单片机编程基础

单片机编程基础
单片机的外部结构:
DIP40双列直插;
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)
电源VCC(PIN40)和地线GND(PIN20);
高电平复位RESET(PIN9);(10uF电容接VCC与RESET,即可实现上电复位)
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)
程序配置EA(PIN31)接高电平VCC;(运行单片机内部ROM中的程序)
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)
四个8位通用I/O端口,对应引脚P0,P1,P2和P3;
两个16位定时计数器;(TMOD,TCON,TL0,TH0,TL1,TH1)
一个串行通信接口;(SCON,SBUF)
一个中断控制器;(IE,IP)
针对AT89C52单片机,头文件AT89x52.h给出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定义.教科书的160页给出了针对MCS51系列单片机的C语言扩展变量类型.
C语言编程 基础:
十六进制表示字节0x5a:二进制为01011010B;0x6E为01101110.
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.
++var表示对变量var先增一;var—表示对变量后减一.
x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f;
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.
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.
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:
接电源:VCC(PIN40),GND(PIN20).加接退耦电容0.1uF
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
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
接配置:EA(PIN31).说明原因.
发光二极的控控制: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.
#include
#define LED P1^1 //用符号LED代替P1_1
#define KEY_ON P1^6 //用符号KEY_ON代替P1_6
#define KEY_OFF P1^7 //用符号KEY_OFF代替P1_7
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
{
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
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
While( 1 ) //永远为真,所以永远循环执行如下括号内所有语句
{
if( KEY_ON==0 ) LED=1; //是KEY_ON接下,所示P1.1输出高,LED亮
if( KEY_OFF==0 ) LED=0; //是KEY_OFF接下,所示P1.1输出低,LED灭
} //松开键后,都不给LED赋值,所以LED保持最后按键状态.
//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
}
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.
#include
#define SLED P1
#define KEY_0 P2^0
#define KEY_1 P2^1
#define KEY_2 P2^2
#define KEY_3 P2^3
#define KEY_4 P2^4
#define KEY_5 P2^5
#define KEY_6 P2^6
#define KEY_7 P2^7
#define KEY_8 P3^0
#define KEY_9 P3^1
#define KEY_A P3^2
#define KEY_B P3^3
#define KEY_C P3^4
#define KEY_D P3^5
#define KEY_E P3^6
#define KEY_F P3^7
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
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
{0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
void main( void )
{
unsigned char i=0; //作为数组下标
P2 = 0xff; //P2作为输入,初始化输出高
P3 = 0xff; //P3作为输入,初始化输出高
While( 1 )
{
if( KEY_0 == 0 ) i=0; if( KEY_1 == 0 ) i=1;
if( KEY_2 == 0 ) i=2; if( KEY_3 == 0 ) i=3;
if( KEY_4 == 0 ) i=4; if( KEY_5 == 0 ) i=5;
if( KEY_6 == 0 ) i=6; if( KEY_7 == 0 ) i=7;
if( KEY_8 == 0 ) i=8; if( KEY_9 == 0 ) i=9;
if( KEY_A == 0 ) i=0xA; if( KEY_B == 0 ) i=0xB;
if( KEY_C == 0 ) i=0xC; if( KEY_D == 0 ) i=0xD;
if( KEY_E == 0 ) i=0xE; if( KEY_F == 0 ) i=0xF;
SLED = Seg7Code[ i ]; //开始时显示0,根据i取应七段编码
}
}
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:
#include
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
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
{0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
void main( void )
{
unsigned int us250 = 0;
unsigned char s10 = 0;
unsigned char s1 = 0;
unsigned char key10 = 0; //记忆按键状态,为1按下
unsigned char key1 = 0; //记忆按键状态,为1按下
//初始化定时器 Timer0
TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02;
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
TR1 = 1;
while(1){ //----------循环1
P1 = Seg7Code[ s10 ]; //显示秒十位
P2 = Seg7Code[ s1 ]; //显示秒个位
while( 1 ){ //----------循环2
//计时处理
if( TF0 == 1 ){
TF0 = 0;
if( ++us250 >= 4000 ){
us250 = 0;
if( ++s1 >= 10 ){
s1 = 0;
if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0;
}
break; //结束"循环2",修改显示
}
}
//按十位键处理
P3.2 = 1; //P3.2作为输入,先要输出高电平
if( key10 == 1 ){ //等松键
if( P3.2 == 1 ) key10=0;
}
else{ //未按键
if( P3.2 == 0 ){
key10 = 1;
if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0;
break; //结束"循环2",修改显示
}
}
//按个位键处理
P3.3 = 1; //P3.3作为输入,先要输出高电平
if( key1 == 1 ) //等松键
{ if( P3.3 == 1 ) key1=0; }
else { //未按键
if( P3.3 == 0 ){ key1 = 1;
if( ++s1 >= 10 ) s1 = 0;
break; //结束"循环2",修改显示
}
}
} //循环2'end
}//循环1'end
}//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.
