單片機(jī)接口與應(yīng)用-課件匯總?cè)譸pt完整版課件最全教學(xué)教程整套課件全書(shū)電子講義

單片機(jī)接口與應(yīng)用第一章單片機(jī)基本組成第二章C51程序設(shè)計(jì)第三章片內(nèi)接口1.1單片機(jī)的基本概念1.1.1單片機(jī)的定義單片機(jī)是把CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)和多種I/O接口電路與總線控制電路制作在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路。單片機(jī)使用時(shí)，通常是處于測(cè)控系統(tǒng)的核心地位并嵌入其中，所以國(guó)際上通常把單片機(jī)稱為嵌入式控制器（EmbeddedMicrocontrollerUnit，EMCU），或微控制器（MicrocontrollerUnit，MCU）。我國(guó)習(xí)慣于使用“單片機(jī)”這一名稱。1.1.251系列單片機(jī)出現(xiàn)較早也是最成熟的單片機(jī)為Intel公司的MCS-51系列，如Intel8031、Intel8051、Intel8751等型號(hào)，該系列單片機(jī)字長(zhǎng)為8位，具有完善的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的性能、較高的性價(jià)比和要求較低的開(kāi)發(fā)環(huán)境。STC系列單片機(jī)為宏晶科技公司生產(chǎn)的增強(qiáng)型51單片機(jī)，具有多種型號(hào)。本書(shū)在介紹經(jīng)典MCS-51單片機(jī)的同時(shí)，也介紹了STC增強(qiáng)型單片機(jī)。1.1.3單片機(jī)應(yīng)用1．智能儀器儀表2．機(jī)電一體化產(chǎn)品3．實(shí)時(shí)控制4．分布式控制系統(tǒng)5．家居生活1.2單片機(jī)基本組成圖1-1單片機(jī)內(nèi)部組成框圖1.2.1內(nèi)部總線總線（BUS）是傳輸信息的公共導(dǎo)線。在單片機(jī)內(nèi)部使用的總線稱為內(nèi)部總線。地址總線（AddressBus，AB）用于傳輸?shù)刂沸畔?。?shù)據(jù)總線（DataBus，DB）是用于CPU與存儲(chǔ)器之間或CPU與I/O接口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的一組信號(hào)線?？刂瓶偩€（ControlBus，CB）是一組控制命令信號(hào)線，是CPU決定對(duì)外部器件作什么操作的命令線。1.2.2中央處理器中央處理器是單片機(jī)的核心，簡(jiǎn)稱CPU，其作用是讀入和分析每條指令，根據(jù)每條指令的功能要求，完成運(yùn)算和控制操作。單片機(jī)應(yīng)用程序經(jīng)編譯器編譯，將生成可執(zhí)行代碼。把PC和單片機(jī)系統(tǒng)連接好后，運(yùn)行程序下載軟件，例如STC單片機(jī)的STC_ISP軟件，就能夠把程序代碼下載到單片機(jī)片內(nèi)ROM中。單片機(jī)在復(fù)位后，CPU自動(dòng)從ROM中逐條取出程序代碼并執(zhí)行。1.2.3~1.2.4程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（Memory）用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）兩大類。ROM對(duì)數(shù)據(jù)只能讀出不能寫入，斷電后其中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。因此一般用來(lái)存放程序代碼和常數(shù)。RAM對(duì)數(shù)據(jù)既能讀出也能寫入，斷電后其中的內(nèi)容全部丟失。單片機(jī)中的RAM常用于存放變量和中間計(jì)算結(jié)果。1.2.5I/O接口I/O接口是連接CPU與外設(shè)的中間電路。I/O接口與外部設(shè)備間交換的信號(hào)，通常有以下4種類型：

