51单片机

LED点亮

P2=0xFE;操纵LED的亮灭,后面两个字母是16进制,换为1111 1110
1代表灭,0代表亮

闪烁

完整代码如下

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#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>
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=0x55;
		Delay500ms();
		P2=0xAA;
		Delay500ms();
	}
}

直接在stc-isp中找到软件延时计算器直接生成delay即可.
使用nop函数时要加上<INTRINS.H>头文件,nop函数为空函数,运行时间大约1μ\mus.

流水灯在while函数内多复制几个即可

延时函数的改进:可以通过形参传入实现更加灵活的delay

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void Delay1ms(unsigned int t)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(t)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		t--;
	}
	
}

按键控制

单独控制一个LED:在REGX52.H头文件中,可以通过P2_X来操控单个灯

非零值 灭
0 亮 
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P2_0=0; \\light0 on
P3_0=0; \\按键按下

数据运算:
单独的if(P3_1==0)P2_0~P2_0就已经满足要求了,但是在单片机开发中,往往会加一些防抖代码来防止点一次触发多次,简单的delay是一种思路.
按键防抖:

  1. 硬件设计时防抖
  2. 软件防抖 ```
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if(P3_0=0){
	delay(20);
	while(P3_0=0);
	delay(20);
	P2_0=~P2_0;
}

实现LED二进制递增效果(3-3):

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#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

void Delay1ms(unsigned int t)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(t)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		t--;  
	}
}

void main()
{
	int num = 0;
	while(1)
	{
		if(P3_0 == 0)  
		{
			Delay1ms(20);
			while(P3_0 == 0);  
			Delay1ms(20);
			num++;
			P2 = ~num;  
		}
	}
}

实现LED移位(3-4):

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void main()
{
	int num = 0;
	P2=~0x01;
	while(1)
	{
		if(P3_0 == 0)  
		{
			Delay1ms(20);
			while(P3_0 == 0);  
			Delay1ms(20);
			num++;
			if(num==8)num=0;
			P2 = ~(0x01<<num);  
		}
		if(P3_1 == 0)  
		{
			Delay1ms(20);
			while(P3_1 == 0);  
			Delay1ms(20);
			if(num==0)num=7;
			num--;
			P2 = ~(0x01>>num);  
		}
	}
}

数码管

数码管可以看作是LED的集合

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#include <REGX52.H>
unsigned char NixieTable[10]={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(2,3);
	while(1)
	{
	
	}
}

这行代码实现了在第二个数码管显示为3的功能.NixieTable储存了数码管的输出代码
P0为数码管输出.P2的234控制哪个数码管,只能是234

动态数码管显示(可以显示多个):

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void main()
{
	while(1)
	{
		Nixie(1,1);
		Nixie(2,2);
		Nixie(3,3);
	}
}

原理是视觉暂留,这样才能同时显示多个数字.
但是此时运行会发现,不仅显示了123,残影影响十分严重,对Nixie函数改进,可以达到目的.

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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;
}

我们使用的是单片机直接扫描

模块化编程

之后如delay()函数等较为常用的函数可以放在文件夹,命名为delay.c,再加入delay.h预编译文件,之后直接在文件中#include <delay.h>即可
文件delay.h:

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#ifndef _DELAY_H__
#define _DELAY_H__
void delay(unsigned int x);
#endif

  • C语言的预编译以 # 开头，作用是在真正的编译开始之前，对代码做一些处理（预编译）
预编译 意义
#include <REGX52.H> 把 REGX52.H 文件的内容搬到此处
#define PI 3.14 定义 PI，将 PI 替换为 3.14
#define ABC 定义 ABC
#ifndef __XX_H__ 如果没有定义 __XX_H__
#endif 与 #ifndef，#ifdef 匹配，组成“括号”

此外还有 #ifdef、#if、#else、#elif、#undef 等

示例:REGX52.H头文件

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/*--------------------------------------------------------------------------
AT89X52.H

Header file for the low voltage Flash Atmel AT89C52 and AT89LV52.
Copyright (c) 1988-2002 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.
All rights reserved.
--------------------------------------------------------------------------*/

#ifndef __AT89X52_H__
#define __AT89X52_H__

/*------------------------------------------------
Byte Registers
------------------------------------------------*/
sfr P0      = 0x80;
sfr SP      = 0x81;
sfr DPL     = 0x82;
sfr DPH     = 0x83;
sfr PCON    = 0x87;
sfr TCON    = 0x88;
sfr TMOD    = 0x89;
sfr TL0     = 0x8A;
sfr TL1     = 0x8B;
sfr TH0     = 0x8C;
sfr TH1     = 0x8D;
sfr P1      = 0x90;
sfr SCON    = 0x98;
sfr SBUF    = 0x99;
sfr P2      = 0xA0;
sfr IE      = 0xA8;
sfr P3      = 0xB0;
sfr IP      = 0xB8;
sfr T2CON   = 0xC8;
sfr T2MOD   = 0xC9;
sfr RCAP2L  = 0xCA;
sfr RCAP2H  = 0xCB;
sfr TL2     = 0xCC;
sfr TH2     = 0xCD;
sfr PSW     = 0xD0;
sfr ACC     = 0xE0;
sfr B       = 0xF0;