#include
//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
sbit SNRed =P1^0; //南北方向红灯
sbit SNYellow =P1^1; //南北方向黄灯
sbit SNGreen =P1^2; //南北方向绿灯
sbit EWRed =P1^3; //东西方向红灯
sbit EWYellow =P1^4; //东西方向黄灯
sbit EWGreen =P1^5; //东西方向绿灯
/* 用软件产生延时一个单位时间 */
void Delay1Unit( void )
{
unsigned int i, j;
for( i=0; i<1000; i++ )
for( j<0; j<1000; j++ ); //通过实测,调整j循环次数,产生1ms延时
//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
}
/* 延时n个单位时间 */
void Delay( unsigned int n ){ for( ; n!=0; n-- ) Delay1Unit(); }
void main( void )
{
while( 1 )
{
SNRed=0; SNYellow=0; SNGreen=1; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; Delay( 60 );
SNRed=0; SNYellow=1; SNGreen=0; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; Delay( 10 );
SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=0; EWGreen=1; Delay( 60 );
SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=1; EWGreen=0; Delay( 10 );
}
}
第四节:数码管驱动
显示"12345678"
P1端口接8联共阴数码管SLED8的段极:P1.7接段h,…,P1.0接段a
P2端口接8联共阴数码管SLED8的段极:P2.7接左边的共阴极,…,P2.0接右边的共阴极
方案说明:晶振频率fosc=12MHz,数码管采用动态刷新方式显示,在1ms定时断服务程序中实现
#include
unsigned char DisBuf[8]; //全局显示缓冲区,DisBuf[0]对应右SLED,DisBuf[7]对应左SLED,
void DisplayBrush( void )
{ code unsigned char cathode[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //阴极控制码
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
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
static unsigned char i=0; // (0≤i≤7) 循环刷新显示,由于是静态变量,此赋值只做一次.
P2 = 0xff; //显示消隐,以免下一段码值显示在前一支SLED
P1 = Seg7Code[ DisBuf[i] ]; //从显示缓冲区取出原始数据,查表变为七段码后送出显示
P2 = cathode[ i ]; //将对应阴极置低,显示
if( ++i >= 8 ) i=0; //指向下一个数码管和相应数据
}
void Timer0IntRoute( void ) interrupt 1
{
TL0 = -1000; //由于TL0只有8bits,所以将(-1000)低8位赋给TL0
TH0 = (-1000)>>8; //取(-1000)的高8位赋给TH0,重新定时1ms
DisplayBrush();
}
void Timer0Init( void )
{ TMOD=(TMOD & 0xf0) | 0x01; //初始化,定时器T0,工作方式1
TL0 = -1000; //定时1ms
TH0 = (-1000)>>8;
TR0 = 1; //允许T0开始计数
ET0 = 1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
}
void Display( unsigned char index, unsigned char dataValue ){ DisBuf[ index ] = dataValue; }
void main( void )
{
unsigned char i;
for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, 8-i);区qhkode[ DisBuf[i] ]; //; f7,0xfd,0xfb,0xfe};
} //DisBuf[0]为右,DisBuf[7]为左
Timer0Init();
EA = 1; //允许CPU响应中断请求
While(1);
}
第五节:键盘驱动
指提供一些函数给任务调用,获取按键信息,或读取按键值.
