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單片機C51編程基礎 |
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| 單片機C51編程基礎 |
| 作者:佚名 來源:不詳 錄入:Admin 更新時間：2008-7-27 15:55:55 點擊數：4 |
【字體：
 】 |
單片機的外部結構：
1、 DIP40雙列直插；
2、 P0，P1，P2，P3四個8位準雙向I/O引腳；（作為I/O輸入時，要先輸出高電平）
3、 電源VCC（PIN40）和地線GND（PIN20）；
4、 高電平復位RESET（PIN9）；（10uF電容接VCC與RESET，即可實現上電復位）
5、 內置振蕩電路，外部只要接晶體至X1（PIN18）和X0（PIN19）；（頻率為主頻的12倍）
6、 程序配置EA（PIN31）接高電平VCC；（運行單片機內部ROM中的程序）
7、 P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1
單片機內部I/O部件：(所胃學習單片機，實際上就是編程控制以下I/O部件，完成指定任務)
1、 四個8位通用I/O端口，對應引腳P0、P1、P2和P3；
2、 兩個16位定時計數器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1）
3、 一個串行通信接口；（SCON，SBUF）
4、 一個中斷控制器；（IE，IP）
針對AT89S52單片機，頭文件AT89x52.h給出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定義。
C語言編程基礎正式內容：
1、 十六進制表示字節0x5a：二進制為01011010B；0x6E為01101110。
2、 如果將一個16位二進數賦給一個8位的字節變量，則自動截斷為低8位，而丟掉高8位。
3、 ++var表示對變量var先增一；var—表示對變量后減一。
4、 x |= 0x0f;表示為 x = x | 0x0f;
5、 TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示給變量TMOD的低四位賦值0x5，而不改變TMOD的高四位。
6、 While( 1 ); 表示無限執行該語句，即死循環。語句后的分號表示空循環體，也就是{;}
在某引腳輸出高電平的編程方法：（比如P1.3（PIN4）引腳）
#include <AT89x52.h> //該頭文檔中有單片機內部資源的符號化定義，其中包含P1.3
void main( void ) //void 表示沒有輸入參數，也沒有函數返值，這入單片機運行的復位入口
{
P1_3 = 1; //給P1_3賦值1，引腳P1.3就能輸出高電平VCC
While( 1 ); //死循環，相當 LOOP: goto LOOP;
}
注意：P0的每個引腳要輸出高電平時，必須外接上拉電阻（如4K7）至VCC電源。
在某引腳輸出低電平的編程方法：（比如P2.7引腳）
#include <AT89x52.h> //該頭文檔中有單片機內部資源的符號化定義，其中包含P2.7
void main( void ) //void 表示沒有輸入參數，也沒有函數返值，這入單片機運行的復位入口
{
P2_7 = 0; //給P2_7賦值0，引腳P2.7就能輸出低電平GND
While( 1 ); //死循環，相當 LOOP: goto LOOP;
}
在某引腳輸出方波編程方法：（比如P3.1引腳）
#include <AT89x52.h> //該頭文檔中有單片機內部資源的符號化定義，其中包含P3.1
void main( void ) //void 表示沒有輸入參數，也沒有函數返值，這入單片機運行的復位入口
{
While( 1 ) //非零表示真，如果為真則執行下面循環體的語句
{
P3_1 = 1; //給P3_1賦值1，引腳P3.1就能輸出高電平VCC
P3_1 = 0; //給P3_1賦值0，引腳P3.1就能輸出低電平GND
} //由于一直為真，所以不斷輸出高、低、高、低……，從而形成方波
}
將某引腳的輸入電平取反后，從另一個引腳輸出：（ 比如 P0.4 = NOT( P1.1) ）
#include <AT89x52.h> //該頭文檔中有單片機內部資源的符號化定義，其中包含P0.4和P1.1
void main( void ) //void 表示沒有輸入參數，也沒有函數返值，這入單片機運行的復位入口
{
P1_1 = 1; //初始化。P1.1作為輸入，必須輸出高電平
While( 1 ) //非零表示真，如果為真則執行下面循環體的語句
{
if( P1_1 == 1 ) //讀取P1.1，就是認為P1.1為輸入，如果P1.1輸入高電平VCC
{ P0_4 = 0; } //給P0_4賦值0，引腳P0.4就能輸出低電平GND
else //否則P1.1輸入為低電平GND
{ P0_4 = 1; } //給P0_4賦值1，引腳P0.4就能輸出高電平VCC
} //由于一直為真，所以不斷根據P1.1的輸入情況，改變P0.4的輸出電平
}
將某端口8個引腳輸入電平，低四位取反后，從另一個端口8個引腳輸出：（ 比如 P2 = NOT( P3 ) ）
#include <AT89x52.h> //該頭文檔中有單片機內部資源的符號化定義，其中包含P2和P3
void main( void ) //void 表示沒有輸入參數，也沒有函數返值，這入單片機運行的復位入口
{
P3 = 0xff; //初始化。P3作為輸入，必須輸出高電平，同時給P3口的8個引腳輸出高電平
