行可寫一個語句或幾個語句。每個語句結(jié)尾用;結(jié)束。3、單片機C程序的數(shù)據(jù)類型常量和符號常量例：#definePARL3.14159(PARL即為符號常量）（1）整型常量，如11，o11，0xff等。（2）實型常量，如0.12，1.55e5等。（3）字符常量，如‘a(chǎn)’、‘A’等。（4）字符串常量，如“a”、“CHINA”等。變量（1）位變量：bit和sbit（2）字符變量：singedchar和unsignedchar（3）整型變量：singedint和unsignedint（4）長整型變量：unsignedlong和signedlong4、單片機C程序的運算符和表達式（3）實型變量：float和double（4）寄存器變量：sfr和sfr16（1）算術(shù)運算符13個：+、-、*、/、%、=、+=、-=、*=、/=、%=、++、--（2）關(guān)系運算符6個：>、<、==、>=、<=、！=（3）邏輯運算符3個：&&、||、?。?）位操作運算符7個：>>、<<、|、&（相與）、^、~、&（變量取地址）（5）指針運算符：*5、單片機C程序的一般語法結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)例：main(){P0=0xff;P2=0x30;P1=0xff;P3=0xff;scan();test();}分支結(jié)構(gòu)（1）單分支結(jié)構(gòu)形式：if(條件表達式）{執(zhí)行語句；}例：（2）雙分支結(jié)構(gòu)：形式：if(條件表達式）{語句1；}else{語句2；}例：（3）由雙分支結(jié)構(gòu)變化而成的多分支結(jié)構(gòu)形式：

if(表達式1）語句1；

elseif(表達式2）語句2；.

.elseif(表達式n)語句n;else語句n+1;例：（4）switch…case多分支轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)語句形式：

switch(條件表達式）

{case常量表達式1:{語句1;break;}case常量表達式2:{語句2;break;}.

..case常量表達式n:{語句n;break;}default:{語句n+1;break;}}例：循環(huán)結(jié)構(gòu)（1）while(表達式）{循環(huán)體語句；}例：voiddelay(unsignedchartimes){unsignedcharI;i=250;while(--times){while(--i);}}（2）do{循環(huán)體語句；}while(表達式）；（3）for(表達式1;表達式2;表達式3）{循環(huán)體語句；}例：6、C51區(qū)別于標準C語言的特點（1）使用文件包含命令#include應(yīng)注意對應(yīng)頭文件的名稱，要與規(guī)定名稱相符。（2）單片機中，一個變量可放在片內(nèi)存儲單元，也可放在片外存儲單元，放在片內(nèi)存儲單元還要區(qū)分是否可位尋址，或放在間接尋址區(qū)。例：intdatax,y;//表示整型變量指定在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)

charxdatam,n;//表示字符變量指定在片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)C51存儲類型存儲類型尋址空間數(shù)據(jù)長度值域范圍data片內(nèi)直接尋址RAM800H~7FHidata片內(nèi)間接尋址RAM880H~FFHpdata分頁尋址片外RAM800H~FFH存儲類型尋址空間數(shù)據(jù)長度值域范圍xdata片外數(shù)據(jù)存儲（64K）160000H~FFFFHcode片內(nèi)統(tǒng)一編址ROM（64K）160000H~FFFFHbdata片內(nèi)可位尋址的RAM（16byet）120H~2FH（3）21個SFR只能直接尋址，一般在頭文件中用字節(jié)定義方式定義。如：sfrTMOD=0x89;

（4）C51編譯器編譯源程序時，數(shù)據(jù)類型和存儲類型都可預先定義，但數(shù)據(jù)具體放在哪一個單元不由用戶指定。（5）單片機C程序的中斷程序與匯編語言程序不同，中斷過程通過使用interrupt關(guān)鍵字和中斷號（0~31）來實現(xiàn)。中斷號告訴編譯器中斷程序的入口地址。單片機中斷源與C中斷程序中中斷號對照表C中的中斷號對應(yīng)單片機中的中斷源C中的中斷號對應(yīng)單片機中的中斷源0外部中斷03定時器1中斷1定時器0中斷4串行口中斷2外部中斷15定時器2中斷一個定時器0中斷程序編寫格式如下：Voidtimer0(void)interrupt1{TR0=0;TH0=0xff;TL0=0x30;TR0=0;tick_count++;}用戶不必關(guān)心現(xiàn)場保護及恢復現(xiàn)場的問題，編譯器會自動完成。中斷程序的入口地址被編譯器放在中斷向量中，無需用戶指定。（6）片外擴展的I/O接口，可用#define進行定義。如：#include"absacc.h"#defineADC0804XBYTE[0x7ffe]例1：清零程序(將2000H—20FFH的內(nèi)容清零)

