51单片机C语言编程基础及实例

C语言是一门通用计算机编程语言,应用广泛。下面是小编整理的51单片机C语言编程基础及实例,希望对大家有帮助!

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。

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)

代码

#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)

代码

#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)

代码

#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) )

代码

#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 ) )

代码

#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

#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。

代码

#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:

代码

#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。

代码

#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

代码

#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); } //DisBuf[0]为右,DisBuf[7]为左

Timer0Init();

EA = 1; //允许CPU响应中断请求

While(1);

}

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