Autoleaders控制组——51单片机学习笔记

前要：本笔记为初学者上b站江科大自化协的51单片机入门教程P1-P12所得笔记，包含单片机简介和LED、独立按键、数码管相关内容。

目录

1.1.什么是单片机以及为什么要学单片机？51是什么？

2-1点亮一个LED

2.2LED闪烁

2.3流水灯

3.1独立按键控制LED亮灭

3.2独立按键控制LED状态

3.3独立按键控制LED显示二进制

3.4独立按键控制LED的移位

4-1静态数码管显示

4-2动态数码管显示（多位显示的原理就是动态模糊）

---

1.1.什么是单片机以及为什么要学单片机？51是什么？

1. 单片机介绍与WHY要学单片机

单片机，Micro Controller Unit ,简称MCU。

内部集成了CPU,RAM,ROM,定时器，中断系统，通讯接口等一系列电脑的常用硬件功能 

单片机的任务是信息收集（依靠传感器），处理（依靠CPU），和硬件设备（eg.电机，LED等）的控制。

那WHY要学单片机?

单片机算是个袖珍版计算机，成本低、体积小，结构简单，在各种生活、工业领域大有所用，（eg.各种带智能的东西，都加入了单片机；红绿灯）同时，学习单片机是了解计算机原理和结构的最佳选择。

注：WHY叫51牌单片机呢？51单片机是指80年代Intel开发的8051单片机内核的统称，就是因为这个“8051”有个51，所以凡是与“8051”内核一样的单片机都统称为51系列单片机。

2.51单片机的基础信息

如图在淘宝选择，然后得到了牌子名为STC89C52RC 401-PD1P40

所属系列：51单片机系列

公司;STC公司

位数：8位

RAM：512字节//随机，易掉，内存，又称运行内存

ROM：8K (flash)//只读，相当于仓库，存储

工作频率：12MHZ

3.STC89C52系列的命名规则

4.STC89C52的内部结构和原理图

 

 

5.使用单片机前需要的软硬件设备

一台不错的电脑、以及

2-1点亮一个LED

一.四步走（初始化代码——敲代码——保存代码——运行代码）

1.初始化代码

a.进K5，建文件，设型号

建一个新工程是先新建一个文件夹（方便保存工程文件并查找），再起名其文件为任意名（固定Project是个好主意）

型号输AT89C52RC(因为K5没与STC合作，但AT厂所做和STC类似，所以用AT就行）

b..导入C语言

右键Source Group1,选C，名main(不必纠结，起一个固定的就行）

//c.使用C之前的一些了解和调整（往后四步走就不包此了）

//左上角三个按钮分别是编译 建立 所有文件重新编译和建立

2.敲代码

a.输入目录

右键选择  

 

b,开敲

c,用F7 （建立）检查是否No error以及No wrong

 

3.保存代码

在

 

处点OUTPUT，点create HEXfik(每建立一个工程都有这样）

然后F7重装即保存

4.运行代码

打开Lsp,设好芯片型号STC89C52RC（以后不用再设），打开程序文件（在文件夹的Object文件夹中），下载/安装，双击单片机按扭键重启

 

二.关于LED

1.LED介绍——发光二极管

内部小三角形表示正级VCC

大梯形表示负极GND

图

2.开发版中的LED

VCC表正级（高电频） ，高电频用1表示

GND表负极 （低点频），低电频用0表示

开发版的原 理图

 

 

CPU通过配置这些控制的寄存器，来控制硬件电路，硬件电路来完成我们想要完成的功能。

三.点亮一盏灯

结合LED的原理图

 

如点亮第一盏

就是让P2中P2-7为0 是也就是1111 1110 （注意代码是从p27到P20）

就给P2(P大写！）寄存器输入此2进制码，但由于k5无法直接识别二进制码，要转化为16进制码

口诀  四位一格 8421  10以上A到F  

然后就按代码四步走运行即可

#include 

void main()
{
	P2=0xFE;	//1111 1110
	while(1)
	{
		
	}
}

2.2LED闪烁

常规代码四部走 其中代码内部:

1.用

void main()
{
		

			P2=0XFE;
	
			P2=0XFF;//1111 1111
	
}

但我们发现 P2只会闪一下 因为这里P2值无法再变为亮 所以用循环while(1){}来是指循环

实现闪烁

void main()
{
		
	 while(1)
	{
			P2=0XFE;
	
			P2=0XFF;//1111 1111
	
	}
}

2.