/*------------------------------------------------
P0 Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit P0_0 = 0x80;
sbit P0_1 = 0x81;
sbit P0_2 = 0x82;
sbit P0_3 = 0x83;
sbit P0_4 = 0x84;
sbit P0_5 = 0x85;
sbit P0_6 = 0x86;
sbit P0_7 = 0x87;

/*------------------------------------------------
PCON Bit Values
------------------------------------------------*/
#define IDL_    0x01

#define STOP_   0x02
#define PD_     0x02    /* Alternate definition */

#define GF0_    0x04
#define GF1_    0x08
#define SMOD_   0x80

/*------------------------------------------------
TCON Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit IT0  = 0x88;
sbit IE0  = 0x89;
sbit IT1  = 0x8A;
sbit IE1  = 0x8B;
sbit TR0  = 0x8C;
sbit TF0  = 0x8D;
sbit TR1  = 0x8E;
sbit TF1  = 0x8F;

/*------------------------------------------------
TMOD Bit Values
------------------------------------------------*/
#define T0_M0_   0x01
#define T0_M1_   0x02
#define T0_CT_   0x04
#define T0_GATE_ 0x08
#define T1_M0_   0x10
#define T1_M1_   0x20
#define T1_CT_   0x40
#define T1_GATE_ 0x80

#define T1_MASK_ 0xF0
#define T0_MASK_ 0x0F

/*------------------------------------------------
P1 Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit P1_0 = 0x90;
sbit P1_1 = 0x91;
sbit P1_2 = 0x92;
sbit P1_3 = 0x93;
sbit P1_4 = 0x94;
sbit P1_5 = 0x95;
sbit P1_6 = 0x96;
sbit P1_7 = 0x97;

sbit T2   = 0x90;       /* External input to Timer/Counter 2, clock out */
sbit T2EX = 0x91;       /* Timer/Counter 2 capture/reload trigger & dir ctl */

/*------------------------------------------------
SCON Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit RI   = 0x98;
sbit TI   = 0x99;
sbit RB8  = 0x9A;
sbit TB8  = 0x9B;
sbit REN  = 0x9C;
sbit SM2  = 0x9D;
sbit SM1  = 0x9E;
sbit SM0  = 0x9F;

/*------------------------------------------------
P2 Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit P2_0 = 0xA0;
sbit P2_1 = 0xA1;
sbit P2_2 = 0xA2;
sbit P2_3 = 0xA3;
sbit P2_4 = 0xA4;
sbit P2_5 = 0xA5;
sbit P2_6 = 0xA6;
sbit P2_7 = 0xA7;

/*------------------------------------------------
IE Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit EX0  = 0xA8;       /* 1=Enable External interrupt 0 */
sbit ET0  = 0xA9;       /* 1=Enable Timer 0 interrupt */
sbit EX1  = 0xAA;       /* 1=Enable External interrupt 1 */
sbit ET1  = 0xAB;       /* 1=Enable Timer 1 interrupt */
sbit ES   = 0xAC;       /* 1=Enable Serial port interrupt */
sbit ET2  = 0xAD;       /* 1=Enable Timer 2 interrupt */

sbit EA   = 0xAF;       /* 0=Disable all interrupts */

/*------------------------------------------------
P3 Bit Registers (Mnemonics & Ports)
------------------------------------------------*/
sbit P3_0 = 0xB0;
sbit P3_1 = 0xB1;
sbit P3_2 = 0xB2;
sbit P3_3 = 0xB3;
sbit P3_4 = 0xB4;
sbit P3_5 = 0xB5;
sbit P3_6 = 0xB6;
sbit P3_7 = 0xB7;

sbit RXD  = 0xB0;       /* Serial data input */
sbit TXD  = 0xB1;       /* Serial data output */
sbit INT0 = 0xB2;       /* External interrupt 0 */
sbit INT1 = 0xB3;       /* External interrupt 1 */
sbit T0   = 0xB4;       /* Timer 0 external input */
sbit T1   = 0xB5;       /* Timer 1 external input */
sbit WR   = 0xB6;       /* External data memory write strobe */
sbit RD   = 0xB7;       /* External data memory read strobe */