While( 1 ) //非零表示真，如果為真則執行下面循環體的語句
{ //取反的方法是異或1，而不取反的方法則是異或0
P2 = P3^0x0f //讀取P3，就是認為P3為輸入，低四位異或者1，即取反，然后輸出
} //由于一直為真，所以不斷將P3取反輸出到P2
}
注意：一個字節的8位D7、D6至D0，分別輸出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，則P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四個引腳都輸出低電平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四個引腳都輸出高電平。同樣，輸入一個端口P2，即是將P2.7、P2.6至P2.0，讀入到一個字節的8位D7、D6至D0。
第一節：單數碼管按鍵顯示
單片機最小系統的硬件原理接線圖：
1、 接電源：VCC（PIN40）、GND（PIN20）。加接退耦電容0.1uF
2、 接晶體：X1（PIN18）、X2（PIN19）。注意標出晶體頻率（選用12MHz），還有輔助電容30pF
3、 接復位：RES（PIN9）。接上電復位電路，以及手動復位電路，分析復位工作原理
4、 接配置：EA（PIN31）。說明原因。
發光二極的控控制：單片機I/O輸出
將一發光二極管LED的正極（陽極）接P1.1，LED的負極（陰極）接地GND。只要P1.1輸出高電平VCC，LED就正向導通（導通時LED上的壓降大于1V），有電流流過LED，至發LED發亮。實際上由于P1.1高電平輸出電阻為10K，起到輸出限流的作用，所以流過LED的電流小于（5V-1V）/10K = 0.4mA。只要P1.1輸出低電平GND，實際小于0.3V，LED就不能導通，結果LED不亮。（注意和本電路相反）
開關雙鍵的輸入：輸入先輸出高
一個按鍵KEY_ON接在P1.6與GND之間，另一個按鍵KEY_OFF接P1.7與GND之間，按KEY_ON后LED亮，按KEY_OFF后LED滅。同時按下LED半亮，LED保持后松開鍵的狀態，即ON亮OFF滅。
#include <at89x52.h>
#define LED P1^1 //用符號LED代替P1_1
#define KEY_ON P1^6 //用符號KEY_ON代替P1_6
#define KEY_OFF P1^7 //用符號KEY_OFF代替P1_7
void main( void ) //單片機復位后的執行入口，void表示空，無輸入參數，無返回值
{
KEY_ON = 1; //作為輸入，首先輸出高，接下KEY_ON，P1.6則接地為0，否則輸入為1
KEY_OFF = 1; //作為輸入，首先輸出高，接下KEY_OFF，P1.7則接地為0，否則輸入為1
While( 1 ) //永遠為真，所以永遠循環執行如下括號內所有語句
{
if( KEY_ON==0 ) LED=1; //是KEY_ON接下，所示P1.1輸出高，LED亮
if( KEY_OFF==0 ) LED=0; //是KEY_OFF接下，所示P1.1輸出低，LED滅
} //松開鍵后，都不給LED賦值，所以LED保持最后按鍵狀態。
//同時按下時，LED不斷亮滅，各占一半時間，交替頻率很快，由于人眼慣性，看上去為半亮態
}
數碼管的接法和驅動原理
一支七段數碼管實際由8個發光二極管構成，其中7個組形構成數字8的七段筆畫，所以稱為七段數碼管，而余下的1個發光二極管作為小數點。作為習慣，分別給8個發光二極管標上記號：a,b,c,d,e,f,g,h。對應8的頂上一畫，按順時針方向排，中間一畫為g，小數點為h。
我們通常又將各二極與一個字節的8位對應，a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7)，相應8個發光二極管正好與單片機一個端口Pn的8個引腳連接，這樣單片機就可以通過引腳輸出高低電平控制8個發光二極的亮與滅，從而顯示各種數字和符號；對應字節，引腳接法為：a(Pn.0)，b(Pn.1)，c(Pn.2)，d(Pn.3)，e(Pn.4)，f(Pn.5)，g(Pn.6)，h(Pn.7)。
如果將8個發光二極管的負極（陰極）內接在一起，作為數碼管的一個引腳，這種數碼管則被稱為共陰數碼管，共同的引腳則稱為共陰極，8個正極則為段極。否則，如果是將正極（陽極）內接在一起引出的，則稱為共陽數碼管，共同的引腳則稱為共陽極，8個負極則為段極。
以單支共陰數碼管為例，可將段極接到某端口Pn，共陰極接GND，則可編寫出對應十六進制碼的七段碼表字節數據如右圖：
16鍵碼顯示的程序
我們在P1端口接一支共陰數碼管SLED，在P2、P3端口接16個按鍵，分別編號為KEY_0、KEY_1到KEY_F，操作時只能按一個鍵，按鍵后SLED顯示對應鍵編號。
#include <at89x52.h>
#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]= //用十六進數作為數組下標，可直接取得對應的七段編碼字節
// 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; //作為數組下標
P2 = 0xff; //P2作為輸入，初始化輸出高
P3 = 0xff; //P3作為輸入，初始化輸出高
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 ]; //開始時顯示0，根據i取應七段編碼
}
}
第二節：雙數碼管可調秒表