但我们发现 这样反倒约等于没闪 因为代码运行太快 人眼看不见闪烁

所以要设延时

3.how调——总思路:在亮和灭后面各加延时500ms（0.5s)

在stc软件找到延时计算机——设定时长度为500ms 系统频率为12MHZ，指令集为stcy——点击复制代码——copy到main前作为函数——完善代码（去掉_nop_）——将Delay 500ms ();放到开与关后即可

#include 
#include 

void Delay500ms()		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 4;
	j = 205;
	k = 187;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void main()
{
		
	 while(1)
	{
			P2=0XFE;
		Delay500ms();
			P2=0XFF;//1111 1111
		Delay500ms(); 
	}
}

2.3流水灯

1.将闪烁的代码打一遍之后，copy down P2，然后更改0的位置，再转16进制即可

#include 
#include   
	void Delay500ms()		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 4;
	j = 205;
	k = 187;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void main()
{
	while(1)
	{
				P2=0xFE;//1111 1110
				Delay500ms();
				P2=0xFD;//1111 1101
				Delay500ms();
				P2=0xFB;//1111 1011
				Delay500ms();
				P2=0xF7;//1111 0111
				Delay500ms();
			  P2=0xEF;//1110 1111
				Delay500ms();
				P2=0xDF;//1101 1111
				Delay500ms();	
		    P2=0xBF;//1011 1111
				Delay500ms();
				P2=0x7F;//0111 1111
				Delay500ms();
	}
}

2.改进(不想总是为了改变延长时间而去一直要复制代码）

设万能代码——弄Delay1ms的函数——加入变量xms作为参数加入Delay1ms()中，再j加上while(xms){延时一秒的代码；xms--;}   ——这样就完成了Delay1ms的代码

然后在main中使用Delay(100);就行。

#include 

void Delay1ms(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;

	while (xms)
	{
	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
	xms--;
	}
}

void main()
{
	
		while(1)
	{
				P2=0xFE;//1111 1110
				Delay1ms(1000);
				P2=0xFD;//1111 1101
				Delay1ms(1000);
				P2=0xFB;//1111 1011
				Delay1ms(100);
				P2=0xF7;//1111 0111
				Delay1ms(100);
			  P2=0xEF;//1110 1111
				Delay1ms(100);
				P2=0xDF;//1101 1111
				Delay1ms(100);
		    P2=0xBF;//1011 1111
				Delay1ms(100);
				P2=0x7F;//0111 1111
				Delay1ms(100);
	}
}

3.1独立按键控制LED亮灭

1.独立按键的介绍

2.版中的独立按键

 

按键在上电时默认高电频，按下变低电频，再松手变回高电频。

3.如何控制呢？

#include 

void main()
{
	
		while (1)
	{
		if (P3_2==0 )
		{
			P2_0=0;
		}
		else 
		{
			P2_0=1;
		}
	}
	
}

远程操纵灯和按键的方法就是代码的链接

4.一些备用知识——C51：51中的C语言

具体的C知识见C的笔记，这里将概述放出：

1.C51数据类型；

2.C51数据运算

算术：+-*/%=

判断：>，>=,<,<=，==,!=

逻辑：

&&  逻辑与

||    逻辑或

!     逻辑非

位运算：(C中少见）

<<  按位左移

>>  按位右移

&  按位与

|  按位或

^  按位异或

~  按位取反

3.c51基本语句

任何复杂程序均可由3种关系组成

选择;if switch case（强制选择，多重判断）

循环：while;for(可以控制循环次数）

顺序：直接写

3.2独立按键控制LED状态

1.按键的抖动和消抖

对于机械按键而言，当机械触点断开、闭合时，

2.为什么要消抖

我们平时按按钮，其实一般都是电脑按下不操作，松手才操作。所以得消抖

#include 

	void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
    while(xms)
	{
	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
	xms--;
	}
}

void main()
{
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)
		{
			Delay(20);
			while(P3_1==0);
		    Delay(20);
			