定义一个头文档 ,描述可用函数,如下:
#ifndef _KEY_H_ //防止重复引用该文档,如果没有定义过符号 _KEY_H_,则编译下面语句
#define _KEY_H_ //只要引用过一次,即 #include ,则定义符号 _KEY_H_
unsigned char keyHit( void ); //如果按键,则返回非0,否则返回0
unsigned char keyGet( void ); //读取按键值,如果没有按键则等待到按键为止
void keyPut( unsigned char ucKeyVal ); //保存按键值ucKeyVal到按键缓冲队列末
void keyBack( unsigned char ucKeyVal ); //退回键值ucKeyVal到按键缓冲队列首
#endif
定义函数体文档 KEY.C,如下:
#include "key.h"
#define KeyBufSize 16 //定义按键缓冲队列字节数
unsigned char KeyBuf[ KeyBufSize ]; //定义一个无符号字符数组作为按键缓冲队列.该队列为先进
//先出,循环存取,下标从0到 KeyBufSize-1
unsigned char KeyBufWp=0; //作为数组下标变量,记录存入位置
unsigned char KeyBufRp=0; //作为数组下标变量,记录读出位置
//如果存入位置与读出位置相同,则表明队列中无按键数据
unsigned char keyHit( void )
{ if( KeyBufWp == KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); }
unsigned char keyGet( void )
{ unsigned char retVal; //暂存读出键值
while( keyHit()==0 ); //等待按键,因为函数keyHit()的返回值为 0 表示无按键
retVal = KeyBuf[ KeyBufRp ]; //从数组中读出键值
if( ++KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0; //读位置加1,超出队列则循环回初始位置
return( retVal );
}
void keyPut( unsigned char ucKeyVal )
{ KeyBuf[ KeyBufWp ] = ucKeyVal; //键值存入数组
if( ++KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0; //存入位置加1,超出队列则循环回初始位置
}
/*****************************************************************************************
由于某种原因,读出的按键,没有用,但其它任务要用该按键,但传送又不方便.此时可以退回按键队列.就如取错了信件,有必要退回一样
******************************************************************************************/
void keyBack( unsigned char ucKeyVal )
{
/*
如果KeyBufRp=0; 减1后则为FFH,大于KeyBufSize,即从数组头退回到数组尾.或者由于干扰使得KeyBufRp超出队列位置,也要调整回到正常位置,
*/
if( --KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1;
KeyBuf[ KeyBufRp ] = ucKeyVal; //回存键值
}
下面渐进讲解键盘物理层的驱动.
电路共同点:P2端口接一共阴数码管,共阴极接GND,P2.0接a段,P2.1接b段,…,P2.7接h段.
软件共同点:code unsigned char Seg7Code[10] 是七段数码管共阴编码表.
Code unsigned char Seg7Code[16]=
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
{0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
例一:P1.0接一按键到GND,键编号为'6',显示按键.
#include
#include "KEY.H"
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例二:在例一中考虑按键20ms抖动问题.
#include
#include "KEY.H"
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ delay20ms(); //延时20ms,跳过接下抖动
keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
delay20ms(); //延时20ms,跳过松开抖动
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例三:在例二中考虑干扰问题.即小于20ms的负脉冲干扰.
#include
#include "KEY.H"
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ delay20ms(); //延时20ms,跳过接下抖动
if( P1_0 == 1 ) continue; //假按键
keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
delay20ms(); //延时20ms,跳过松开抖动
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例四:状态图编程法.通过20ms周期中断,扫描按键.
/****************************************************************************************
采用晶体为12KHz时,指令周期为1ms(即主频为1KHz),这样T0工作在定时器方式2,8位自动重载.计数值为20,即可产生20ms的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描
*****************************************************************************************/
#include
#include "KEY.H"
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x02; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式2
TH0 = -20; //计数周期为20个主频脉,即20ms
TL0=TH0; //先软加载一次计数值
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( P1_0==1 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( P1_0==0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
例五:状态图编程法.
/****************************************************************************************
如果采用晶体为12MHz时,指令周期为1us(即主频为1MHz),要产生20ms左右的计时,则计数值达到20000,T0工作必须为定时器方式1,16位非自动重载,即可产生20ms的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描
*****************************************************************************************/
#include
#include "KEY.H"
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式1
TL0 = -20000; //计数周期为20000个主频脉,自动取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1为软件重载
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( P1_0==1 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( P1_0==0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
例六:4X4按键.
/****************************************************************************************
由P1端口的高4位和低4位构成4X4的矩阵键盘,本程序只认为单键操作为合法,同时按多键时无效.