數(shù)字量：二進(jìn)制表示的數(shù)據(jù)，如：字節(jié)數(shù)據(jù)、ASCII碼。

模擬量：隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量，如：電壓、電流、濕度、壓力、流量。

開(kāi)關(guān)量：二進(jìn)制“0”和“1”描述的狀態(tài)，如：開(kāi)/關(guān)、啟/停、通/斷。

脈沖量：上下沿跳變的信號(hào)。MCS-51片內(nèi)集成有P0~P3共4個(gè)并行接I/O口1.2.6~1.2.9串行通信接口，簡(jiǎn)稱串口，其特征是用單根導(dǎo)線傳輸數(shù)據(jù)。MCS-51片內(nèi)集成有一個(gè)全雙工的串行異步通信接口（UART）。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有完成硬件定時(shí)、對(duì)外部脈沖信號(hào)進(jìn)行捕捉與計(jì)數(shù)、產(chǎn)生周期脈沖信號(hào)輸出等功能。MCS-51片內(nèi)集成有2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1。中斷控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)異步事件的處理機(jī)制。MCS-51有5個(gè)中斷源。時(shí)鐘發(fā)生器，用來(lái)產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。1.3.1數(shù)制十進(jìn)制數(shù)：十進(jìn)制數(shù)的每一位有0～9十種數(shù)碼，基數(shù)為10，高位權(quán)是低位權(quán)的10倍，加減運(yùn)算的法則為“逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十”，后綴為D，可省略。二進(jìn)制數(shù)：二進(jìn)制數(shù)的每一位有0和1兩種數(shù)碼，基數(shù)為2，高位權(quán)是低位權(quán)的2倍，加減運(yùn)算的法則為“逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二”，后綴為B。十六進(jìn)制數(shù)：十六進(jìn)制數(shù)的每一位有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六種數(shù)碼，其中A、B、C、D、E、F所代表的數(shù)分別相當(dāng)于十進(jìn)制的10、11、12、13、14、15?；鶖?shù)為16，高位權(quán)是低位權(quán)的16倍，加減運(yùn)算的法則為“逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六”，后綴為H。1.3.2數(shù)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)采用“合四為一法”，即從右向左，每四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為一位十六進(jìn)制數(shù)，最高位不足四位用0補(bǔ)齊，就可得到十六進(jìn)制數(shù)。例如，把二進(jìn)制數(shù)1011010110010011111B轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)： 01011010110010011111B=5AC9FH十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用“一分為四法”，即從左向右，每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為四位二進(jìn)制數(shù)。例如，把十六進(jìn)制數(shù)6C7BH轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)： 6C7BH=0110110001111011B1.3.3無(wú)符號(hào)數(shù)和有符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)：如果一個(gè)數(shù)的所有數(shù)位都是數(shù)值位，沒(méi)有符號(hào)位，則該數(shù)就是無(wú)符號(hào)數(shù)。例如，8位無(wú)符號(hào)數(shù)的8個(gè)位都是數(shù)值位，表示的數(shù)的范圍為00000000B～11111111B，即0～255。同樣，16位無(wú)符號(hào)數(shù)的16個(gè)位都是數(shù)值位，所以它可表示的數(shù)的范圍為0000H～FFFFH，即0～65535。有符號(hào)數(shù)：有符號(hào)數(shù)就是有符號(hào)位的數(shù)。有符號(hào)數(shù)以其二進(jìn)制數(shù)的最高位作為符號(hào)位，且0表示“﹢”，1表示“﹣”。例如，對(duì)于8位二進(jìn)制數(shù)，00000001B表示+1，11111111B表示-1。對(duì)于16位二進(jìn)制數(shù)，0001H表示+1，F(xiàn)FFFH表示-1。1.4MCS-51的CPU圖1-2MCS-51CPU的組成1.4.1控制器1．程序計(jì)數(shù)器PC：PC用來(lái)存放下一條指令的地址，具有自動(dòng)加1的功能。應(yīng)用程序通過(guò)編譯軟件編譯后，生成單片機(jī)指令碼，并預(yù)先寫入程序存儲(chǔ)器ROM中。單片機(jī)運(yùn)行后，CPU逐條從ROM中取出指令碼并執(zhí)行。2．指令寄存器IR：CPU從ROM取出指令后，就將指令碼暫存于IR中，等待譯碼。3．指令譯碼器ID：ID是對(duì)指令寄存器IR中的指令進(jìn)行譯碼，將指令碼變?yōu)閳?zhí)行此指令所需要的電信號(hào)。4．?dāng)?shù)據(jù)指針DPTR:指針是存放地址的寄存器。數(shù)據(jù)指針DPTR，用于存放數(shù)據(jù)的地址。5．堆棧指針SP:SP用于指示出堆棧頂部在內(nèi)部RAM塊中的位置。1.4.2運(yùn)算器1．算術(shù)邏輯單元ALU：由加法器和其它邏輯電路等組成，完成數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算、循環(huán)移位、位操作等，參加運(yùn)算的兩個(gè)操作數(shù)，一個(gè)由ACC通過(guò)暫存器2提供，另外一個(gè)由暫存器1提供，運(yùn)算結(jié)果送回ACC，狀態(tài)送PSW。2．累加器ACC：是一個(gè)8位寄存器，簡(jiǎn)記為A，它通過(guò)暫存器與ALU傳送信息，用來(lái)存放一個(gè)操作數(shù)或中間結(jié)果。3．程序狀態(tài)字PSW：也是一個(gè)8位寄存器，用于存儲(chǔ)程序運(yùn)行過(guò)程中的各種狀態(tài)信息。4．其他部件：暫存器用來(lái)存放中間結(jié)果，B寄存器用于乘法和除法時(shí)，提供一個(gè)操作數(shù)，對(duì)于其他指令，只用作暫存器。5.位處理器