★匯編語言程序

ORG0000HSE01:MOVR0,#00HMOVDPTR,#2000H;(0000H)送DPTRLOO1:CLRAMOVX@DPTR,A;0送(DPTR)INCDPTR;DPTR+1INCR0;字節(jié)數(shù)加1CJNER0,#00H,LOO1;不到FF個字節(jié)再清LOOP:SJMPLOOP程序示例清零程序(將2000H—20FFH的內(nèi)容清零)

★C－51程序

#include<reg51.h>main(){inti;unsignedcharxdata*p=0x2000;

/*指針指向2000H單元*/for(i=0;i<256;i++){*p=0;p++;}/*清零2000H-20FFH單元*/}★匯編語言程序

ORG0000HL00:MOVR0,#10H;查找16個字節(jié)

MOVR1,#00HMOVDPTR,#2000HL11:MOVXA,@DPTRCJNEA,#00H,L16;取出內(nèi)容與00H相等嗎?INCR1;取出個數(shù)加1L16:INCDPTRDJNZR0,L11;未完繼續(xù)

MOVDPTR,#2100HMOVA,R1MOVX@DPTR,A;相同數(shù)個數(shù)送2100HL1E:SJMPL1E例2：查找零的個數(shù)（在2000H--200FH中查出有幾個字節(jié)是零，把個數(shù)放在2100H單元中）★查找零的個數(shù)C－51程序#include<reg51.h>main(){unsignedcharxdata*p=0x2000;/*指針p指向2000H單元*/intn=0,i;for(i=0;i<16;i++){if(*p==0)n++;/*若該單元內(nèi)容為零，則n+1*/p++;/*指針指向下一單元*/}p=0x2100;/*指針p指向2100H單元*/*p=n;/*把個數(shù)放在2100H單元中*/}第三部分單片機簡單的硬件知識1、單片機最小系統(tǒng)2、復位電路及其原理3、晶振電路4、蜂鳴器電路5、流水燈6、常用元器件識別51單片機最小系統(tǒng)介紹單片機要工作必須具備以下條件：（1）+5V電源；（2）起振電路；（3）復位電路；（4）一塊正常的單片機。注意：另外P0口要加上拉電阻，才有足夠的驅(qū)動能力驅(qū)動外圍器件工作；EA接高電平，表示單片機使用的是片內(nèi)FLASHROM。復位電路及其原理晶振電路蜂鳴器電路流水燈如果要求：做廣告燈的左移右移，八個發(fā)光二極管分別接在單片機的P3.0－P3.7接口上，輸出“0”時，發(fā)光二極管亮，左移右移按D1→D2→D3→D4→┅→D8→D7→D6→┅→D1亮，重復循環(huán)?？梢跃帉懭缦滤镜某绦騺韺崿F(xiàn)這個流水燈的功能：程序：#include<AT89X52.H>unsignedchari;unsignedchartemp;voiddelay(void)//延時子程序{ unsignedcharm,n,s; for(m=20;m>0;m--) for(n=20;n>0;n--) for(s=248;s>0;s--);}voidmain(void)//主程序{ while(1)//循環(huán)條件永遠為真，以下程序一直執(zhí)行下去。

{

續(xù)前頁：temp=0x7f; P3=temp;//直接對I/O口P3賦值，使P3.0輸出低點平。

delay();//延時

for(i=1;i<8;i++)//實現(xiàn)廣告燈的從D1到D7移動

{ temp=(temp>>1)|0x80;

P3=temp; delay(); } temp=0xfe; P3=temp; delay(); for(i=1;i<8;i++)//實現(xiàn)廣告燈的從D7到D1移動

{ temp=(temp<<1)|0x01;

