跟我学51单片机C语言程序设计

1跟我学单片机系列教程51单片机C语言程序设计前言单片机以其价格低廉、功能强大、体积小、性能稳定等优点，深受广大电子设计爱好者喜爱。目前，各类产品中都能看到单片机的身影，如门铃、报警器、玩具，以及各类数据采集系统和控制终端等。单片机是现代电子设计中使用最广泛的电子元件。而其中的51系列单片机是最早兴起的一类。51系列单片机功能完备、指令系统丰富，发展的最为成熟。这套培训实验教程是以51单片机的应用为主，以培养读者的硬件动手能力和C语言程序开发基础为目的而编写的。由于水平有限，如有不当之处还请多多指教。主编：彭跃明南昌日升电子电话：[phone]（公司）0791-2893370（彭跃明）地址：南昌市长运电子市场（长途汽车站旁）B座39号2目录前言第一章：了解51单片机1．单片机的概念2．单片机的用途3．怎么学单片机4．为什么选择51单片机作为单片机学习的入门第二章：学前预备知识1．电平特性2．与、或、非的基本运算3．二进制、十进制、十六进制的表示及相互转换4．80c51单片机简介5．51单片机内部结构框图6．51单片机引脚功能7．51单片机最小系统8．硬件知识第三章：相关软件和实验板的使用方法1．Keil软件的使用2．烧软件及实验板的使用3．Proteus软件的使用4．Protel99se软件的使用第四章：51单片机之LED显示实验1．位定义操作LED2．主函数直接操作LED3．LED彩灯程序设计4．LED流水灯程序设计第五章：51单片机之独立式键盘控制LED显示实验1．用按键控制LED亮灭的程序设计2．用按键控制LED彩灯变化的程序设计3．LED可控流水灯的程序设计第六章：51单片机之LED数码管实验1．数码管静态显示实验2．数码管动态显示实验3．指针实验4．中断实验5．（电子钟）定时器/计数器实验第七章：51单片机之矩阵式键盘控制LED数码管显示实验3第八章：51单片机之串口通信实验1．PC机与单片机串口通信2．单片机与单片机串口通信第九章：51单片机工程实例（1602+DS1302+4个按键+闹铃的电子钟）4第一章了解51单片机一．单片机的概念：在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。二．单片机的用途：工业自动化：数据采集，测控技术；智能仪器仪表：数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表等；消费类电子产品:洗衣机、电冰箱、空调机、手机等；凡是与控制或简单计算有关的电子设备都可以用单片机来实现，再根据具体实际情况选择不同性能的单片机，如：atmel，stc，pic，avr，凌阳，80C51，arm等。三．怎么学单片机：实践第一；补充必要的理论知识，即缺什么补什么；做工程项目积累经验。(可在网络上搜索些题目，也可自己有什么想法大胆的去试验。)。四．为什么选择51单片机作为单片机学习的入门：学51单片机成本低，而且51单片机技术最成熟、资料最丰富、学习难度相对比较低。第二章学前预备知识一．电平特性：数字电路中只有两种电平:高和低(本课程中)定义单片机为TTL电平：高+5V、低0V。RS232电平：计算机的串口，高-12V、低+12V。所以单片机与计算机之间进行通讯时需要加电平转换芯片max232。二．与、或、非及异或的基本运算：逻辑“与”:0*0=01*0=00*1=01*1=1“必须都有，否则就没有”逻辑“或”:0+0=01+0=10+1=11+1=1“只要其中之一有，就有”逻辑“非”：非0=1非1=0“求反”逻辑“异或”:0⊕0=01⊕0=10⊕1=11⊕1=0“必须不同,否则就没有”三．二进制、十进制、十六进制的表示及相互转换：十二十六十二十六十二十六十二十六000000401004810008121100C100011501015910019131101D200102601106101010A141110E300113701117111011B151111F四.80c51单片机简介：Inter公司推出了MCS-51系列单片机：集成8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个八位并口、一个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范5围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。