/*------------------------------------------------
IP Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit PX0  = 0xB8;
sbit PT0  = 0xB9;
sbit PX1  = 0xBA;
sbit PT1  = 0xBB;
sbit PS   = 0xBC;
sbit PT2  = 0xBD;

/*------------------------------------------------
T2CON Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit CP_RL2= 0xC8;      /* 0=Reload, 1=Capture select */
sbit C_T2 = 0xC9;       /* 0=Timer, 1=Counter */
sbit TR2  = 0xCA;       /* 0=Stop timer, 1=Start timer */
sbit EXEN2= 0xCB;       /* Timer 2 external enable */
sbit TCLK = 0xCC;       /* 0=Serial clock uses Timer 1 overflow, 1=Timer 2 */
sbit RCLK = 0xCD;       /* 0=Serial clock uses Timer 1 overflow, 1=Timer 2 */
sbit EXF2 = 0xCE;       /* Timer 2 external flag */
sbit TF2  = 0xCF;       /* Timer 2 overflow flag */

/*------------------------------------------------
T2MOD Bit Values
------------------------------------------------*/
#define DCEN_   0x01    /* 1=Timer 2 can be configured as up/down counter */
#define T2OE_   0x02    /* Timer 2 output enable */

/*------------------------------------------------
PSW Bit Registers
------------------------------------------------*/
sbit P    = 0xD0;
sbit F1   = 0xD1;
sbit OV   = 0xD2;
sbit RS0  = 0xD3;
sbit RS1  = 0xD4;
sbit F0   = 0xD5;
sbit AC   = 0xD6;
sbit CY   = 0xD7;

/*------------------------------------------------
Interrupt Vectors:
Interrupt Address = (Number * 8) + 3
------------------------------------------------*/
#define IE0_VECTOR	0  /* 0x03 External Interrupt 0 */
#define TF0_VECTOR	1  /* 0x0B Timer 0 */
#define IE1_VECTOR	2  /* 0x13 External Interrupt 1 */
#define TF1_VECTOR	3  /* 0x1B Timer 1 */
#define SIO_VECTOR	4  /* 0x23 Serial port */

#define TF2_VECTOR	5  /* 0x2B Timer 2 */
#define EX2_VECTOR	5  /* 0x2B External Interrupt 2 */

#endif

LCD1602

LCD1602是单片机的液晶屏,用于在单片机上的液晶屏上的调试,在Keil 5加入LCD1602的.c和.h文件后,打头文件即可使用里面的函数,具体说明在.c文件中.注意头文件是自己加的时用冒号代替<>.
有些函数有四个变量,分别是行,列,目标,长度,具体可以看lcd1602头文件.

函数 意义
LCD_Init(); 初始化
LCD_ShowChar(1,1,‘A’); 显示一个字符
LCD_ShowString(1,3,“Hello”); 显示字符串
LCD_ShowNum(1,9,123,3); 显示十进制数字
LCD_ShowSignedNum(1,13,-66,2); 显示有符号十进制数字
LCD_ShowHexNum(2,1,0xA8,2); 显示十六进制数字
LCD_ShowBinNum(2,4,0xAA,8); 显示二进制数字

键盘扫描

51单片机的矩阵键盘如图所示

实现显示按键数的功能

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#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"

void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}
unsigned char MatrixKey()
{
	unsigned char KeyNumber=0;
	
	P1=0xFF;
	P1_3=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=5;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=9;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=13;}
	
	P1=0xFF;
	P1_2=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=6;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=10;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=14;}
	
	P1=0xFF;
	P1_1=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=7;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=11;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=15;}
	
	P1=0xFF;
	P1_0=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=8;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=12;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=16;}
	
	return KeyNumber;
}
void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Key:");
	while(1)
	{
		int key=MatrixKey();
		if(key)LCD_ShowNum(2,1,key,2);
	}
}

其中原理是键盘扫描,首先，将P1口设置为全高电平 (0xFF)，然后将P1_3（对应第一列）设为低电平（0），以激活这一列。然后检查对应行的引脚（P1_7, P1_6, P1_5, P1_4），如果某一列的引脚为低电平，则表示该列上的按键被按下，记录按键编号为1、5、9、13。
密码锁:

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void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Key:");
	sum=0,key=0,time=1;
	while(time<=4)
	{
		key=MatrixKey();
		if(!key)continue;
		if(key<10){sum=sum*10+key;LCD_ShowNum(2,1,sum,6);time++;}
		else if(key==10){sum*=10;LCD_ShowNum(2,1,sum,6);time++;}
		else if(key==11){sum/=10;LCD_ShowNum(2,1,sum,6);time--;}
	}
	key=0;
	while(key-16)key=MatrixKey();
	LCD_Init();
	if(sum==4587)LCD_ShowString(2,1,"Right");
	else LCD_ShowString(2,1,"Wrong");
	while(1){}
}

这个代码实现了输入4位数字后不再变化,而且按下四行四列按键时显示结果.