在MCS-51的ALU中，與字節(jié)處理器相對(duì)應(yīng)，還特別設(shè)置了一個(gè)結(jié)構(gòu)完整、功能極強(qiáng)的位處理器。MCS-51指令系統(tǒng)中的位處理指令集（17條位操作指令）、存儲(chǔ)器中的位地址空間，以及借用程序狀態(tài)寄存器PSW中的進(jìn)位標(biāo)志位CY作為位操作的累加器，構(gòu)成了MCS-51的為處理器。位處理器可對(duì)直接尋址的位變量進(jìn)行位處理，如置位、清零、取反、測(cè)試轉(zhuǎn)移以及邏輯與、邏輯或等位操作，使用戶在編程時(shí)可以利用指令完成原來(lái)要用硬件電路來(lái)完成的功能，并可方便地設(shè)置標(biāo)志位等，給面向控制的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了方便。1.5MCS-51存儲(chǔ)器1.MCS-51的RAM分區(qū)1．低128字節(jié)RAM區(qū)低128字節(jié)RAM也稱通用RAM區(qū)。通用RAM區(qū)又可分為工作寄存器組區(qū)，位尋址區(qū)和用戶RAM區(qū)。工作寄存器組區(qū)：該區(qū)地址為00H~1FH，共32字節(jié)，分為4組，每組稱為一個(gè)工作組。每個(gè)工作組都包含8個(gè)8位工作寄存器，編號(hào)都是R0~R7。工作組0是最常用的寄存器組。通過(guò)切換工作組，可以提高程序運(yùn)行效率。C51編程時(shí)，一般不需要指定工作組，編譯器會(huì)自動(dòng)為程序和函數(shù)分配它們。位尋址區(qū)：該區(qū)地址為20H~2FH，共16個(gè)字節(jié)。這個(gè)區(qū)域的存儲(chǔ)單元既可以按字節(jié)存取，也可以按位存取。用戶RAM區(qū)：該區(qū)地址為30H~FFH，用于暫存各種變量和臨時(shí)數(shù)據(jù)，也能用作函數(shù)調(diào)用時(shí)所使用的堆棧區(qū)。2．高128字節(jié)RAM區(qū)MCS-52擴(kuò)展有高128字節(jié)RAM，地址范圍是80H~FFH。高128字節(jié)RAM只能間接尋址。C51編程時(shí)，存儲(chǔ)于該區(qū)的變量需要使用idata存儲(chǔ)器類型進(jìn)行變量聲明。3．特殊功能寄存器區(qū)特殊功能寄存器SFR是用來(lái)對(duì)片內(nèi)各功能模塊進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視的控制寄存器和狀態(tài)寄存器。MCS-52的SFR區(qū)與內(nèi)部高128字節(jié)RAM區(qū)的地址范圍重合，但二者在物理上是獨(dú)立的。2.STC90C516RD+片內(nèi)集成的ROM和RAM地址空間1.6MCS-51單片機(jī)外部引腳在at89x52.h頭文件中，把P0、P1、P2、P3的位寄存器分別定義為P0_0~P0_7、P1_0~P1_7、P2_0~P2_7、P3_0~P3_7，見(jiàn)表1-6。1.7MCS-51最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)是單片機(jī)可以運(yùn)行程序的基本電路，包括單片機(jī)、電源、振蕩電路、復(fù)位電路四部分。MCS-51的最小系統(tǒng)如圖1-8所示MCS-51單片機(jī)的時(shí)序MCS-51的時(shí)序單位共有4個(gè)，從小到大依次是：節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。晶體振蕩信號(hào)的一個(gè)周期稱為節(jié)拍，用P表示。該周期是單片機(jī)時(shí)鐘脈沖頻率的倒數(shù)，是最基本、最小的定時(shí)信號(hào)，又稱為振蕩周期或單片機(jī)的時(shí)鐘周期。狀態(tài)周期由振蕩脈沖二分頻后得到，用S表示。這樣，一個(gè)狀態(tài)包含兩個(gè)節(jié)拍，前半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍1，記作P1；后半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍2，記作P2，如圖1-12所示。CPU以時(shí)鐘P1、P2為基本節(jié)拍，指揮單片機(jī)的各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作。CPU完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間稱為機(jī)器周期。CPU的基本操作指的是讀取指令、存儲(chǔ)器讀/寫、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等操作。MCS-51采用定時(shí)控制方式，具有固定的機(jī)器周期。一個(gè)機(jī)器周期的寬度為6個(gè)狀態(tài)，依次記作S1～S6。由于一個(gè)狀態(tài)又包括兩個(gè)節(jié)拍，因此，一個(gè)機(jī)器周期總共有12個(gè)節(jié)拍，分別記作S1P1、S1P2、…、S6P1、S6P2，見(jiàn)圖1-12。由于一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩脈沖周期，因此機(jī)器周期就是振蕩脈沖的12分頻。單片機(jī)執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期。MCS-51大多數(shù)指令的指令周期由一個(gè)機(jī)器周期或兩個(gè)機(jī)器周期組成，只有乘法、除法指令需要4機(jī)器周期。以兩個(gè)機(jī)器周期的指令周期為例，各時(shí)序單位之間的關(guān)系見(jiàn)圖1-12。MCS-51單片機(jī)復(fù)位電路51單片機(jī)的復(fù)位電路如圖1-13、1-14所示第二章C51程序設(shè)計(jì)C51是面向51系列單片機(jī)的C語(yǔ)言。與匯編語(yǔ)言相比，C51有如下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)單片機(jī)指令系統(tǒng)不要求了解，就可以直接編程操作單片機(jī)；寄存器分配、存儲(chǔ)器的尋址以及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)完全由編譯器自動(dòng)管理；有多種結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)句，滿足結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)要求；庫(kù)中提供許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，使用方便；具有方便的模塊化編程技術(shù)，使已編好的程序很容易移植。2.1C51的基本數(shù)據(jù)類型2.1.1位類型（bit，sbit）位類型是C51擴(kuò)充的數(shù)據(jù)類型，用于訪問(wèn)51單片機(jī)中的可尋址的位單元。C51支持兩種位類型：bit型和sbit型。bit用于在可位尋址的RAM區(qū)定義位變量，位地址范圍是00H~7FH，共128個(gè)可尋址位。例如： bitaflag;

定義了一個(gè)名為aflag的位變量，編譯時(shí)編譯器會(huì)把a(bǔ)flag定位于20H~2FH的RAM區(qū)sbit用于在SFR區(qū)定義位變量，位地址范圍是80H~F7H。SFR區(qū)的字節(jié)地址范圍是80H~FFH，但只有若干個(gè)字節(jié)單元可以位尋址，見(jiàn)圖2-2。例如：字節(jié)地址為80H的SFR單元的位地址為80H~87H。例如： sbitP0_0=0x80;

