单片机编程实例+led等

3.1 单片机系统开发过程,简单的例子：让一个发光二极管闪烁5次。,1、明确系统功能：让一个发光二极管闪烁5次。,系统启动后，一支发光二极管闪烁5次后熄灭， 当按下一个按钮开关后再闪烁5次后熄灭。 以后每次按下按钮开关，发光二极管都会闪烁5次。,第三章 单片机系统开发过程 51单片机指令系统简介,2、硬件设计(单片机+外围器件),外围器件：,一个发光二极管、三个电阻、三个电容,一个按钮开关,3、 搭建硬件平台,在面包板上插入器件，用导线完成电气连接。,4、 软件设计 ORG 00H ; 设置起始地址 START: MOV R0, #5 ; 循环闪烁5次，R0为计数器 LOOP: MOV P1,#00H ; P1口输出全0,点亮二极管 CALL DELAY ; 调用延时子程序 MOV P1,#0FFH ; P1口输出全1，熄灭二极管 CALL DELAY ; 调用延时子程序 DJNZ R0, LOOP ; R0减1，若不为0转LOOP处,JB P2.0, $ ; 测P2.0为高电平(无按键)则执行本行 JMP START ; 否则,有键按下,跳到START处重新开 始执行,DELAY: ; 延时子程序（500ms） RET ; 返回主程序 END ; 汇编程序结束,5 、下载程序到单片机并调试,（1） 在Vision中把目标程序编辑好， （2）编译、连接无错后生成单片机可执行的代码文件， （3） 用下载线下载到单片机系统板中， （4）运行程序,（5）根据运行结果检查功能实现情况,若未达系统要求,则在Vision中修改程序，然后重复步骤 (2)(5),直至达到系统要求.,在程序反复检查无逻辑错误时,应检查硬件电路是否有问题.,3.2 Vision Vision软件的使用 1、新建一个工程(项目),并为该项目选定合适的CPU然后保存该工程。,具体步骤： 选Project New Project保存工程,在弹出窗口中选所需CPU（如选ATMEL）,双击该.CPU.,选AT89S51, 并确定。,2、设置工程，使编译、连接后能生成可执行代码文件,右击,Options for Target 1,选择Create HEX,在弹出的窗口选,3、新建源文件,选FileNew输入源程序保存,（汇编程序：文件名.asm; C程序：文件名.c,(存在工程文件夹),4、为工程中添加源程序文件,在右边Project窗口单击 Source Group 1，在下拉菜单中选 Add Files to GroupSource Group 1选项，,在弹出的框中选择你的源文件和文件类型，然后点击ADD，再点击close。,5、编译工程中的源程序，生成 .HEX(可执行)文件,在Project窗口中选 Target 1Build Target F7, (点击 )对源程序编译连接。(或点击 RBuild Target ),程序有语法错误时,会在输出窗口(Output Windows)中显示错误信息和警告信息,修改编译成功后生成 HEX文件,生成.HEX文件后,可利用专门的下载程序,将此可执行程序下载到单片机内的ROM中运行,3、在窗口中点击 , 打开你系统的.hex文件,3.3 STC-ISP V3.91 软件的使用 1、双击 , 打开在线烧录程序,2、在窗口的“MCU TYPE ”下拉菜单中选择(STC89C51RC),4、在COM栏选下载端口(一般是COM1） 5、关电路板上的电源 6、点击Download,打开电路板上的电源,烧录程序，若烧录出现问 题,点击stop。,注意： 5、6 两步骤的顺序不能颠倒！即在点击Download之前要先关掉板上的电源。,7、打开电路板上的电源 ，程序即开始运行。,3.4 单片机应用系统C语言程序设计,单片机应用系统的程序设计有两种方法：一种是基于汇编语言的，另一种是基于C语言的。,汇编语言程序的机器代码生成效率高，但可读性较差，而C语言程序的可读性和可移植性远超过汇编语言。,C51是一种专门为51单片机设计的高级语言C编译器，支持符合ANSI标准的C语言，同时针对51单片机的特点做了一些特殊扩展。,C语言的主要特点：, 语言简洁，使用方便灵活。它是程序设计语言中规模最小的语言之一。,ANSI标准C语言只有32个关键字，9种流程控制语句。,程序可移植性好。,所设计的程序不依赖机器硬件。,表达方式灵活。,利用 C语言的多种运算符可组成各种表达式，还可采用多种方法来获得表达式的值，使程序设计具有更大的灵活性。,表达能力强。,具有丰富的数据结构类型和多种运算符。用户可灵活采用多种数据类型和使用各种运算符，实现复杂运算。,可直接操作计算机硬件。,C语言具有直接访问机器物理地址的能力，C51的编译器都可直接对单片机内部的SFR和I/O端口进行操作，可以直接访问片内、片外存储器，还可以进行各种为操作。,生成的目标代码质量较高。,可进行结构化程序设计。,C语言以函数作为程序设计的基本单位，非常适合结构化程序设计。,用C51语言编写单片机应用程序，不用具体组织、分配存储器资源和处理端口数据，但对数据类型与变量的定义，必须要与单片机的存储结构相关联，否则编译器不能正确地映射定位。,与标准C语言相比，C51包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处理、函数等方面有一定差异，需根据单片机存储结构及内部资源来定义相应的数据类型和变量，而其它语法规则、程序结构及设计方法等与标准C语言相同。,3.4.1 C51的程序结构,一、 C51语言概述,C语言程序由若干函数组成，其中有且仅有一个主函数，每个函数都是完成某个特殊任务的子程序段。,组成程序的若干函数可保存在一个源程序文件中，也可保存在几个源程序文件中，最后将它们连接在一起。,函数之间可以互相调用，但主函数只能调用其它函数而不能被其它函数调用。