解：只要滿足題目要求，方法越簡單越好。由于單片機I/O資源足夠，所以雙數碼管可接成靜態顯示方式，兩個共陰數碼管分別接在P1（秒十位）和P2（秒個位）口，它們的共陰極都接地，安排兩個按鍵接在P3.2（十位數調整）和P3.3（個位數調整）上，為了方便計時，選用12MHz的晶體。為了達到精確計時，選用定時器方式2，每計數250重載一次，即250us，定義一整數變量計數重載次數，這樣計數4000次即為一秒。定義兩個字節變量S10和S1分別計算秒十位和秒個位。編得如下程序：
#include <at89x52.h>
Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六進數作為數組下標，可直接取得對應的七段編碼字節
// 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; //記憶按鍵狀態，為1按下
unsigned char key1 = 0; //記憶按鍵狀態，為1按下
//初始化定時器 Timer0
TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02;
TH1 = -250; //對于8位二進數來說，-250=6，也就是加250次1時為256，即為0
TR1 = 1;
while(1){ //----------循環1
P1 = Seg7Code[ s10 ]; //顯示秒十位
P2 = Seg7Code[ s1 ]; //顯示秒個位
while( 1 ){ //----------循環2
//計時處理
if( TF0 == 1 ){
TF0 = 0;
if( ++us250 >= 4000 ){
us250 = 0;
if( ++s1 >= 10 ){
s1 = 0;
if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0;
}
break; //結束“循環2”，修改顯示
}
}
//按十位鍵處理
P3.2 = 1; //P3.2作為輸入，先要輸出高電平
if( key10 == 1 ){ //等松鍵
if( P3.2 == 1 ) key10=0;
}
else{ //未按鍵
if( P3.2 == 0 ){
key10 = 1;
if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0;
break; //結束“循環2”，修改顯示
}
}
//按個位鍵處理
P3.3 = 1; //P3.3作為輸入，先要輸出高電平
if( key1 == 1 ) //等松鍵
{ if( P3.3 == 1 ) key1=0; }
else { //未按鍵
if( P3.3 == 0 ){ key1 = 1;
if( ++s1 >= 10 ) s1 = 0;
break; //結束“循環2”，修改顯示
}
}
} //循環2’end
}//循環1’end
}//main’end
第三節：十字路口交通燈
如果一個單位時間為1秒，這里設定的十字路口交通燈按如下方式四個步驟循環工作：
l 60個單位時間，南北紅，東西綠；
l 10個單位時間，南北紅，東西黃；
l 60個單位時間，南北綠，東西紅；
l 10個單位時間，南北黃，東西紅；
解：用P1端口的6個引腳控制交通燈，高電平燈亮，低電平燈滅。
#include <at89x52.h>
//sbit用來定義一個符號位地址，方便編程，提高可讀性，和可移植性
sbit SNRed =P1^0; //南北方向紅燈
sbit SNYellow =P1^1; //南北方向黃燈
sbit SNGreen =P1^2; //南北方向綠燈
sbit EWRed =P1^3; //東西方向紅燈
sbit EWYellow =P1^4; //東西方向黃燈
sbit EWGreen =P1^5; //東西方向綠燈
/* 用軟件產生延時一個單位時間 */
void Delay1Unit( void )
{
unsigned int i, j;
for( i=0; i<1000; i++ )
for( j<0; j<1000; j++ ); //通過實測，調整j循環次數,產生1ms延時
//還可以通過生成匯編程序來計算指令周期數，結合晶體頻率來調整j循環次數，接近1ms
}
/* 延時n個單位時間 */
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 );
}
}
第四節：數碼管驅動
顯示“12345678”
P1端口接8聯共陰數碼管SLED8的段極：P1.7接段h,…，P1.0接段a
P2端口接8聯共陰數碼管SLED8的段極：P2.7接左邊的共陰極，…，P2.0接右邊的共陰極
方案說明：晶振頻率fosc=12MHz，數碼管采用動態刷新方式顯示，在1ms定時斷服務程序中實現
#include <at89x92.h>
unsigned char DisBuf[8]; //全局顯示緩沖區，DisBuf[0]對應右SLED，DisBuf[7]對應左SLED，
void DisplayBrush( void )
{ code unsigned char cathode[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //陰極控制碼
Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六進數作為數組下標，可直接取得對應的七段編碼字節
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
static unsigned char i=0; // （0≤i≤7） 循環刷新顯示，由于是靜態變量，此賦值只做一次。