P3=temp; delay(); } }}

常用電子元器件識別：1、電阻（排阻）色環(huán)電阻分為4色環(huán)和5色環(huán)，4色環(huán)就是用4種顏色來表示阻值，5色環(huán)就是用5種顏色來表示阻值4色環(huán)：每種顏色代表不同的數(shù)字，如下：棕1紅2橙3黃4綠5藍6紫7灰8白9黑0，金、銀表示誤差第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字第二條色環(huán)：阻值的第二位數(shù)字第三條色環(huán)：10的冪數(shù)第四條色環(huán)：誤差表示。例如：電阻色環(huán)：棕綠紅金，第一位是1，第二位是5，第三位是10的冪數(shù)2，即為100，第四位是誤差為5%，即阻值為：15*100=1500歐=1.5K歐精確度更高的5色環(huán)：第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字第二條色環(huán)，阻值的第二位數(shù)字第三條色環(huán)，阻值的第三位數(shù)字第四條色環(huán)，10的冪數(shù)第五條色環(huán)，誤差（常見為棕色，誤差為1%）有些五色環(huán)電阻兩頭金屬帽上都有色環(huán)，遠離相對集中的四道色環(huán)的那道色環(huán)表示誤差，是第五條色環(huán)，與之對應(yīng)的另一頭金屬帽上的是第一道色環(huán)，讀數(shù)時從它讀起，之后的第二道、第三道色環(huán)是次高位、次次高位，第四道環(huán)表示10的多少次方，例如某電阻色環(huán)電阻順序為：紅(2)-黑(0)-黑(0)-黑-棕，則它表示該電阻阻值為：200Ω。再如棕-黑-黑-紅-棕，表示該電阻阻值為：10KΩ?？梢姡纳h(huán)電阻誤差為5-10%，五色環(huán)常為1%，精度提高。2、三極管

最常見的小的，半圓有一平面的那種，平面對著自己管腳朝下，從坐到右依次是EBC，不過也有特殊的情況，圖上已顯示，不過大多數(shù)都是采用這種排列方式，比如9011.9012.9013.9014。

根據(jù)三極管的型號，到網(wǎng)上下載該型號三極管的pdf文檔，對照文檔中提供的三極管外觀圖片和手頭實物，直接確定管腳。大功率金屬封裝的三極管經(jīng)常采用這種方法確定管腳3、電容1）電解電容：多數(shù)在1μF以上，直接用數(shù)字表示。如：4.7μF、100μF、220μF等等。這種電容的兩極有正負之分，長腳是正極。2）瓷片電容：多數(shù)在1μF以下，直接用數(shù)字表示。如：10、22、0.047、0.1等等，這里要注意的是單位。凡用整數(shù)表示的，單位默認pF；凡用小數(shù)表示的，單位默認μF。如以上例子中，分別是10P、22P、0.047μF、220μF等。

現(xiàn)在國際上流行另一種類似色環(huán)電阻的表示方法（單位默認pF）：

如：

“473”即47000pF=0.047μF

，“103”即10000pF=0.01μF等等，“XXX”第一、二個數(shù)字是有效數(shù)字，第三個數(shù)字代表后面添加0的個數(shù)。這種表示法已經(jīng)相當普遍。3）相關(guān)知識：

常見貼片電容如何判斷容量現(xiàn)代電路中常見的情況是，整個電路板布滿貼片電容，大小形狀相同（或兩三種形狀），且都無字標。貼片電容很多由于體積所限，不能標注其容量。所以一般都是在貼片生產(chǎn)時的整盤上有標注。如果是單個的貼片電容，要用電容測試儀可以測出它的容量.第四部分中斷和定時一、C51的中斷系統(tǒng)1、中斷的概念

CPU在處理某一事件A時，發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；

CPU暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷。引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請求。CPU暫時中斷原來的事務(wù)A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點），稱為中斷返回。實現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機構(gòu)）。2、MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中斷技術(shù)不僅解決了快速主機與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問題，而且還具有如下優(yōu)點：

分時操作。CPU可以分時為多個I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計算機的利用率；實時響應(yīng)。CPU能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機事件，系統(tǒng)的實時性大大增強；可靠性高。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。

80C51的中斷系統(tǒng)有5個中斷源（8052有6個），2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷嵌套。

1、（P3.2）可由IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當CPU檢測到P3.2引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時，中斷標志IE0(TCON.1)置1，向CPU申請中斷。