,主函数是程序的入口，主函数中的所有语句执行完毕，则程序结束。,二. 、C51语言程序结构,可实现一个LED闪烁控制功能的C51源程序,C51语言程序的基本结构：,式中： func1（）funcN（）代表用户定义的函数， 程序体指C51提供的任何库函数调用语句、控制流程语句或其它函数调用语句。,3.4.2 C51的数据结构,1. C51的变量,变量的基本属性是变量名和变量值。在程序中定义了变量，C51编译器就会给这个变量分配相应的存储单元。此后变量名就与存储单元地址相对应，变量值就与存储单元的内容相对应。,定义一个变量的格式如下： 存储种类 数据类型 存储类型 变量名,C51的变量概念示意图,图中引用变量a实现了对分配内存20H单元的数据操作,（1）存储种类,存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。,变量的存储种类有四种： 自动（auto） 用存储种类说明符auto定义的变量 外部（extern） 用外部种类存储符extern定义的变量 静态（static） 用存储种类说明符static定义的变量 寄存器（register）用存储种类说明符register定义的 变量,自动变量：,自动变量作用范围在定义它的函数体或复合语句内部，在定义它的函数体或复合语句被执行时，C51才为该变量分配内存空间，当函数调用结束或复合语句执行结束时，自动变量占用的内存空间被释放。,定义变量时若省略存储种类，则变量默认为自动变量。通常将函数体内和复合语句中使用频繁的变量放在片内RAM中，且定义为自动变量，可有效利用片内RAM资源。,外部变量：,在一个函数内，要使用已在本函数外或别的程序模块文件中定义过的外部变量时，在本函数体内要用extern说明该变量。,通常将多个函数或模块共享的变量定义为外部变量。,外部变量是全局变量，在程序执行期间一直占有固定的内存空间。当片内RAM资源紧张时，不建议将外部变量放在片内RAM。,外部变量被定义后，即分配了固定的内存空间，在程序的整个执行时间内都是有效的。,静态变量：,静态变量又分为内部静态变量和外部静态变量。,在函数体内定义的静态变量为内部静态变量，它在该函数体内有效，但在该函数体外不可见，这使变量在定义它的函数体外被保护，实现了离开函数时值不会被改变。,寄存器变量：,通常将使用频率最高的那些变量定义为寄存器变量，但目前已不推荐使用这种方式。,外部静态变量是在函数外部定义的静态变量。它在程序中一直可见，但在定义的范围之外是不可见的。,在多文件或多模块处理中，外部静态变量只在定义其的文件内部或模块内部有效。,（2）数据类型,数据的不同格式叫做数据类型,有符号数据类型可以忽略signed标识符，如int 等价于signed int ， char 等价于signed char等。,为了更有效地利用51单片机的内部结构， C51还增加了一些特殊的数据类型，它们分别对应于bit、sfr、sfr16和sbit四个关键字。,bit 位型,利用bit 位型，可定义一个位变量或位函数，但不能定义位指针，也不能定义位数组。它的值是一个二进制位，不是0 就是1。,C51增加的特殊数据类型,sfr特殊功能寄存器型,51系列单片机内的21个特殊功能寄存器(SFR)，分散在片内RAM区的高128字节，地址为80HFFH。为了能直接访问这些SFR，需要通过关键字“sfr”对其进行定义，语法如下： sfr sfr_name = 地址常数;,sfr_name是一个特殊功能寄存器名，“=”后面必须是常数，其数值范围必须在特殊功能寄存器地址范围内，即位于0x80-0xFF之间。 例如， sfr P1 = 0x90; /定义P1口地址90H sfr PSW = 0xD0; /定义PSW地址D0H,对于16位SFR，要使用关键字“sfr16”，定义的地址必须是16位SFR的低端地址。 sfr16 DPTR = 0x82;/定义DPTR，其DPL = 82H DPH=83H,注意：不能用sfr16定义定时器/计数器0和1。,sbit可寻址位,在单片机应用中，经常要访问特殊功能寄存器中的某些位，用关键字sbit定义可位寻址的特殊功能寄存器的位寻址对象。定义方法有如下三种：,sbit 位变量名 = 位地址 将位的绝对地址赋给位变量名，位地址必须位于0x80H0xFF之间。 例：sbit CY=0xD7; /将位的绝对地址赋给变量,sbit 位变量名 = SFR名称 位位置 当可寻址位位于特殊功能寄存器中时，可采用这种方法。其中SFR名称必须是已定义的SFR的名字，位位置是一个07之间的常数。 例： sfr PSW = 0xD0; sbit CY=PSW7; /定义CY位为PSW.7，位地址为 0xD7,sbit 位变量名 = 字节地址 位位置 这种方法是以一个字节地址作为基地址，该地址必须在0x80H0xFF之间。 例如，sbit CY = 0xD07; /将位的相对地址赋给变量,注：C51编译器把51单片机常用特殊功能寄存器和特殊位进行了统一定义，并存放在 “reg51.h”或“reg52.h” 头文件中，只须在使用前用预处理命令#include 把这头文件包含到程序中，就可使用殊功能寄存器名和特殊位名称。,（3）存储类型,51系列单片机有三个逻辑存储空间：片内低128B RAM，片外64KB RAM和片内外统一编址的64KB ROM。,51系列单片机逻辑存储空间示意图,C51的存储类型与存储空间对应关系表,注：一个变量除了与存储单元相对应外，还与它所在的存储空间有关，即还需要指出其存储类型。,如果在定义变量时省略了存储类型标识符，C51编译器会根据当前编译模式自动认定默认的存储类型。编译模式共分为：小编译模式（SMALL）、紧凑编译模式（COMPACT）和大编译模式（LARGE）三种模式,编译模式与存储类型,（4）变量名,C51对变量名的规定与标