P2 = 0xff; //顯示消隱，以免下一段碼值顯示在前一支SLED
P1 = Seg7Code[ DisBuf ]; //從顯示緩沖區取出原始數據，查表變為七段碼后送出顯示
P2 = cathode[ i ]; //將對應陰極置低，顯示
if( ++i >= 8 ) i=0; //指向下一個數碼管和相應數據
}
void Timer0IntRoute( void ) interrupt 1
{
TL0 = -1000; //由于TL0只有8bits，所以將（-1000）低8位賦給TL0
TH0 = (-1000)>>8; //�。�-1000）的高8位賦給TH0，重新定時1ms
DisplayBrush();
}
void Timer0Init( void )
{ TMOD=(TMOD & 0xf0) | 0x01; //初始化，定時器T0，工作方式1
TL0 = -1000； //定時1ms
TH0 = (-1000)>>8;
TR0 = 1; //允許T0開始計數
ET0 = 1; //允許T0計數溢出時產生中斷請求
}
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]為右，DisBuf[7]為左
Timer0Init();
EA = 1； //允許CPU響應中斷請求
While(1);
}
第五節：鍵盤驅動
指提供一些函數給任務調用，獲取按鍵信息，或讀取按鍵值。
定義一個頭文檔 <KEY.H>，描述可用函數，如下：
#ifndef _KEY_H_ //防止重復引用該文檔，如果沒有定義過符號 _KEY_H_，則編譯下面語句
#define _KEY_H_ //只要引用過一次，即 #include <key.h>，則定義符號 _KEY_H_
unsigned char keyHit( void ); //如果按鍵，則返回非０，否則返回０
unsigned char keyGet( void ); //讀取按鍵值，如果沒有按鍵則等待到按鍵為止
void keyPut( unsigned char ucKeyVal ); //保存按鍵值ucKeyVal到按鍵緩沖隊列末
void keyBack( unsigned char ucKeyVal ); //退回鍵值ucKeyVal到按鍵緩沖隊列首
#endif
定義函數體文檔 KEY.C，如下：
＃include “key.h”
#define KeyBufSize 16 //定義按鍵緩沖隊列字節數
unsigned char KeyBuf[ KeyBufSize ]; //定義一個無符號字符數組作為按鍵緩沖隊列。該隊列為先進
//先出，循環存取，下標從０到 KeyBufSize-1
unsigned char KeyBufWp=0; //作為數組下標變量，記錄存入位置
unsigned char KeyBufRp=0; //作為數組下標變量，記錄讀出位置
//如果存入位置與讀出位置相同，則表明隊列中無按鍵數據
unsigned char keyHit( void )
{ if( KeyBufWp == KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); }
unsigned char keyGet( void )
{ unsigned char retVal; //暫存讀出鍵值
while( keyHit()==0 ); //等待按鍵，因為函數keyHit()的返回值為 0 表示無按鍵
retVal = KeyBuf[ KeyBufRp ]; //從數組中讀出鍵值
if( ++KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0; //讀位置加１，超出隊列則循環回初始位置
return( retVal );
}
void keyPut( unsigned char ucKeyVal )
{ KeyBuf[ KeyBufWp ] = ucKeyVal; //鍵值存入數組
if( ++KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0; //存入位置加１，超出隊列則循環回初始位置
}
/***********************************************************
由于某種原因，讀出的按鍵，沒有用，但其它任務要用該按鍵，但傳送又不方便。此時可以退回按鍵隊列。就如取錯了信件，有必要退回一樣
***********************************************************/
void keyBack( unsigned char ucKeyVal )
{
/*
如果KeyBufRp=0; 減1后則為FFH，大于KeyBufSize，即從數組頭退回到數組尾�；蛘哂捎诟蓴_使得KeyBufRp超出隊列位置，也要調整回到正常位置，
*/
if( --KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1;
KeyBuf[ KeyBufRp ] = ucKeyVal; //回存鍵值
}
下面漸進講解鍵盤物理層的驅動。
電路共同點：P2端口接一共陰數碼管，共陰極接GND，P2.0接a段、P2.1接b段、…、P2.7接h段。
軟件共同點：code unsigned char Seg7Code[10] 是七段數碼管共陰編碼表。
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接一按鍵到GND，鍵編號為‘６’，顯示按鍵。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作為輸入引腳，必須先輸出高電平