定義了一個(gè)名為P0_0的sbit型位變量，P0_0的位地址為80H，即sfr中P0寄存器的第0位。使用sbit型位變量能夠方便地對(duì)單片機(jī)并口的某一單個(gè)位進(jìn)行操作。在“at89x52.h”文件中，已經(jīng)包含了對(duì)P0~P3口所有單個(gè)位的定義。C51編程時(shí)，若在程序開(kāi)頭使用“#include<atmel\at89x52.h>”語(yǔ)句，就可以直接引用P0_0、P0_1、……、P3_7這些位變量，而不必再進(jìn)行定義。例如，要向P1.1引腳輸出0，可編程如下：#include<atmel\at89x52.h> //#include為C51編譯器的包含命令//其它語(yǔ)句P1_1=0；

2.1.2特殊功能寄存器型（sfr，sfr16）sfr用于定義位于SFR區(qū)的字節(jié)單元，利用它可以訪問(wèn)SFR區(qū)所有的單字節(jié)特殊功能寄存器。sfr16用于定義SFR區(qū)的雙字節(jié)單元，利用它可以訪問(wèn)SFR區(qū)所有兩個(gè)字節(jié)的特殊功能寄存器。由于在“at89x52.h”、“reg52.h”這樣的頭文件中，已經(jīng)包含了51、52子系列單片機(jī)所有sfr型變量的定義，所以，應(yīng)用程序在包含了這樣的頭文件后，就可以直接引用所有sfr型變量的名稱，如P0、T0、SBUF，等等，而不需再去定義它們。例如，要向P0端口輸出75H，可編程如下：#include<atmel\at89x52.h> //#include為C51編譯器的包含命令//其它語(yǔ)句P0=0x75； //向P0端口寫入數(shù)據(jù)75H并輸出到P0.0~P0.72.1.3~2.1.7字符型……指針型字符型數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)，用于存放一個(gè)單字節(jié)數(shù)據(jù)。整型數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度為兩個(gè)字節(jié)，用于存放一個(gè)雙字節(jié)數(shù)據(jù)。長(zhǎng)整型數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度為四個(gè)字節(jié)，用于存放一個(gè)四字節(jié)數(shù)據(jù)。浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)（float）是長(zhǎng)度為四字節(jié)的實(shí)數(shù)指針型（*），與之對(duì)應(yīng)的是指針變量。指針變量中存放的是數(shù)據(jù)的地址。2.2.1數(shù)組與字符串相同類型的數(shù)據(jù)排列形成的有限集合就是數(shù)組。在信息處理時(shí)常常用到以ASCII字符或擴(kuò)展ASCII字符組成的字符串。C語(yǔ)言規(guī)定字符串以'\0'作為結(jié)束符，'\0'的ASCII碼值為00H。數(shù)值、字符串定義舉例inta[10];//定義整型數(shù)組a，所有10個(gè)元素的初值都為0intb[10]={1,2,3,4};//定義整型數(shù)組b，前4個(gè)元素的值為1,2,3,4，余下的為0charc[]={1,2,3,4}; //定義字符型數(shù)組c，賦值了全部元素，數(shù)組長(zhǎng)度可以省略chard[2][5]; //定義2行5列字符型數(shù)組d，所有10個(gè)元素的初值都為0chars[]={'a','b','c','d'}; //定義字符型數(shù)組s，元素為'a','b','c','d'charstr="abcd";//定義字符串str，元素為'a','b','c','d','\0'2.3常量、變量常量：是在程序運(yùn)行時(shí)其值不能改變的量變量：是在程序運(yùn)行時(shí)其值可以改變的量存儲(chǔ)種類：是指變量在程序中的作用域數(shù)據(jù)類型說(shuō)明符用于聲明變量的數(shù)據(jù)類型存儲(chǔ)器類型用于聲明變量的存儲(chǔ)單元應(yīng)定位于單片機(jī)的哪一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，如圖2-42.4C51的運(yùn)算符C51支持的算術(shù)運(yùn)算符有+、-、*、/、%、++、--，見(jiàn)圖2-5。C51支持的關(guān)系運(yùn)算符與邏輯運(yùn)算符有>、<、>=、<=、==、!=、||、&&、!。這些運(yùn)算符及示例語(yǔ)句見(jiàn)圖2-6。位操作運(yùn)算符對(duì)操作對(duì)象按位進(jìn)行運(yùn)算，包括位與（&）、位或（|）、位非（~）、位異或（^）、左移（<<）、右移（>>）六種，如圖2-7所示。特殊運(yùn)算符包括各種賦值運(yùn)算符，問(wèn)號(hào)運(yùn)算符，逗號(hào)運(yùn)算符，地址及指針運(yùn)算符等，其類型及示例如圖2-8所示。2.5C51的表達(dá)式和語(yǔ)句1．if語(yǔ)句C51的if語(yǔ)句有if、if-else、if-else-if三種形式。見(jiàn)圖2-92．switch語(yǔ)句switch語(yǔ)句的一般形式和執(zhí)行流程如下圖所示3.while語(yǔ)句一般形式為： while(表達(dá)式){語(yǔ)句體；}do-while語(yǔ)句的形式為： do{

語(yǔ)句體； }while(表達(dá)式)；兩種while語(yǔ)句的執(zhí)行流程如下圖4.for語(yǔ)句一般形式為： for(exp1；exp2；exp3) {

語(yǔ)句體； }for語(yǔ)句執(zhí)行流程如下圖5．轉(zhuǎn)移語(yǔ)句包括：（1）goto語(yǔ)句：使程序無(wú)條件轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)語(yǔ)句處（2）break語(yǔ)句：作用是跳出switch語(yǔ)句或跳出本層循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行后續(xù)的程序（3）continue語(yǔ)句：作用是結(jié)束本次循環(huán)，轉(zhuǎn)入下一次循環(huán)條件的判斷與執(zhí)行（4）return語(yǔ)句：return語(yǔ)句只能出現(xiàn)在被調(diào)函數(shù)中，用于返回主調(diào)函數(shù)，其格式是： return（表達(dá)式）；