2、(P3.3）可由IT1(TCON.2)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當CPU檢測到P3.3引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時，中斷標志IE1(TCON.3)置1,向CPU申請中斷。

3、TF0（TCON.5），片內(nèi)定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標志。當定時/計數(shù)器T0發(fā)生溢出時，置位TF0，并向CPU申請中斷。

4、TF1（TCON.7），片內(nèi)定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標志。當定時/計數(shù)器T1發(fā)生溢出時，置位TF1，并向CPU申請中斷。

5、RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中斷請求標志。當串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時置位RI或當串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時置位TI，向CPU申請中斷。

二、中斷請求標志1、TCON的中斷標志IT0（TCON.0），外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當IT0=0時，為電平觸發(fā)方式。當IT0=1時，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。IE0（TCON.1），外部中斷0中斷請求標志位。IT1（TCON.2），外部中斷1觸發(fā)方式控制位。IE1（TCON.3），外部中斷1中斷請求標志位。TF0（TCON.5），定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標志位。TF1（TCON.7），定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標志位。

2、SCON的中斷標志RI（SCON.0），串行口接收中斷標志位。當允許串行口接收數(shù)據(jù)時，每接收完一個串行幀，由硬件置位RI。注意，RI必須由軟件清除。TI（SCON.1），串行口發(fā)送中斷標志位。當CPU將一個發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時，就啟動了發(fā)送過程。每發(fā)送完一個串行幀，由硬件置位TI。CPU響應(yīng)中斷時，不能自動清除TI，TI必須由軟件清除。

一、中斷允許控制

CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。3、C51中斷的控制

EX0(IE.0)，外部中斷0允許位；ET0(IE.1)，定時/計數(shù)器T0中斷允許位；EX1(IE.2)，外部中斷0允許位；ET1(IE.3)，定時/計數(shù)器T1中斷允許位；ES（IE.4)，串行口中斷允許位；EA(IE.7)，CPU中斷允許（總允許）位。二、中斷優(yōu)先級控制

80C51單片機有兩個中斷優(yōu)先級，即可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的。PX0（IP.0），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT0（IP.1），定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位；PX1（IP.2），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT1（IP.3），定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位；PS

（IP.4），串行口優(yōu)先級設(shè)定位；PT2(IP.5)，定時/計數(shù)器T2優(yōu)先級設(shè)定位。80C51單片機的中斷優(yōu)先級有三條原則：CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應(yīng)優(yōu)先級別最高的中斷請求。正在進行的中斷過程不能被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。正在進行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷。為了實現(xiàn)上述后兩條原則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個用戶不能尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個置1，表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級的中斷，它將阻斷后來所有的中斷請求；另一個置1，表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級中斷，它將阻斷后來所有的低優(yōu)先級中斷請求。4、80C51單片機中斷處理過程中斷響應(yīng)條件中斷源有中斷請求；此中斷源的中斷允許位為1；

CPU開中斷（即EA=1）。以上三條同時滿足時，CPU才有可能響應(yīng)中斷。中斷響應(yīng)條件和時間

二、定時器1、機器周期和指令周期（1）振蕩周期:也稱時鐘周期,是指為單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期，TX實驗板上為11.0592MHZ。（2）狀態(tài)周期:每個狀態(tài)周期為時鐘周期的2倍,是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。（3）機器周期:一個機器周期包含6個狀態(tài)周期S1~S6,也就是12個時鐘周期。在一個機器周期內(nèi),CPU可以完成一個獨立的操作。（4）指令周期:它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。每條指令執(zhí)行時間都是有一個或幾個機器周期組成。MCS-51系統(tǒng)中,有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。

2、80C51的定時/計數(shù)器實現(xiàn)定時功能，比較方便的辦法是利用單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器。也可以采用下面三種方法：軟件定時：軟件定時不占用硬件資源，但占用了CPU時間，降低了CPU的利用率。采用時基電路定時：例如采用555電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時電路。但在硬件連接好以后，定時值與定時范圍不能由軟件進行控制和修改，即不可編程。采用可編程芯片定時：這種定時芯片的定時值及定時范圍很容易用軟件來確定和修改，此種芯片定時功能強，使用靈活。在單片機的定時/計數(shù)器不夠用時，可以考慮進行擴展。一、定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標志。二、定時/計數(shù)器的工作原理