while( 1 ) //永遠為真，即死循環
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按鍵，則為低電平
{ keyPut( 6 ); //保存按鍵編號值為按鍵隊列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按著鍵，則不停地執行該循環，實際是等待松鍵
}
if( keyHit() != 0 ) //如果隊列中有按鍵
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //從隊列中取出按鍵值，并顯示在數碼管上
}
}
例二：在例一中考慮按鍵20ms抖動問題。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作為輸入引腳，必須先輸出高電平
while( 1 ) //永遠為真，即死循環
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按鍵，則為低電平
{ delay20ms(); //延時20ms，跳過接下抖動
keyPut( 6 ); //保存按鍵編號值為按鍵隊列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按著鍵，則不停地執行該循環，實際是等待松鍵
delay20ms(); //延時20ms，跳過松開抖動
}
if( keyHit() != 0 ) //如果隊列中有按鍵
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //從隊列中取出按鍵值，并顯示在數碼管上
}
}
例三：在例二中考慮干擾問題。即小于20ms的負脈沖干擾。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作為輸入引腳，必須先輸出高電平
while( 1 ) //永遠為真，即死循環
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按鍵，則為低電平
{ delay20ms(); //延時20ms，跳過接下抖動
if( P1_0 == 1 ) continue; //假按鍵
keyPut( 6 ); //保存按鍵編號值為按鍵隊列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按著鍵，則不停地執行該循環，實際是等待松鍵
delay20ms(); //延時20ms，跳過松開抖動
}
if( keyHit() != 0 ) //如果隊列中有按鍵
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //從隊列中取出按鍵值，并顯示在數碼管上
}
}
例四：狀態圖編程法。通過20ms周期中斷，掃描按鍵。
/**********************************************************
采用晶體為12KHz時，指令周期為1ms（即主頻為1KHz），這樣T0工作在定時器方式2，8位自動重載。計數值為20，即可產生20ms的周期性中斷，在中斷服務程序中實現按鍵掃描
**********************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{
TMOD = （TMOD & 0xf0 ） | 0x02; //不改變T1的工作方式，T0為定時器方式2
TH0 = -20; //計數周期為20個主頻脈，即20ms
TL0=TH0; //先軟加載一次計數值
TR0=1; //允許T0開始計數
ET0=1; //允許T0計數溢出時產生中斷請求
EA=1; //允許CPU響應中斷請求
while( 1 ) //永遠為真，即死循環
{
if( keyHit() != 0 ) //如果隊列中有按鍵
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //從隊列中取出按鍵值，并顯示在數碼管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms；T0的中斷號為1
{ static unsigned char sts=0;
P1_0 = 1; //作為輸入引腳，必須先輸出高電平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按鍵則轉入狀態1
case 1:
if( P1_0==1 ) sts=0; //假按錯，或干擾，回狀態0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //確實按鍵，鍵值入隊列，并轉狀態2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松鍵，則轉狀態3
case 3:
if( P1_0==0 ) sts=2; //假松鍵，回狀態2
else sts=0; //真松鍵，回狀態0，等待下一次按鍵過程
}
}
例五：狀態圖編程法。
/**********************************************************
如果采用晶體為12MHz時，指令周期為1us（即主頻為1MHz），要產生20ms左右的計時，則計數值達到20000，T0工作必須為定時器方式1，16位非自動重載，即可產生20ms的周期性中斷，在中斷服務程序中實現按鍵掃描