单板机—单片机。80C51是MCS-51系列中的典型品种；其它厂商以80C51为基核开发出的CMOS（场效应管）工艺单片机产品统称为80C51系列。五．51单片机内部结构框图：六．51单片机的引脚功能：AT89S52的引脚功能介绍：电源引脚：（40脚）电源正极VCC；（20脚）电源负极GND。复位引脚：（9脚）复位引脚RST。时钟信号输入输出引脚：（19脚）XTAL1；（18脚）XTAL2；外部ROM的读选通引脚：（29脚）PSEN（低电平有效）。6地址锁存和ROM编程脉冲输入引脚：（30脚）ALE/PROG为高电平时为地址锁存允许控制信号；为低电平时为对内部ROM编程脉冲输入端。访问外部存储器控制引脚：（31脚）EA/VPP当接高电平时，可访问内部和外部程序存储器；当接低电平时只能访问外部程序存储器。1．P0端口结构：P0口可以当作普通I/O口，也可以在系统外部扩展存储器的时候，输出低8位的地址。2．P1口结构:P1口一般用作通用I/O端口，其可以用作位处理，各位都可以单独输出或输入信息。另外AT89S系列的（6脚）MOSI；（7脚）MISO；（8脚）SCK可用作程序下载。P1端口各位的第二功能P1端口的位第二功能注释P1.0T2T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EXT2EX（定时器/计数器T2的捕捉和重载触发信号控制）P1.2P1.3P1.4P1.5MOSI指令输入（编程用）P1.6MISO数据输出（编程用）P1.7SCK时钟输入（编程用）3．P2口结构:P2口可以当作普通I/O口，也可以在系统外部扩展存储器的时候，输出高8位的地址。4．P3口内部结构:P3端口是一个具有第二功能、且可位操作的端口。当作为普通I/O端口时，P3口可以进行位操作，是准双向端口。当系统需要扩展外部器件时，P3口可以作为第二功能使用。P3端口各位的第二功能P3端口的位第二功能注释P3.0RXD串行数据输出P3.1TXD串行数据输入P3.2INT0外中断0信号输入端P3.3INT1外中断1信号输入端P3.4T0T0计数脉冲输入端P3.5T1T1计数脉冲输入端P3.6WR读外部数据存储器P3.7RD写外部数据存储器单片机4个8位I/O端口的不同结构，决定了各自的应用范围。例如，在一些复杂的应用系统中，只用一个单片机很难达到系统的要求，经常需要外部功能扩展。因此，单片机的P0口和P2口常用于组成16位地址总线。P0口用作8位数据总线，P3口由于其特有的第二功能，因此常用于传输和控制等，只有P1口可以真正的用于I/O操作。另外，在单片机应用时，P0口需要外加上拉电阻，而P1口、P2口和P3口内部设置有上拉电阻，不用外加。这4个I/O端口均为准双向I/O端口，其驱动能力不同，P0口的驱动能力最强，可以驱动8个LSTTL负载，其余3个端口只能驱动4个LSTTL负载。还有一个需要强调的是，这些端口都有两种读取方式：读锁存器和读引脚。7这是因为在I/O端口中，锁存器内容和引脚上的内容有可能不一致。七．51单片机最小系统：1．单片机最小系统的概念：能使单片机正常工作的最小硬件单元电路，就叫单片机最小系统。2．单片机最小系统的组成：（1）复位电路：t=RC1(t≥10ms)；（2）时钟电路：C2=C3=(30±10)pF(一般是20~30pF)；（3）存储器访问路经控制：EA/VPP=+5V时，先内后外。另外，一般还有单片机的ISP下载口也包含在单片机最小系统中。3．51系列单片机的最小系统电路的原理图：八．硬件知识：看一个人，我们一般会看他的长相。同样，电子元件也要看长相，或者说是形壮，只是说法不一样，我们把它们的长相称为“封装”。1．单片机的封装：单片机的封装大概的可以分为：DIP（直插封装）、PLCC（贴片，引脚向内折起）、TQFP（贴片，引脚向外侧伸展）。对DIP封装的单片机的型号及管脚识别方法如下（对于所有的DIP封装的识别方法与此类同）。