其中，表達(dá)式為函數(shù)的返回值2.6函數(shù)C51函數(shù)定義的形式如下：類型說(shuō)明符函數(shù)名(形式參數(shù)表){

類型說(shuō)明；

語(yǔ)句；}函數(shù)調(diào)用的一般形式為：函數(shù)名(實(shí)際參數(shù)表)；函數(shù)的編寫與調(diào)試示例1．編寫程序在KeiluV4中輸入以下程序，保存為類型名為c的文件，如123.c#include<atmel\at89x52.h>intn; //定義int型全程變量n/*延時(shí)函數(shù)*/voiddelay(intn){ inti; for(i=0;i<n;i++);}/*主函數(shù)*/main(){ n=20000; while(1){ //主循環(huán)

P1_1=1; //向P1.1引腳輸出高電平

delay(n); //延時(shí)

P1_1=0; //向P1.1引腳輸出低電平

delay(n); //延時(shí)

delay(n); //延時(shí)

}}2.編譯程序（1）創(chuàng)建項(xiàng)目。在KeiluV4中創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，確定項(xiàng)目名稱，如abc（2）為項(xiàng)目選擇單片機(jī)型號(hào)。這里選擇Atmel公司的AT89S52（3）為項(xiàng)目添加C51文件，即把123.c添加到項(xiàng)目abc中（4）設(shè)置編譯后輸出HEX文件（5）按F7編譯程序3．調(diào)試程序在KeiluV4的Debug菜單中，包含了多個(gè)用于調(diào)試源程序的選項(xiàng)。如：Ctrl+F5用于啟動(dòng)和終止調(diào)試，F(xiàn)5用于運(yùn)行程序，F(xiàn)10為單步運(yùn)行程序，Ctrl+F10為運(yùn)行到光標(biāo)所在行，F(xiàn)9為設(shè)置/清除斷點(diǎn)。KeiluV4還具有查看單片機(jī)片內(nèi)各種寄存器、I/O端口狀態(tài)、程序中的各變量值，其邏輯分析器能夠顯示來(lái)自I/O引腳的信號(hào)波形。4．下載到單片機(jī)（1）首先在PC上安裝STC單片機(jī)自動(dòng)編程器的USB驅(qū)動(dòng)程序，如CH340驅(qū)動(dòng)程序。（2）將編程器與PC通過(guò)USB線連接，連接后PC將為該設(shè)備分配一個(gè)虛擬串口。（3）把編程器的GND、RXD、TXD、5V0分別與單片機(jī)芯片的GND、P3.1、P3.0、VCC連接，運(yùn)行STC-ISP程序，選擇單片機(jī)芯片型號(hào)。（4）打開(kāi)程序文件，如abc.HEX。（5）選擇串口，下載。（6）下載成功后，程序即自動(dòng)運(yùn)行。若用杜邦線把P1.1引腳與一只LED連接，可以觀察到LED閃爍第三章單片機(jī)片內(nèi)接口3.1并行接口MCS-51單片機(jī)有P0、P1、P2、P3共4組并行I/O端口，每組端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共32根引腳。并口要點(diǎn)：并行接口可以同時(shí)輸入/輸出8位數(shù)據(jù)。準(zhǔn)雙向口：CPU在讀取準(zhǔn)雙向口輸入的數(shù)據(jù)前，應(yīng)向該接口輸出高電平。但由于單片機(jī)復(fù)位時(shí)已經(jīng)置P0、P1、P2、P3為高電平，所以把它們作為輸入接口時(shí)，CPU就不需要再進(jìn)行輸出高電平的操作了。3.1.1P0口P0口要點(diǎn)：P0口主要用作普通I/O接口，在一些應(yīng)用中，需要對(duì)P0口的引腳外接上拉電阻。CPU訪問(wèn)P0的C51例句：bitb;charc;c=P0; //字節(jié)訪問(wèn)：CPU讀P0口引腳（P0.7~P0.0）狀態(tài)并存入字符型變量cP0=~P0; //字節(jié)訪問(wèn)：CPU讀P0口各引腳鎖存器，取反后輸出到P0.7~P0.0引腳b=P0_0; //位訪問(wèn)：CPU讀P0.0引腳狀態(tài)并存入位變量bP0_0=~P0_0; //位訪問(wèn)：CPU讀P0.0鎖存器狀態(tài)，取反后，輸出到P0.0引腳3.1.2P1口P1口要點(diǎn)P1是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向口，它只作通用的I/O口使用，其訪問(wèn)方式與P0口相同訪問(wèn)P1口的例句：charc1,c2;bitb1,b2;c1=P1;//字節(jié)訪問(wèn)：讀P1口引腳（P1.7~P1.0）狀態(tài)并送入變量c1c2=~P1;//字節(jié)訪問(wèn)：讀P1口引腳（P1.7~P1.0）狀態(tài)，位取反后送入變量c2P1=~P1;//字節(jié)訪問(wèn)：讀P1口各鎖存器，各位取反后輸出到P1各引腳P1&=0x01;//字節(jié)訪問(wèn)：讀P1口各鎖存器，同0x01按位與后輸出到P1各引腳P1_1=~P1_1; //位訪問(wèn)：讀P1.1鎖存器，取反后，輸出到P1.1引腳b1=P1_5; //位訪問(wèn)：讀P1.5引腳狀態(tài)并送入變量b1b2=~P1_7; //位訪問(wèn)：讀P1.7引腳狀態(tài)，取反后送入變量b23.1.3P2口P2口要點(diǎn)：P2主要作為準(zhǔn)雙向通用I/O口使用3.1.4P3口P3口要點(diǎn)：P3的第二功能很重要，但對(duì)于不使用第二功能的引腳，仍可作為準(zhǔn)雙向通用I/O口使用3.1.5并口應(yīng)用舉例【例3-1】用P0.6、P0.7引腳分別控制2只發(fā)光二極管LED1、LED2。控制方式為：LED1點(diǎn)亮、LED2熄滅；延時(shí)；LED1熄滅、LED2點(diǎn)亮；如此循環(huán)。【例3-2】