这样下面的X,Y的合法值为0x7, 0xb, 0xd, 0xe, 0xf,通过表keyCode影射变换可得按键值
*****************************************************************************************/
#include
#include "KEY.H"
unsigned char keyScan( void ) //返回0表示无按键,或无效按键,其它值为按键编码值
{ code unsigned char keyCode[16]=
/0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF
{ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 2, 0, 3, 4, 0 };
unsigned char x, y, retVal;
P1=0x0f; //低四位输入,高四位输出0
x=P1&0x0f; //P1输入后,清高四位,作为X值
P1=0xf0; //高四位输入,低四位输出0
y=(P1 >> 4) & 0x0f; //P1输入后移位到低四位,并清高四位,作为Y值
retVal = keyCode[x]*4 + keyCode[y]; //根据本公式倒算按键编码
if( retVal==0 ) return(0); else return( retVal-4 );
}
//比如按键'1',得X=0x7,Y=0x7,算得retVal= 5,所以返回函数值1.
//双如按键'7',得X=0xb,Y=0xd,算得retVal=11,所以返回函数值7.
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式1
TL0 = -20000; //计数周期为20000个主频脉,自动取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1为软件重载
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( keyScan()!=0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( keyScan()==0 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( keyScan() ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if(keyScan()==0 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( keyScan()!=0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
第六节:低频频率计
实例目的:学时定时器,计数器,中断应用
说明:选用24MHz的晶体,主频可达2MHz.用T1产生100us的时标,T0作信号脉冲计数器.假设晶体频率没有误差,而且稳定不变(实际上可达万分之一);被测信号是周期性矩形波(正负脉冲宽度都不能小于0.5us),频率小于1MHz,大于1Hz.要求测量时标1S,测量精度为0.1%.
解:从测量精度要求来看,当频率超过1KHz时,可采用1S时标内计数信号脉冲个数来测量信号频,而信号频率低于1KHz时,可以通过测量信号的周期来求出信号频率.两种方法自动转换.
对于低于1KHz的信号,信号周期最小为1ms,也就是说超过1000us,而我们用的定时器计时脉冲周期为0.5us,如果定时多计或少计一个脉冲,误差为1us,所以相对误差为1us/1000us=0.1%.信号周期越大,即信号频率越低,相对误差就越小.
从上面描述来看,当信号频率超过1KHz后,信号周期就少于1000us,显然采用上面的测量方法,不能达到测量精度要求,这时我们采用1S单位时间计数信号的脉冲个数,最少能计到1000个脉冲,由于信号频率不超过1MHz,而我们定时脉冲为2MHz,最差多计或少计一个信号脉冲,这样相对误差为1/1000,可见信号频率越高,相对误差越小.
信号除输入到T1(P3.5)外,还输入到INT1(P3.3).
unsigned int us100; //对100us时间间隔单位计数,即有多少个100us.
unsigned char Second;
unsigned int K64; //对64K单位计数,即有多少个64K
unsigned char oldT0;
unsigned int oldus, oldK64, oldT1;
unsigned long fcy; //存放频率值,单位为Hz
bit HighLow=1; //1:表示信号超过1KHz;0:表示信号低于1KHz.
void InitialHigh( void )
{
IE=0; IP=0; HighLow=1;
TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; PX0=1; T0=1;
TMOD = (TMOD & 0x0f) | 0x50; TH1=0; TL1=0; T1=1; ET1=1;
Us100=0; Second=0; K64=0;
oldK64=0; oldT1=0;
TCON |= 0x50; //同时置 TR0=1; TR1=1;
EA = 1;
}
void InitialLow( void )
{
IE=0; IP=0; HighLow=0;
TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; ET0=1; TR0=1;
INT1 = 1; IT1=1; EX1=1;
Us100=0; Second=0; K64=0;
oldK64=0; oldT1=0;
EA = 1;
}
void T0intr( void ) interrupt 1
{ if( HighLow==0 ) ++us100;
else
if( ++us100 >= 10000 )
{ unsigned int tmp1, tmp2;
TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;
fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1);
oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;
Second++;
us100=0;
}
}
void T1intr( void ) interrupt 3 { ++K64; }
void X1intr( void ) interrupt 2
{ static unsigned char sts=0;
switch( sts )
{
case 0: sts = 1; break;
case 1: oldT0=TL0; oldus=us100; sts=2; break;
case 2:
{
unsigned char tmp1, tmp2;
TR0=0; tmp1=TL0; tmp2=us100; TR0=1;
fcy = 1000000L/( (tmp2-oldus)*100L + (256-tmp1)/2 );
Second ++;
}
Sts = 0;
break;
}
}
void main( void )
{
if( HighLow==1) InitialHigh(); else InitialLow();
While(1)
{
if( Second != 0 )
{
Second = 0;
//display fcy 引用前面的数码管驱动程序,注意下面对T0中断服务程序的修改
{ unsigned char i;
for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, fcy%10); fcy /= 10; }
}
if( HighLow==1 )
if( fcy1000L ){ InitalHigh();}
}
}
}
//修改T0的中断服务程序,让它在完成时标的功能时,同时完成数码管显示刷新
void T0intr( void ) interrupt 1
{
static unsigned char ms = 0;
if( HighLow==0 ) ++us100;
else
if( ++us100 >= 10000 )
{ unsigned int tmp1, tmp2;
TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;
fcy=((tmp2-oldK64)<= 10 ){ ms=0; DisplayBrush(); } //1ms数码管刷新
}

第七节:电子表
单键可调电子表:主要学习编程方法.