*********************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{
TMOD = （TMOD & 0xf0 ） | 0x01; //不改變T1的工作方式，T0為定時器方式1
TL0 = -20000; //計數周期為20000個主頻脈，自動取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位，實際上是取高8位
TR0=1; //允許T0開始計數
ET0=1; //允許T0計數溢出時產生中斷請求
EA=1; //允許CPU響應中斷請求
while( 1 ) //永遠為真，即死循環
{
if( keyHit() != 0 ) //如果隊列中有按鍵
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //從隊列中取出按鍵值，并顯示在數碼管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms；T0的中斷號為1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1為軟件重載
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位，實際上是取高8位
P1_0 = 1; //作為輸入引腳，必須先輸出高電平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按鍵則轉入狀態1
case 1: if( P1_0==1 ) sts=0; //假按錯，或干擾，回狀態0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //確實按鍵，鍵值入隊列，并轉狀態2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松鍵，則轉狀態3
case 3: if( P1_0==0 ) sts=2; //假松鍵，回狀態2
else sts=0; //真松鍵，回狀態0，等待下一次按鍵過程
}
}
例六：4X4按鍵。
/***********************************************************
由P1端口的高4位和低4位構成4X4的矩陣鍵盤，本程序只認為單鍵操作為合法，同時按多鍵時無效。
這樣下面的X，Y的合法值為0x7, 0xb, 0xd, 0xe, 0xf，通過表keyCode影射變換可得按鍵值
********************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
unsigned char keyScan( void ) //返回0表示無按鍵，或無效按鍵，其它值為按鍵編碼值
{ 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; //低四位輸入，高四位輸出0
x=P1&0x0f; //P1輸入后，清高四位，作為X值
P1=0xf0; //高四位輸入，低四位輸出0
y=(P1 >> 4) & 0x0f; //P1輸入后移位到低四位，并清高四位，作為Y值
retVal = keyCode[x]*4 + keyCode[y]; //根據本公式倒算按鍵編碼
if( retVal==0 ) return(0); else return( retVal-4 );
}
//比如按鍵‘1’，得X=0x7，Y=0x7，算得retVal= 5，所以返回函數值1。
//雙如按鍵‘7’，得X=0xb，Y=0xd，算得retVal=11，所以返回函數值7。
void main( void )
{
TMOD = （TMOD & 0xf0 ） | 0x01; //不改變T1的工作方式，T0為定時器方式1
TL0 = -20000; //計數周期為20000個主頻脈，自動取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位，實際上是取高8位
TR0=1; //允許T0開始計數
ET0=1; //允許T0計數溢出時產生中斷請求
EA=1; //允許CPU響應中斷請求
while( 1 ) //永遠為真，即死循環
{
if( keyHit() != 0 ) //如果隊列中有按鍵
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //從隊列中取出按鍵值，并顯示在數碼管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms；T0的中斷號為1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1為軟件重載
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位，實際上是取高8位
P1_0 = 1; //作為輸入引腳，必須先輸出高電平
switch( sts )
{
case 0: if( keyScan()!=0 ) sts=1; break; //按鍵則轉入狀態1
case 1:
if( keyScan()==0 ) sts=0; //假按錯，或干擾，回狀態0
else{ sts=2; keyPut( keyScan() ); } //確實按鍵，鍵值入隊列，并轉狀態2
break;
case 2: if(keyScan()==0 ) sts=3; break; //如果松鍵，則轉狀態3
case 3:
if( keyScan()!=0 ) sts=2; //假松鍵，回狀態2