加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源,一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加1，當加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿?？梢?，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。

設(shè)置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t

。設(shè)置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的期間采樣T0、T1引腳電平。當某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機器周期的期間裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。當晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2s。

三、定時/計數(shù)器的控制

80C51單片機定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷申請。一、工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：GATE：門控位。GATE＝0時，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動定時/計數(shù)器工作；GATA＝1時，要用軟件使TR0或TR1為1，同時外部中斷引腳或也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作。即此時定時器的啟動多了一條件。

:定時/計數(shù)模式選擇位。＝0為定時模式；=1為計數(shù)模式。M1M0：工作方式設(shè)置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進行設(shè)置。

二、控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下：TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。TR1（TCON.6）：T1運行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標志位，其功能與TF1類同。TR0（TCON.4）：T0運行控制位，其功能與TR1類同。

3.3.3定時/計數(shù)器的工作方式

一、方式0

方式0為13位計數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標志，向CPU發(fā)出中斷請求。定時器模式時有:N＝t/Tcy計數(shù)初值計算的公式為：定時器的初值還可以采用計數(shù)個數(shù)直接取補法獲得。計數(shù)模式時，計數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖。門控位GATE具有特殊的作用。當GATE=0時，經(jīng)反相后使或門輸出為1，此時僅由TR0控制與門的開啟，與門輸出1時，控制開關(guān)接通，計數(shù)開始；當GATE=1時，由外中斷引腳信號控制或門的輸出，此時控制與門的開啟由外中斷引腳信號和TR0共同控制。當TR0=1時，外中斷引腳信號引腳的高電平啟動計數(shù)，外中斷引腳信號引腳的低電平停止計數(shù)。這種方式常用來測量外中斷引腳上正脈沖的寬度。

二、方式1方式1的計數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計數(shù)器。計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為：

三、方式2方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。

工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。

計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為：

四、方式3方式3只適用于定時/計數(shù)器T0，定時器T1處于方式3時相當于TR1=0，停止計數(shù)。

工作方式3將T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0

。

第五部分基本單片機C程序分析1、任務(wù)：點亮LED燈在Keil軟件編輯窗口輸入以下程序：#include<reg51.h>sbitP3_0=P3^0;voidmain(void){while(1){P3_0=0;}}2、任務(wù)：閃爍燈#include<reg51.h>voiddelay02s(void){unsignedchari,j,k;for(i=20;i>0;i--)for(j=20;j>0;j--)for(k=248;k>0;k--);}voidmain(void){while(1){P3_0=0;delay02s();P3_0=1;delay02s();}}要求：前面例子是讓LED燈亮，現(xiàn)在實現(xiàn)LED燈的閃爍。3、任務(wù)：按鍵識別要求：通過按下一次按鍵INT0，使小燈D1亮滅交替變換。實驗原理：只要判斷P3.2的電平就可以知道按鍵是否被按下；而在按鍵按下的過程中，由于機械抖動，將產(chǎn)生干擾，電平高低變化。可以采用軟件濾波的方法去除這些干擾信號，在程序設(shè)計時，一旦發(fā)現(xiàn)P3.2為低電平，進入按鍵判斷狀態(tài)，軟件延時10-20ms，從而避開了干擾信號區(qū)域，再重新檢測P3.2狀態(tài)，看按鍵是否真的已經(jīng)按下。參考程序（傳統(tǒng)的延時消抖按鍵程序）include<AT89X52.H>sbitINT_0=P3^2;//定義按鍵的輸入端sbitD1=P3^0;

//D1小燈定義voiddelay10ms(void)//延時程序{

unsignedchari,j;

for(i=20;i>0;i--)

for(j=248;j>0;j--);}key(

)

//按鍵判斷程序{ if(INT_0==0)//判斷是否按下鍵盤 { delay10ms(

);//延時,軟件去干擾 if(INT_0==0)//確認按鍵按下 {

D1=!D1;//D1亮滅交替變化 }

while(INT_0==0);//按鍵鎖定,每按一次D1只變化一次 }續(xù)前頁：}main(){while(1)

//永遠循環(huán),掃描判斷按鍵是否按下 { key();