总结:学习这一课,说明了单片机开发本质为代码给单片机发指令,比如检测时就通过设置高低电平来判断时哪个数字,key=MatrixKey();这行代码在循环体内运行时会返回大量的0,直至不返回0时才有下一步的操作.

定时器

在制作LED流水灯时,我们使用的是delay函数,这其实是一种很笨的方法,而且使得按键变得不灵敏,这一节我们会通过定时器实现这个效果.


配置寄存器:

可位寻址:可以对一个单独的寄存器赋值.
不可位寻址:必须整个一行赋值.

有这些信息,看电路图,我们可以写一个初始化函数

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void timer0_init()
{
    TMOD = 0x01;  // 设置计时模式, 选择模式1（16位定时/计数模式）
    TF0 = 0;      // 清除定时器0溢出标志位
    TR0 = 1;      // 启动定时器0
    TH0 = 0xFF;   // 设置定时器0的高8位寄存器TH0
    TL0 = 0xFF;   // 设置定时器0的低8位寄存器TL0，在16位计时模式下，最大计数值为65536，设置FF FF为初始值
    // 开始设置中断
    ET0 = 1;      // 允许定时器0中断
    EA = 1;       // 开启总中断
    PT0 = 0;      // 设置定时器0中断优先级为低（可选配置）
}

![[Pasted image 20240821071854.png]]
写一个中断函数:

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unsigned int time=0;
void timer_interrupt() interrupt 1//中断模式1
{
	TH0=0xFF;
	TL0=0xFF;//复位
	time++;
	if(time>=1000)
	{
		time=0;
		P2_1=~P2_1;
	}
}

发现2号灯亮了,说明计时中断了,下面写一个程序实现1ms计时一次而不是1us,并改进TMOD赋值后面四位时为0001的功能:

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void timer0_init()
{
    TMOD &= 0xF0;  
    TMOD |= 0x01;// 设置计时模式, 选择模式1（16位定时/计数模式）
    TF0 = 0;      // 清除定时器0溢出标志位
    TR0 = 1;      // 启动定时器0
    TH0 = 0x18;   // 设置定时器0的高8位寄存器TH0
    TL0 = 0xFC;   // 设置定时器0的低8位寄存器TL0，在16位计时模式下，最大计数值为65536，设置FF FF为初始值
    // 开始设置中断
    ET0 = 1;      // 允许定时器0中断
    EA = 1;       // 开启总中断
    PT0 = 0;      // 设置定时器0中断优先级为低（可选配置）
}

在中断函数中定义time可以是static unsigned time=0;
用计时器功能实现流水灯,引入头文件实现cror,可以不断左移u,移出去在右面补上.
完整代码如下:

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#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>
#include "LCD1602.h"
unsigned int sum,key,time;
unsigned int keynum,ledmode=1;
void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}
void timer0_init()
{
    TMOD &= 0xF0;  
    TMOD |= 0x01;
    TF0 = 0;     
    TR0 = 1;     
    TH0 = 0xFC;   
    TL0 = 0x18;
    ET0 = 1;   
    EA = 1;      
    PT0 = 0;     
}

void timer_interrupt() interrupt 1
{
	static unsigned int time=0;
	TH0=0xFC;
	TL0=0x18;
	time++;
	if(time>=500)
	{
		time=0;
		if(ledmode==1)P2=_crol_(P2,1);
		if(ledmode==0)P2=_cror_(P2,1);
	}
}
unsigned char Keyboard()
{
    unsigned char KeyNumber=0;

    if(P3_1 == 0) { Delay(20); while(P3_1 == 0); Delay(20); KeyNumber = 1; }
    if(P3_0 == 0) { Delay(20); while(P3_0 == 0); Delay(20); KeyNumber = 2; }
    if(P3_2 == 0) { Delay(20); while(P3_2 == 0); Delay(20); KeyNumber = 3; }
    if(P3_3 == 0) { Delay(20); while(P3_3 == 0); Delay(20); KeyNumber = 4; }

    return KeyNumber;
}

void main()
{
	P2=0xF7;
	timer0_init();
	while(1)
	{
		keynum=Keyboard();
		if(keynum)
		{
			if(keynum==1)ledmode=0;
			else if(keynum==2)ledmode=1;
		}
	}
}
Notes
51单片机
https://miao62.github.io/2024/08/01/51单片机/
Author
Miao
Posted on
August 1, 2024
Updated on
August 21, 2024
Licensed under