外部中断应用,中断嵌
解:电子表分为工作状态和调整状态.平时为工作状态,按键不足一秒,接键为换屏'S'.按键超过一秒移位则进入调整状态'C',而且调整光标在秒个位开始.调整状态时,按键不足一秒为光标移动'M',超过一秒则为调整读数,每0.5秒加一'A',直到松键;如果10秒无按键则自动回到工作状态'W'.
如果有年,月,日,时,分,秒.四联数码管可分三屏显示,显示格式为"年月.","日.时.","分.秒",从小数点的位置来区分显示内容.(月份的十位数也可以用"-"和"-1"表示).
enum status = { Work, Change, Add, Move, Screen } //状态牧举
//计时和调整都是对下面时间数组Time进行修改
unsigned char Time[12]={0,4, 0,6, 1,0, 0,8, 4,5, 3,2}; //04年06月10日08时45分32秒
unsigned char cursor = 12; //指向秒个位,=0时无光标
unsigned char YmDhMs = 3; //指向"分秒"显示 ,=0时无屏显
static unsigned char sts = Work;
/*
如果cursor不为0,装入DisBuf的对应数位,按0.2秒周期闪烁,即设一个0.1秒计数器S01,S01为奇数时灭,S01为偶数时亮.
小数点显示与YmDhMs变量相关.
*/
void DisScan( void ) //动态刷新显示时调用.没编完,针对共阴数码管,只给出控控制算法
{
//DisBuf每个显示数据的高四位为标志,最高位D7为负号,D6为小数点,D5为闪烁
unsigned char tmp;
tmp = Seg7Code[ x & 0x1f ]; //设 x为显示数据,高3位为控制位,将低5位变为七段码
if( x & 0x40 ) tmp |= 0x80; //添加小数点
if( x & 0x20 ){ if( S01 & 0x01 ) tmp=0; } //闪烁,S01奇数时不亮
//这里没有处理负号位
//将tmp送出显示,并控制对应数码管动作显示
}
void Display( void ) //根据状态进行显示
{
if( cursor != 0 ){ YmDhMs=(cursor+3)/4; } //1..4=1; 5..8=2; 9..12=3
for( i=(YmDhMs-1)*4; i<(YmDhMs)*4; i++ )
{ unsigned char j = i%4;
Disbuf[j] = Time[i];
if( i == (cursor-1) ) Disbuf[j] |= 0x20; //闪烁,cursor!=0时才闪烁
if( (i==9) || //小数点:分个位
(i==7) || //小数点:时个位
(i==5) || //小数点:日个位
(i==3) //小数点:月个位
) Disbuf[j] |= 0x40;
//if(i==2){ if(Time[2]==1) DisBuf[2]="-1"; else DisBuf="-"; }
}
//工作状态:根据YmDhMs将屏数据装入DisBuf
//调整状态:根据cursor将屏数据装入DisBuf
}
void KeyScan( void ) //根据状态扫描按键
void ProcessKey( void ) //根据状态处理键信息
{
keyVal = KeyGet();
if( keyVal == 0 ) return;
switch( sts )
{
case Work:
if( keyVal =='S')
{
if( --YmDhMs == 0 ) YmDhMs = 3; //换屏
}
if( keyVal == 'C')
{
sts = Change;
YmDhMs = 3;
Cursor = 12;
}
break;
case Change:
if( keyVal == 'W' )
if( keyVal == 'A' )
if( keyVal == 'M' ) //根据cursor
break;
}
}
第八节:串行口应用
使用晶体频率为22.1184MHz的AT89C52单片机,串行口应用工作方式1,以9600bps的波特率向外发送数据,数据为十个数字'0'到'9',循环不断地发送.