//對于此處CPU只按鍵判斷一直掃描; }}

課后請實踐：1.用兩個按鍵來控制D1的亮滅；2.使用一個按鍵，控制小燈亮的順序D1→D2→D3→D4→┅→D8→D7→→┅D0亮重復循環(huán)；4、任務(wù)：數(shù)碼管靜態(tài)顯示要求：用數(shù)碼管LED的個位，靜態(tài)顯示數(shù)字“4”字樣；注意：因采用共陰數(shù)碼顯示管，故此圖P0口還應(yīng)接1K或10K的排阻作為上拉電阻。參考程序：#include<AT89X52.H>sbitGE=P1^3;codeunsignedcharseg7code[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

//顯示段碼main(){ unsignedchardisplay_date=4;//定義并賦值要顯示的數(shù)據(jù) while(1) { P0=seg7code[display_date];

//查表,輸出 GE=0;//P1^3為低電平,相當于把數(shù)碼管的4H端接地 }}課后請實踐：1.讓顯示的數(shù)據(jù)動起來，比如做一個0到9的秒表（用軟件延時）；2.和按鍵判斷程序結(jié)合，用按鍵控制數(shù)字變化；5、任務(wù)：數(shù)碼管動態(tài)顯示要求：用數(shù)碼管LED的顯示四位數(shù)據(jù)，比如顯示數(shù)字“1234”；參考程序：#include<AT89X52.H>sbitqian=P1^0;sbitbai=P1^1;sbitshi=P1^2;sbitge=P1^3;codeunsignedcharseg7code[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//顯示段碼voidDelay(unsignedinttc)//延時程序{ while(tc!=0) //如果tc為0則終止延時 { unsignedinti; //局部正整數(shù)變量i for(i=0;i<100;i++); //執(zhí)行400次將耗時1毫秒 tc--; //tc計數(shù)減一 }}續(xù)前頁：voidLed(intdate)//顯示函數(shù){ qian=0;//P1.0輸出低電平，選通千位數(shù) P0=seg7code[date/1000];//取出千位數(shù)，查表，輸出。 Delay(10);//延時 qian=1;//銷隱 bai=0;//P1.1輸出低電平，選通百位數(shù) P0=seg7code[date%1000/100];//取出百位數(shù)，查表，輸出。 Delay(10);//延時 bai=1;//銷隱 shi=0;//P1.2輸出低電平，選通十位數(shù) P0=seg7code[date%100/10];//取出十位數(shù)，查表，輸出。 Delay(10);//延時 shi=1;//銷隱 ge=0; //P1.3輸出低電平，選通十位數(shù) P0=seg7code[date%10];//取出個位數(shù)，查表，輸出。 Delay(10); ge=1;}

續(xù)前頁：main(){intdisplay_date=1234;//定義并賦值要顯示的數(shù)據(jù)while(1){Led(display_date);//調(diào)用顯示函數(shù)顯示數(shù)據(jù)display_date}}

上述數(shù)碼管動態(tài)顯示程序的另一種寫法參考程序：#include<AT89X51.H>unsignedchardatebit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//存儲數(shù)碼管的位選值unsignedchartvdate[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,};unsignedintdisdata;//定義要顯示的數(shù)據(jù)unsignedchardisdat[4];//存儲要顯示的四位數(shù)據(jù)voiddelay(time){unsignedchari,j;for(j=0;j<time;j++)for(i=0;i<250;i++);}display(void){ unsignedchark; disdata=1234;//顯示1234

續(xù)前頁：

disdat[0]=disdat/1000; //取出千位 disdat[1]=disdat%1000/100;

//取出百位 disdat[2]=disdat%100/10; //取出十位 disdat[3]=disdat%10; //取出個位 for(k=0;k<4;k++)

//顯示四位數(shù)據(jù) { P0=tvdate[disdat[k]];

//送出要顯示數(shù)據(jù)的段碼 P1=datebit[k]; //P2位選 delay(10); //延時 }}main(){while(1){display();}}