用P1.0、P1.1引腳連接按鈕S1、S2輸入，用P2.7控制一只晶體管的導(dǎo)通與截止，該晶體管驅(qū)動(dòng)一只小型直流繼電器K1。控制要求是：按下S1后，K1通電；按下S2后，K1斷電。C51程序如下。#include<atmel\at89x52.h>main(){ while(1){ bitrun; //定義位變量，指示K1狀態(tài)

if(P1_0==0)run=1; //按下S1，run=1 if(P1_1==0)run=0; //按下S2，run=0 if(run==1)P2_7=0; //run=1，P2.7輸出低電平，K1通電

elseP2_7=1; //run=0，P2.7輸出高電平，K1斷電

}}【例3-3】

用P2口通過(guò)ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片控制一只小型步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，且通過(guò)軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)通電相序的變換。試?yán)L出控制電路并編寫C51程序。C51程序如下。#include<atmel\at89x52.h>main(){ while(1){ inti; //定義變量i，用于延時(shí)

for(P2=0x80,P0=~0x80,i=0;i<1000;i++); //A通電，LED顯示，延時(shí)

for(P2=0x40,P0=~0x40,i=0;i<1000;i++); //B通電，LED顯示，延時(shí)

for(P2=0x20,P0=~0x20,i=0;i<1000;i++); //C通電，LED顯示，延時(shí)

for(P2=0x10,P0=~0x10,i=0;i<1000;i++); //D通電，LED顯示，延時(shí)}}3.2中斷3.2.1中斷源2．中斷信號(hào)的產(chǎn)生下面是MCS-52各中斷信號(hào)的產(chǎn)生方式。（1）INT0中斷：若預(yù)置IT0=0，當(dāng)P3.2/引腳出現(xiàn)低電平時(shí)向CPU請(qǐng)求INT0中斷；若預(yù)置IT0=1，當(dāng)P3.2/引腳出現(xiàn)下降沿時(shí)向CPU請(qǐng)求INT0中斷。（2）INT1中斷：若預(yù)置IT1=0，當(dāng)P3.3/引腳出現(xiàn)低電平時(shí)向CPU請(qǐng)求INT1中斷；若預(yù)置IT1=1，當(dāng)P3.3/引腳出現(xiàn)下降沿時(shí)向CPU請(qǐng)求INT1中斷。（3）T0中斷：當(dāng)T0溢出標(biāo)志TF0=1時(shí)，向CPU請(qǐng)求T0中斷。（4）T1中斷：當(dāng)T1溢出標(biāo)志TF1=1時(shí)，向CPU請(qǐng)求T1中斷。（5）串口中斷：當(dāng)串口發(fā)送中斷標(biāo)志TI=1、或串口接收中斷標(biāo)志RI=1時(shí)，向CPU請(qǐng)求串口中斷。（6）T2中斷：當(dāng)T2溢出標(biāo)志TF2=1、或T2外部標(biāo)志EXF2=1時(shí)，向CPU請(qǐng)求T2中斷。3．中斷允許的設(shè)置下面是C51設(shè)置開(kāi)中斷和關(guān)中斷的語(yǔ)句。EX0=1;/*開(kāi)INT0中斷 */ EX0=0; /*關(guān)INT0中斷 */EX1=1;/*開(kāi)INT1中斷 */ EX1=0; /*關(guān)INT1中斷 */ET0=1;/*開(kāi)T0中斷 */ ET0=0; /*關(guān)T0中斷 */ET1=1;/*開(kāi)T1中斷 */ ET1=0; /*關(guān)T1中斷 */ES=1;/*開(kāi)串口中斷 */ ES=0; /*關(guān)串口中斷 */ET2=1; /*開(kāi)T2中斷 */ ET0=0; /*關(guān)T2中斷 */EA=1; /*開(kāi)CPU中斷 */ EA=0; /*關(guān)CPU中斷 */3.2.2中斷優(yōu)先級(jí)MCS-52所有的中斷都具有2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)：0為低優(yōu)先級(jí)，1為高優(yōu)先級(jí)。每個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)均可用軟件設(shè)置。例如：PX0=1;/*設(shè)INT0中斷為高優(yōu)先級(jí)*/PX0=0; /*設(shè)INT0中斷為低優(yōu)先級(jí) */PX1=1;/*設(shè)INT1中斷為高優(yōu)先級(jí)*/ PX1=0; /*設(shè)INT1中斷為低優(yōu)先級(jí) */PT0=1;/*設(shè)T0中斷為高優(yōu)先級(jí)*/PT0=0; /*設(shè)T0中斷為低優(yōu)先級(jí) */PT1=1;/*設(shè)T1中斷為高優(yōu)先級(jí)*/ PT1=0; /*設(shè)T1中斷為低優(yōu)先級(jí) */PT2=1;/*設(shè)T2中斷為高優(yōu)先級(jí)*/PT2=0; /*設(shè)T2中斷為低優(yōu)先級(jí) */PS=1;/*設(shè)串口中斷為高優(yōu)先級(jí)*/ PS=0; /*設(shè)串口中斷為低優(yōu)先級(jí) */中斷查詢次序由高到低排列：INT0，T0，INT1，T1，UART，T23.2.3中斷服務(wù)函數(shù)在C51中，中斷服務(wù)程序是用中斷服務(wù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它的常用形式如下：void函數(shù)名(void)interrupt中斷號(hào){

