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51單片機C語言編程基礎及實例

　　C語言是一門通用計算機編程語言，應用廣泛。下面是小編整理的51單片機C語言編程基礎及實例，希望對大家有幫助!

　　單片機的外部結構：

　　DIP40雙列直插;

　　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)

　　電源VCC(PIN40)和地線GND(PIN20);

　　高電平復位RESET(PIN9);(10uF電容接VCC與RESET，即可實現上電復位)

　　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)

　　程序配置EA(PIN31)接高電平VCC;(運行單片機內部ROM中的程序)

　　P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1

　　單片機內部I/O部件：(所為學習單片機，實際上就是編程控制以下I/O部件，完成指定任務)

　　四個8位通用I/O端口，對應引腳P0、P1、P2和P3;

　　兩個16位定時計數器;(TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1)

　　一個串行通信接口;(SCON，SBUF)

　　一個中斷控制器;(IE，IP)

　　針對AT89C52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：

　　十六進制表示字節0x5a：二進制為01011010B;0x6E為01101110。

　　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。

　　++var表示對變量var先增一;var—表示對變量后減一。

　　x |= 0x0f;表示為 x = x | 0x0f;

　　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。

　　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)

　　代碼

　　#include //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)

　　代碼

　　#include //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)

　　代碼

　　#include //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) )

　　代碼

　　#include //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 = 0; } //給P0_4賦值0，引腳P0.4就能輸出低電平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 ) )

　　代碼

　　#include //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：

　　接電源：VCC(PIN40)、GND(PIN20)。加接退耦電容0.1uF

　　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

　　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

　　接配置：EA(PIN31)。說明原因。

　　發光二極的控制：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。

　　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。

　　代碼

　　#include

　　#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。

　　代碼

　　#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：

　　代碼

　　#include

　　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：

　　60個單位時間，南北紅，東西綠;

　　10個單位時間，南北紅，東西黃;

　　60個單位時間，南北綠，東西紅;

　　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。

　　代碼

　　#include

　　//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

　　代碼

　　#include

　　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[i] ]; //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; //取(-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);

　　}

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