這種寫法比上一種復雜,占用空間要多一些.但是使用方便,可以在此基礎(chǔ)上方便的加上比如顯示小數(shù)點,指定某位數(shù)碼管閃爍等。課后思考：如何用軟件延時來做一個0到60秒的計數(shù)器嗎？6、任務(wù)：4X4矩陣鍵盤識別要求：用AT89S51的并行口P2接4×4矩陣鍵盤，以P3.0－P3.3作輸入線，以P3.4－P3.7作輸出線；在每一個數(shù)碼管上顯示每個按鍵的“0－F”序號。[實驗原理]每個按鍵有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和CPU通信。鍵盤處理程序的任務(wù)是：確定有無鍵按下，判斷哪一個鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時的抖動。兩個并行口中，一個輸出掃描碼，使按鍵逐行動態(tài)接地，另一個并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。鍵盤識別的兩種方法逐行掃描法：（1）首先判斷有無鍵按下：令矩陣行線輸出全0信號，檢測列線狀態(tài)，若有一列電平為低，則有鍵按下。（2）確定閉合鍵位置：依次將各行線置為低電平，逐行檢測各列線的電平狀態(tài)，若某列為低，則該行線和列線交叉處按鍵就是閉合鍵。線反轉(zhuǎn)法：（1）令矩陣鍵盤列線輸出全0信號，行線作為輸入接口接收信號，可判斷按鍵處于哪一行。（2）令矩陣鍵盤行線輸出全0信號，列線作為輸入接口接收信號，可判斷按鍵處于哪一列。（3）將輸入信號相或后形成鍵盤的唯一鍵碼。程序：（線反轉(zhuǎn)法）#include<reg52.h>unsignedcharcodeseg7code[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};unsignedchark;voiddelay10ms(void)//延時程序{ unsignedchari,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--);}voidGetch(){ unsignedcharX,Y,Z;

P2=0xff;

P2=0x0f;

//先對P2置數(shù)行掃描 if(P2!=0x0f)//判斷是否有鍵按下 {

delay10ms();//延時,軟件去干擾

if(P2!=0x0f)

//確認按鍵按下X=P2;

{

續(xù)前頁：

X=P2;//保存行掃描時有鍵按下時狀態(tài) P2=0xf0;//列掃描 Y=P2;//保存列掃描時有鍵按下時狀態(tài) Z=X|Y;//取出鍵值 switch(Z)//判斷鍵值（那一個鍵按下） { case0x77:k=0;break;//對鍵值賦值 case0x7b:k=1;break; case0x7d:k=2;break; case0x7e:k=3;break; case0xb7:k=4;break; case0xbb:k=5;break; case0xbd:k=6;break; case0xbe:k=7;break; case0xd7:k=8;break; case0xdb:k=9;break; case0xdd:k=10;break; case0xde:k=11;break; case0xe7:k=12;break; case0xeb:k=13;break; 續(xù)前頁：

case0xed:k=14;break;

case0xee:

k=15;break; } } }}voidmain(void){while(1){P2=0xff;Getch(

);P0=seg7code[k];//查表LED輸出P1=0xf0;//輸出相同的四位數(shù)據(jù)。}}

該程序的缺陷：1、雖然線反轉(zhuǎn)法識別鍵盤的思路正確，但本程序按鍵掃描中消除按鍵抖動采用了傳統(tǒng)的延時方法，這種辦法會使CPU陷入無謂的等待，在延時的過程中CPU無法并行處理其它事件。采用定時掃描法（比如采用定時中斷每隔100ms掃描1次鍵盤），可以解決這一問題；2、如果要求實現(xiàn)“短促”按鍵和“長按”按鍵的區(qū)分，使程序能應(yīng)用在功能要求更為復雜的場合，繼續(xù)編制該程序則有繁瑣和可讀性變差的缺點。因此有必要采用更為便捷和高效的鍵值識別算法以實現(xiàn)本程序的功能。

新型鍵盤識別程序基本思想：unsignedcharTrg;unsignedcharCont;voidKeyRead(void){unsignedcharReadData=P3^0xff;//1

Trg=ReadData&(ReadData^Cont);//2

Cont=ReadData;//3

}分析：(1)沒有按鍵的時候ReadData＝0x00；Trg＝0x00；Cont＝0x00；(2)第一次按下按鍵的情況

（假設(shè)按鍵接在P3.0上面）ReadData＝0x01；Trg＝0x01；Cont＝0x01；(3)按鍵按著不松(長按鍵)的情況ReadData＝0x01；Trg＝0x00；Cont＝0x01；