語(yǔ)句；}3.2.4中斷應(yīng)用舉例【例3-4】

用單片機(jī)自測(cè)INT0、INT1中斷優(yōu)先順序。方法是把P3.2/與P1.0連接，把P3.3/與P1.1連接，P0與一只七段數(shù)碼管7-Seg連接，主程序使7-Seg顯示字型P，INT0中斷服務(wù)程序使7-Seg顯示字型0，INT1中斷服務(wù)程序使7-Seg顯示字型1。試?yán)L出電路圖、編寫C51程序并進(jìn)行測(cè)試。#include<atmel\at89x52.h>#include<intrins.h>volatileunsignedinti1,i2;//編譯器不對(duì)volatile型變量進(jìn)行優(yōu)化main(){ IT0=IT1=1;//置INT0、INT1下降沿觸發(fā)中斷

EX0=1; //開(kāi)INT0中斷，刪除此句禁止INT0中斷請(qǐng)求

EX1=1; //開(kāi)INT1中斷，刪除此句禁止INT1中斷請(qǐng)求

EA=1; //開(kāi)CPU中斷，刪除此句禁止CPU響應(yīng)中斷

while(1){ //主循環(huán)

unsignedinti; //用于延時(shí)

P0=0x8c; //7-Seg顯示P for(i=0;i<65535;i++);//延時(shí)

P1=0xFC;//同時(shí)拉低P1.0、P1.1，輸出到P3.2、P3.3，以觸發(fā)中斷

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//維持低電平4個(gè)機(jī)器周期

P1=0xFF; //同時(shí)拉高P1.0，P1.1，輸出到P3.2、P3.3 }}/*INT0中斷服務(wù)程序*/voidINT0_isr()interrupt0 /*INT0中斷號(hào)為0*/{ P0=0xc0; //7-SEG顯示0 for(i2=0;i2<50000;i2++); //延時(shí)}/*INT1中斷服務(wù)程序*/voidINT1_isr()interrupt2 /*INT0中斷號(hào)為2*/{ P0=0xf9; //7-SEG顯示1 for(i1=0;i1<50000;i1++); //延時(shí)}3.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器3.3.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)1．TCON寄存器TCON是定時(shí)器控制寄存器，它的高4位用于控制T0、T1。TCON的格式為：TF1：T1溢出標(biāo)志位。T1被允許計(jì)數(shù)以后，從初值開(kāi)始加1計(jì)數(shù)。當(dāng)最高位產(chǎn)生溢出時(shí)由硬件置位TF1，向CPU請(qǐng)求中斷；TF1一直保持到CPU響應(yīng)中斷時(shí)，才由硬件清零（TF1也可由程序查詢清零）。TR1：T1運(yùn)行控制位。該位由軟件置位和清零。當(dāng)TR1=1時(shí)，啟動(dòng)T1開(kāi)始計(jì)數(shù)；當(dāng)TR1=0時(shí)，停止T1計(jì)數(shù)。TF0：T0溢出標(biāo)志位，功能和TF1類似。TR0：T0運(yùn)行控制位，功能和TR1類似。2．TMOD寄存器GATE：門控位。GATE=0時(shí)，T0、T1只分別由TR0、TR1來(lái)控制運(yùn)行與停止；GATE=1時(shí)，用程序設(shè)置TR0或TR1為1，并且外部中斷引腳（P3.2/INT0引腳與T0配合，P3.3/INT1引腳與T1配合）也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)T0或T1計(jì)數(shù)。C/T：定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。C/T=0為定時(shí)模式，即定時(shí)器對(duì)CPU內(nèi)部的機(jī)器周期脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)；C/=1為計(jì)數(shù)模式，即定時(shí)器對(duì)外部引腳（P3.4/T0、P3.5/T1）脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)。M1、M0：工作方式設(shè)置位。M1M0=00：方式0，13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；M1M0=01：方式1，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；M1M0=10：方式2，8位自動(dòng)重裝定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；M1M0=11：方式3，T0分成兩個(gè)8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。3.3.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式1.方式1方式1為16位計(jì)數(shù)方式。T0的16位計(jì)數(shù)器由TL0和TH0組成。TL0溢出時(shí)，向TH0進(jìn)位，TH0溢出時(shí)，置位TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。圖3-16是T0工作在方式1的邏輯結(jié)構(gòu)圖，T1與之類似2.方式2方式2為8位自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)方式，各控制信號(hào)的作用與方式1相同。方式2下，TL0作8位計(jì)數(shù)器使用，TH0作為8位常數(shù)緩沖器，保存計(jì)數(shù)初值。當(dāng)TL0計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，在把TF0置1的同時(shí)，將保存在TH0中的計(jì)數(shù)初值自動(dòng)裝入TL0，使TL0再次從該初值加1計(jì)數(shù)，如此循環(huán)。由于是8位的計(jì)數(shù)器，所以計(jì)數(shù)值達(dá)到28=256就產(chǎn)生溢出。圖3-17是T0工作在方式2的邏輯結(jié)構(gòu)圖，T1與之類似。3.方式3方式3只適用于T0。此時(shí)，T0被分為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0。其中，TL0占用T0的控制位、引腳和中斷源。除計(jì)數(shù)位數(shù)不同于方式1外，其功能和操作與方式1完全相同，可定時(shí)也可計(jì)數(shù)。TH0占用T1的控制位TF1和TR1，同時(shí)還占用了T1的中斷源，其啟/停僅受TR1控制。TH0只能用作8位定時(shí)器，不能對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)。在這種情況下，T1一般用作串口波特率發(fā)生器。3.3.3T0、T1應(yīng)用舉例【例3-5】