解:数字字符为增量进二进制码,'0'对应0x30,'1'= '0'+ 1 = 0x31,从'0'到'9'对应编码为0x30到0x39,记忆二进制编码较难,实际编程中用单引号括起对应字符表示引用该字符的二进制编码值,如' '表示引用 号的编码值.
在用11.0592MHz晶体时,9600bps的初始化分频初值为-6,现晶频加倍,如果其它条件不变,只有分频初始加倍为-12,才能得到9600bps;如果想得到2400bps(速率降4倍),分频初始自然加大4倍,即为-48.根据题意编得如下程序:
#include
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20;
TH1 = -12;
PCON |= 0x80; //SMOD = 1
TR1 = 1;
SCON = 0x42;
while( 1 )
{
if( TI==1 )
{
static unsigned char Dat='0';
SBUF = Dat;
TI = 0;
If( ++Dat > '9') Dat='0';
}
}
}
在上题的 基础上,改为2400bps,循环发送小写字母'a'到'z',然后是大写字母'A'到'Z'.
#include
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20;
TH1 = -96; //注意不用倍频方式
PCON &= 0x7F; //SMOD = 0
TR1 = 1;
SCON = 0x42;
while( 1 )
{
if( TI==1 )
{
static unsigned char Dat='a';
SBUF = Dat;
TI = 0;
//If( ++Dat > '9') Dat='0';
++Dat;
if( Dat == ('z'+1) ) Dat='A';
if( Dat == ('Z'+1) ) Dat='a';
}
}
}
上述改变值时,也可以再设一变量表示当前的大小写状态,比如写成如下方式:
++Dat;
{
static unsigned char Caps=1;
if( Caps != 0 )
if( Dat>'Z'){ Dat='a'; Caps=0; }
else
if( Dat>'z'){ Dat='A'; Caps=1; }
}
如下写法有错误:因为小b比大Z的编码值大,所以Dat总是'a'
++Dat;
if( Dat>'Z'){ Dat='a'}
else if( Dat>'z'){ Dat='A'}
有A和B两台单片机,晶体频率分别为13MHz和14MHz,在容易编程的条件下,以最快的速度进行双工串行通信,A给B循环发送大写字母从'A'到'Z',B给A循环发送小写字母从'a'到'z',双方都用中断方式进行收发.
解:由于晶体频率不同,又不成2倍关系,所以只有通信方式1和方式3,由于方式3的帧比方式1多一位,显然方式3的有效数据(9/11)比方式1(8/10)高,但要用方式3的第9位TB8来发送数据,编程难度较大,这里方式1较容易编程.
在计算最高速率时,由于单方程,双未知数,又不知道波特率为多少,所以要综合各方面的条件,估算出A和B的分频常数,分别为-13和-14时,速率不但相同,且为最大值.如下给出A机的程序:
#include
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20;
TH1 = -13; //注意用倍频方式
PCON |= 0x80; //SMOD = 1
TR1 = 1;
SCON = 0x52; //REN = 1
ES = 1;
EA = 1;
while( 1 );
}
void RS232_intr( void ) interrupt 4 //注意RI和TI任一位变为1都中断
{
unsigned char rDat;
if( RI == 1 ){ RI=0; rDat=SBUF; }
if( TI==1 )
{
static unsigned char tDat='a';
SBUF = tDat;
TI = 0;
If( ++Dat > 'z') Dat='a';
}
}
多机通位
在方式2和方式3,SM2只对接收有影响,当SM2=1时,只接收第9位等于1的帧(伪地址帧),而SM2=0时,第9位不影响接收.
多机通信中,地址的确认与本机程序有关,所以可以实现点对点,点对组,以及通播方式的通信.
如果收发共用一总线,任何时刻只有一个发送源能占用总线发送数据,否则发生冲突.由此可构造无竞争的令牌网;或者多主竞争总线网.
P1.0(0xE)
P1.1(0xD)
P1.2(0xB)
P1.3(0x7)
P1.4(E)
P1.5(D)
P1.6(B)
P1.7(7)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10