(4)按鍵松開的情況ReadData＝0x00；Trg＝0x00；Cont＝0x00；

Trg表示的就是觸發(fā)的意思，也就是跳變，只要有按鍵按下，Trg在對應(yīng)按鍵的位上面會置1；最關(guān)鍵的地方，Trg的值每次按下只會出現(xiàn)一次，然后立刻被清除，完全不需要人工去干預。所以按鍵功能處理程序不會重復執(zhí)行，省下了一大堆的條件判斷，所謂精粹即此！！Cont代表的是長按鍵，如果按鍵按著不放，那么Cont的值就為0x01。應(yīng)用一:一次觸發(fā)的按鍵處理——假設(shè)為蜂鳴器按鍵，按一下，蜂鳴器beep的響一聲

#defineKEY_BEEP0x01voidKeyProc(void){if(Trg&KEY_BEEP)//如果按下的是KEY_BEEP

{Beep();//執(zhí)行蜂鳴器處理函數(shù)

}}應(yīng)用二:長按鍵的處理

#defineKEY_MODE0x01//此模式按鍵也

#defineKEY_PLUS0x02//此加鍵也

voidKeyProc(void){if(Trg&KEY_MODE)//若KEY_MODE鍵按之，雖常按亦無益

{//無執(zhí)行再，必先松再按可矣

Mode++;//模式寄存器加1

}if(Cont&KEY_PLUS)//若“加”鍵按之不放

{cnt_plus++;//則計時

if(cnt_plus>100)//20ms*100=2S若計時到

{Func();//則執(zhí)行所需執(zhí)行之功能程序也

}}}延時消抖問題？真正的單片機入門，是從學會處理多任務(wù)開始的。

加入延時消抖程序的架構(gòu)如下：volatileunsignedcharIntrcnt;voidInterruptHandle()//中斷服務(wù)程序

{Intrcnt++;}//1ms中斷1次，可變

voidmain(void){SysInit();while(1)//每20ms執(zhí)行一次大循環(huán)

{KeyRead();//將每個子程序都掃描一遍

KeyProc();Func1();Funt2();……while(1){if(Intrcnt>20)//一直在等，直到20ms時間到

{Intrcnt="0";break;}//返回主循環(huán)

}}}怎么判斷按鍵釋放？再增加一個按鍵釋放檢測功能，程序如下：

volatileunsignedcharTrg;volatileunsignedcharCont;volatileunsignedcharRelease;//再增加新功能！

voidKeyRead(void){unsignedcharReadData=PINB^0xff;//1讀鍵值

Trg=ReadData&(ReadData^Cont);//2得到按下觸發(fā)值

Release=(ReadData^Trg^Cont);//3得到釋放觸發(fā)值

Cont=ReadData;//4得到所有未釋放的鍵值

}7、任務(wù)：按鍵中斷識別要求：采用中斷技術(shù)，每按一下按鍵，計數(shù)器加1，并用LED顯示出來，注意只顯示2位十進制數(shù)。原理：以上的兩個舊式按鍵識別的實驗的程序都是采用掃描的方式來實現(xiàn)的，CPU的利用率比較低；按鍵判斷還可以用中斷方式來判斷。中斷方式可以滿足快速響應(yīng)的要求。程序：#include<AT89X51.H>unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedchardispcount=0;//計數(shù)sbitgewei=P1^3;//個位選通定義sbitshiwei=P1^2;//十位選通定義voidDelay(unsignedinttc)//延時程序{while(tc!=0){unsignedinti;for(i=0;i<100;i++);tc--;}}voidExtInt0()interrupt0//中斷服務(wù)程序{續(xù)前頁：dispcount++;//每按一次中斷按鍵，計數(shù)加一if(dispcount==100)//計數(shù)范圍0-99{dispcount=0;}}voidLED()//LED顯示函數(shù){if(dispcount>=10)//顯示兩位數(shù){shiwei=0;P0=table[dispcount/10];Delay(8);shiwei=1;gewei=0;P0=table[dispcount%10];Delay(5);gewei=1;}else//顯示一位數(shù){

續(xù)前頁：shiwei=1;gewei=0;P0=table[dispcount];Delay(8);}}

voidmain(){TCON=0x01;

//下降沿觸發(fā)

IE=0x81;

//開總中斷和允許外部中斷

while(1)

//循環(huán)執(zhí)行{LED(

);}

//調(diào)用顯示函數(shù)}/*******************************************************************課后思考：在程序在硬件運行過程中,有