else sts=0; //真松鍵，回狀態0，等待下一次按鍵過程
}
}
第六節：低頻頻率計
實例目的：學時定時器、計數器、中斷應用
說明：選用24MHz的晶體，主頻可達2MHz。用T1產生100us的時標，T0作信號脈沖計數器。假設晶體頻率沒有誤差，而且穩定不變（實際上可達萬分之一）；被測信號是周期性矩形波（正負脈沖寬度都不能小于0.5us），頻率小于1MHz，大于1Hz。要求測量時標1S，測量精度為0.1%。
解：從測量精度要求來看，當頻率超過1KHz時，可采用1S時標內計數信號脈沖個數來測量信號頻，而信號頻率低于1KHz時，可以通過測量信號的周期來求出信號頻率。兩種方法自動轉換。
對于低于1KHz的信號，信號周期最小為1ms，也就是說超過1000us，而我們用的定時器計時脈沖周期為0.5us，如果定時多計或少計一個脈沖，誤差為1us，所以相對誤差為1us/1000us=0.1%。信號周期越大，即信號頻率越低，相對誤差就越小。
從上面描述來看，當信號頻率超過1KHz后，信號周期就少于1000us，顯然采用上面的測量方法，不能達到測量精度要求，這時我們采用1S單位時間計數信號的脈沖個數，最少能計到1000個脈沖，由于信號頻率不超過1MHz，而我們定時脈沖為2MHz，最差多計或少計一個信號脈沖，這樣相對誤差為1/1000，可見信號頻率越高，相對誤差越小。
信號除輸入到T1（P3.5）外，還輸入到INT1（P3.3）。
unsigned int us100; //對100us時間間隔單位計數，即有多少個100us。
unsigned char Second;
unsigned int K64; //對64K單位計數，即有多少個64K
unsigned char oldT0;
unsigned int oldus, oldK64, oldT1;
unsigned long fcy; //存放頻率值，單位為Hz
bit HighLow=1; //1：表示信號超過1KHz；0：表示信號低于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; //同時置 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 引用前面的數碼管驅動程序，注意下面對T0中斷服務程序的修改
{ unsigned char i;
for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, fcy%10); fcy /= 10; }
}
if( HighLow==1 )
if( fcy<1000L ){ InitalLow();}
else
if( fcy>1000L ){ InitalHigh();}
}
}
}
//修改T0的中斷服務程序，讓它在完成時標的功能時，同時完成數碼管顯示刷新
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)<<16) + (tmp1-oldT1);
oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;
Second++;
us100=0;
}
if( ++ms >= 10 ){ ms=0; DisplayBrush(); } //1ms數碼管刷新
}
第七節：電子表
單鍵可調電子表：主要學習編程方法。
外部中斷應用，中斷嵌
解：電子表分為工作狀態和調整狀態。平時為工作狀態，按鍵不足一秒，接鍵為換屏‘S’。按鍵超過一秒移位則進入調整狀態‘C’，而且調整光標在秒個位開始。調整狀態時，按鍵不足一秒為光標移動‘M’，超過一秒則為調整讀數，每0.5秒加一‘A’，直到松鍵；如果10秒無按鍵則自動回到工作狀態‘W’。
如果有年、月、日、時、分、秒。四聯數碼管可分三屏顯示，顯示格式為“年月.”、“日.時.”、“分.秒”，從小數點的位置來區分顯示內容。（月份的十位數也可以用“-”和“-1”表示）。
enum status = { Work, Change, Add, MOVe, Screen } //狀態牧舉
//計時和調整都是對下面時間數組Time進行修改
unsigned char Time[12]={0,4, 0,6, 1,0, 0,8, 4,5, 3,2}； //04年06月10日08時45分32秒
unsigned char cursor = 12; //指向秒個位，=0時無光標
unsigned char YmDhMs = 3; //指向“分秒”顯示 ，=0時無屏顯
static unsigned char sts = Work;
/*
如果cursor不為0，裝入DisBuf的對應數位，按0.2秒周期閃爍，即設一個0.1秒計數器S01，S01為奇數時滅，S01為偶數時亮。
小數點顯示與YmDhMs變量相關。
*/
void DisScan( void ) //動態刷新顯示時調用。沒編完，針對共陰數碼管，只給出控控制算法
{
//DisBuf每個顯示數據的高四位為標志，最高位D7為負號，D6為小數點，D5為閃爍
unsigned char tmp;
tmp = Seg7Code[?x & 0x1f ]; //設?x為顯示數據，高3位為控制位，將低5位變為七段碼
if( ?x & 0x40 ) tmp |= 0x80; //添加小數點
if( ?x & 0x20 ){ if( S01 & 0x01 ) tmp=0; } //閃爍，S01奇數時不亮
//這里沒有處理負號位
//將tmp送出顯示，并控制對應數碼管動作顯示
}
void Display( void ) //根據狀態進行顯示
{
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;