			P2_0=~P2_0;  
		}
		

	}
	

3.3独立按键控制LED显示二进制

1.加入.按键控制的函数

2.本想X+1 然后取反输出实现二进制

但是这样

1111 1111+1=0000 0000  ~0000 0000=1111 1111 出现了自循环

所以要引一个参数来操作

#include 

void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	
	unsigned char i, j;
    while (xms--){
		
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
}
	
}

void main()
{
	unsigned char LEDNum=0;
while(1)
	{
		if(P3_1==0)
		{
			Delay(20);
			while(P3_1==0);
				Delay(20);
			LEDNum++;
			
			P2=~LEDNum;
		}
		
}
}

3.4独立按键控制LED的移位

1.常规初始化 导入和修改Delay函数，加上独立按键板块

2.核心代码

a.设寄存器

b.探讨how移位(单按键） 运用取反和<<

#include 

void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	
	unsigned char i, j;
    while (xms--){
		
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
}
	
}

     unsigned char LEDNum=0;
void main()
{
	P2=~0x01;
	while(1)
	{
		

		if(P3_1==0)
		{
			Delay(20);
			while (P3_1==0);
			Delay(20);
			
			LEDNum++;
			if (LEDNum>=8)
			{
				LEDNum=0;
			}		
			P2=~(0x01<

c.双按键  运用--和<<

#include 

void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	
	unsigned char i, j;
    while (xms--){
		
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
}
	
}

     unsigned char LEDNum=0;
void main()
{
	P2=~0x01;
	while(1)
	{
		

		if(P3_1==0)
		{
			Delay(20);
			while (P3_1==0);
			Delay(20);
			
			LEDNum++;
			if (LEDNum>=8)
			{
				LEDNum=0;
			}		
			P2=~(0x01<

4-1静态数码管显示

1.数码管介绍

2.数码管引脚定义

1个里8个灯（共阴或者共阳 意思是八个灯接在同一个阴极或者阳极）

a.如何一个管亮出一个数字 对应的地方亮就行 如

亮6，就是AEFDCG亮， B为灭

b.四位一体的数码管

c.动态数码管——视觉暂留效应（先不解释，往后看）

3.数码管原理图（含138和74H245）

a.我们是共阴极——LED1-8都连在同一个阴极，调整的就是调阳极

 

b.138译码器

 就是选择LED灯的东西，CBA的十进制代码和Y的2进制代码对应，通过输入CBA代码，选择哪盏或者哪些LED亮

c.74HC245双向数据缓冲器

 

用处：简单理解成原封不动送P0到LCD

d.里面的电容器 ——稳定电源供电

e,限流电阻

总结：选LED口（挑一个灯亮）——给段码（亮灯里面的哪些部分）——亮

4.铺垫——C51知识（同理，主要还是看C的笔记，这里只写作用）

a.数组：数组的目的是通过数组名加索引号简单快捷的操作大量数据。

b.子函数：子函数的目的是实现代码的复用和优化程序结构。

5.如何在数码管上一个灯显示数字6呢?

1.让灯通电   2.让灯显示六

3.使用子函数优化，使得所输位置和所需数字即可显示

#include 


unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
	
void NiXie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
        case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
        case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
  
	}
	P0=NixieTable[Number];
	
}

void main()
{
	NiXie(1,3);
	while (1)
	{
		
	}
	
}

4-2动态数码管显示（多位显示的原理就是动态模糊）

目的:123位分别显示1 2 3

1.常规初始化和单数字的代码

2.补上代码：复制P0——单数字代码进while（不断扫描，因为P0在不断变，不扫描无法显示）——加延时——感受延时变短的动态模糊（200ms——20ms——0）——然而去掉之后会有影子

影子何来？

在位选 段选 位选 段选 的衔接下 代码出现了重叠影

3.所以要用延时和清0来消影

#include 


unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
	
void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
    while (xms--){
	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
			     }
}
void NiXie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
        case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
        case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
  
	}
	P0=NixieTable[Number];
	Delay(1);
	P0=0x00;
	
}




void main()
{
	
	while (1)
	{
		NiXie(1,1);
//		Delay(20);
		NiXie(2,2);
//		Delay(20);
		NiXie(3,3);
//		Delay(20);
	}
	
}

4.数码管驱动方式