对于DIP封装的单片机来说，在外壳正中央印有字（型号）的一面是它的正面，在单片机外壳的正面的一侧边有一个半月型的小坑，同时还有一个圆形的小坑在旁边。这两个标志说明离圆形小坑最近的管脚为单片机的1号管脚。把单片机印有型号的一侧朝上，1号管脚放在左手边，向右依次为2、3、4…20管脚，单片机上边沿从右到左为21、22、23…40脚。这样数的引脚号与电路图上所标的引脚号是一一对应的。对于其他封装的器件，方法与此类似，也可参考实际的器件使用手册来找到管脚的排列。2．电阻的封装及其参数：电阻的封装主要分为直插和贴片。参数的标注有直标和色标。①直标法：直标法主要用在体积比较大的封装和贴片封装上。直标法有两种况：如果阻值是整数则用三位数表示，前两位是阻值的高两位，第三位是指十的几次方，如103,表示这个电阻是10千欧的；如果阻值是小数则用字母R代替小数点，小数点两边的整数值和小数值部分与之前所说的方法相同,如2R2,表示这8个电阻是2.2欧的。②色环标注法：色环电阻是应用于各种电子设备的最多的电阻类型，在识别时，可运用如下技巧：技巧1：先找标志误差的色环，从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般绝少用做电阻色环的第一环，所以在电阻上只要有金环和银环，就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。技巧2：棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用做误差环，又常作为有效数字环，且常常在第一环和最末一环中同时出现，使人很难识别谁是第一环。在实践中，可以按照色环之间的间隔加以判别：比如对于一个五道色环的电阻而言，第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些，据此可判定色环的排列顺序。技巧3：在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下，还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：100×104Ω=1MΩ误差为1％，属于正常的电阻系列值，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕，其值为140×100Ω=140Ω，误差为1％。显然按照后一种排序所读出的电阻值，在电阻的生产系列中是没有的，故后一种色环顺序是不对的。如何识别阻值大小：四色环电阻：第一色环是十位数，第二色环是个位数，第三色环是应乘颜色次幂颜色次，第四色环是误差率；五色环电阻：第一色环是百位数，第二色环是十位数，第三色环是个位数，第四色环是应乘颜色次幂颜色次，第五色环是误差率。如何识别电阻的功率：色环电阻看体积，直标法的电阻功率也已经标出。第三章相关软件和实验板的使用方法一．KEIL软件的使用。二．烧写软件的使用。三．Proteus软件的使用。四．Protel99se使用：在画PCB图排版时要注意以下几点：电源/地线粗细：30mil;信号/控制线粗细：15mil;电源/地线过孔：holesize：30mil；diameter：32mil；信号/控制线过孔：holesize：15；diameter：25mil；布线与过孔间距：15mil;布线间距：20mil；字体大小：35*4mil。第四章LED（发光二极管）实验一．实验目的：掌握LED驱动电路的设计及使用单片机控制LED的方法。二．了解LEDLED即发光二极管，英文全称为LightEmittingDiode。单独的发光二极管便是一个最简单的LED，通过控制其的亮灭来作为信号指示，一般用于电源指示灯、工作状态指示等。单个的发光二极管使用比较简单。1．发光二极管的结构及其工作原理：（1）发光二极管的外形特点：外形（直插：球顶形，矩形。贴片）；颜色（红，9黄，绿）。（2）正偏和反偏的概念：给晶体管器件两极间加上电压，称为给它加偏置，给两极加正向电压称为正向偏置，给两极加反向电压称为反向偏置。（3）发光二极管的管脚极性判断：发光二极管的工作原理及管脚的判断：只要在发光