if( i == (cursor-1) ) Disbuf[j] |= 0x20; //閃爍,cursor!=0時才閃爍
if( (i==9) || //小數點：分個位
(i==7) || //小數點：時個位
(i==5) || //小數點：日個位
(i==3) //小數點：月個位
) Disbuf[j] |= 0x40;
//if(i==2){ if(Time[2]==1) DisBuf[2]=“-1”; else DisBuf=“-”; }
}
//工作狀態：根據YmDhMs將屏數據裝入DisBuf
//調整狀態：根據cursor將屏數據裝入DisBuf
}
void KeyScan( void ) //根據狀態掃描按鍵
void ProcessKey( void ) //根據狀態處理鍵信息
{
keyVal = KeyGet();
if( keyVal == 0 ) return;
switch( sts )
{
case Work:
if( keyVal ==‘S’)
{
if( --YmDhMs == 0 ) YmDhMs = 3; //換屏
}
if( keyVal == ‘C’)
{
sts = Change;
YmDhMs = 3;
Cursor = 12;
}
break;
case Change:
if( keyVal == ‘W’ )
if( keyVal == ‘A’ )
if( keyVal == ‘M’ ) //根據cursor
break;
}
}
第八節：串行口應用
一、 使用晶體頻率為22.1184MHz的AT89C52單片機，串行口應用工作方式1，以9600bps的波特率向外發送數據，數據為十個數字‘0’到‘9’，循環不斷地發送。
解：數字字符為增量進二進制碼，‘0’對應0x30，‘1’= ‘0’+ 1 = 0x31，從‘0’到‘9’對應編碼為0x30到0x39，記憶二進制編碼較難，實際編程中用單引號括起對應字符表示引用該字符的二進制編碼值，如‘？’表示引用？號的編碼值。
在用11.0592MHz晶體時，9600bps的初始化分頻初值為-6，現晶頻加倍，如果其它條件不變，只有分頻初始加倍為-12，才能得到9600bps；如果想得到2400bps（速率降4倍），分頻初始自然加大4倍，即為-48。根據題意編得如下程序：
#include <at89x52.h>
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’;
}
}
}
二、 在上題的基礎上，改為2400bps，循環發送小寫字母‘a’到‘z’，然后是大寫字母‘A’到‘Z’。
#include <at89x52.h>
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20;
TH1 = -96; //注意不用倍頻方式
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’;
}
}
}
上述改變值時，也可以再設一變量表示當前的大小寫狀態，比如寫成如下方式：
++Dat;
{
static unsigned char Caps=1;
if( Caps != 0 )
if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’; Caps=0; }
else
if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’; Caps=1; }
}
如下寫法有錯誤：因為小b比大Z的編碼值大，所以Dat總是‘a’
++Dat;
if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’}
else if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’}
三、 有A和B兩臺單片機，晶體頻率分別為13MHz和14MHz,在容易編程的條件下，以最快的速度進行雙工串行通信，A給B循環發送大寫字母從‘A’到‘Z’，B給A循環發送小寫字母從‘a’到‘z’，雙方都用中斷方式進行收發。
解：由于晶體頻率不同，又不成2倍關系，所以只有通信方式1和方式3，由于方式3的幀比方式1多一位，顯然方式3的有效數據（9/11）比方式1（8/10）高，但要用方式3的第9位TB8來發送數據，編程難度較大，這里方式1較容易編程。
在計算最高速率時，由于單方程，雙未知數，又不知道波特率為多少，所以要綜合各方面的條件，估算出A和B的分頻常數，分別為-13和-14時，速率不但相同，且為最大值。如下給出A機的程序：
#include <at89x52.h>
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20;
TH1 = -13; //注意用倍頻方式
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任一位變為1都中斷
{
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’;
}
}
四、 多機通位
l 在方式2和方式3，SM2只對接收有影響，當SM2=1時，只接收第9位等于1的幀（偽地址幀），而SM2=0時，第9位不影響接收。
多機通信中，地址的確認與本機程序有關，所以可以實現點對點、點對組、以及通播方式的通信。
如果收發共用一總線，任何時刻只有一個發送源能占用總線發送數據，否則發生沖突。由此可構造無競爭的令牌網；或者多主競爭總線網。
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