設(shè)單片機(jī)晶振頻率為12MHz，編寫C51程序，用T0定時(shí)中斷使P1.0引腳輸出1kHz的脈沖方波，再用T1定時(shí)中斷使P1.1引腳輸出10kHz的脈沖方波。1．定時(shí)器計(jì)數(shù)初值計(jì)算T0、T1用作定時(shí)器時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖頻率為fosc/12。設(shè)定時(shí)器的溢出頻率為f，則定時(shí)器的計(jì)數(shù)次數(shù)n=fosc/12/f。定時(shí)器的計(jì)數(shù)初值就等于256（對(duì)于8位計(jì)數(shù)器）或65536（對(duì)于16位計(jì)數(shù)）減去分頻數(shù)，即：2.程序框圖3.程序#include<atmel\at89x52.h>#defineFOSC12000000L //晶體振蕩頻率#defineN_T20KHZ(256-FOSC/12/20000) //T1初值#defineN_TH2KHZ(65536-FOSC/12/2000)/256 //TH0初值#defineN_TL2KHZ(65536-FOSC/12/2000)%256 //TL0初值main(){ TMOD=0x01; //T0方式1：□□□□□□□■

TMOD|=0x20; //T1方式2：□□■□□□□□

TH1=N_T20KHZ; //裝T1計(jì)數(shù)初值

EA=ET0=ET1=1; //開(kāi)CPU、T0、T1中斷TR0=TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)器T0、T1 while(1){ }}voidt0_isr()interrupt1{ TH0=N_TH2KHZ; //裝計(jì)數(shù)初值高8位 TL0=N_TL2KHZ; //裝計(jì)數(shù)初值低8位 P1_0=~P1_0; //P1.0取反后輸出}voidt1_isr()interrupt3{ P1_1=~P1_1; //P1.1取反后輸出}【例3-6】

設(shè)單片機(jī)晶振頻率為12MHz，用T0定時(shí)產(chǎn)生1秒鐘的定時(shí)間隔，并通過(guò)P0控制一只共陽(yáng)極七段數(shù)碼管，顯示秒鐘的個(gè)位數(shù)。試?yán)L出硬件電路并編寫C51程序。1．硬件電路2．程序設(shè)計(jì)#include<atmel\at89x52.h>#defineFOSC12000000L //晶體振蕩頻率#defineN_TH50ms(65536-FOSC/12*50/1000)/256 //50ms(20Hz)TH0初值#defineN_TL50ms(65536-FOSC/12*50/1000)%256 //50ms(20Hz)TL0初值#defineN_1sec1000/50 //1secT0中斷次數(shù)main(){ TMOD=0x01; //T0方式1:□□□□□□□■ TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)器

EA=ET0=1; //開(kāi)CPU、T0中斷

while(1){}}codeunsignedcharSegDat[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//0~9voidt0_isr()interrupt1{ staticintn_t0,n_sec; TH0=N_TH50ms; //裝計(jì)數(shù)初值高8位

TL0=N_TL50ms; //裝計(jì)數(shù)初值低8位

if(++n_t0==N_1sec){ n_t0=0; P0=SegDat[n_sec]; //P0輸出，顯示

if(++n_sec==10)n_sec=0; }}【例3-7】用單片機(jī)的P3.4/T0引腳對(duì)一只NPN型光電開(kāi)關(guān)的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過(guò)P0控制一只七段數(shù)碼管，顯示脈沖數(shù)的個(gè)位數(shù)。試?yán)L出硬件電路并編寫C51程序。1.光電開(kāi)關(guān)工作原理2.硬件電路3.程序設(shè)計(jì)#include<atmel\at89x52.h>codeunsignedcharSegDat[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//0~9main(){ TMOD=0x05; //T0方式1，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù):□□□□□■□■ TR0=1; //啟動(dòng)T0 while(1){unsignedinti;i=TH0*256+TL0;//讀取TH0、TL0并合成為無(wú)符號(hào)16位整數(shù)

i%=10; //i對(duì)10取余數(shù)，得到i的個(gè)位數(shù)

P0=SegDat[i]; //P0輸出，顯示i的字型

for(i=0;i<30000;i++);//為顯示延時(shí)一段時(shí)間

/*如果沒(méi)有光電開(kāi)關(guān)，可以把P1.0與P3.4連接，并加入以下語(yǔ)句

P1_0=0; for(i=0;i<10;i++); P1_0=1; */ }}【例3-8】

用單片機(jī)的P2.7引腳通過(guò)ULN2003的一個(gè)通道控制一只直流電機(jī)的運(yùn)行，并用T0定時(shí)器使P2.7引腳輸出周期為2ms的PWM波形，設(shè)每個(gè)波形的前1.5ms為高電平，后0.5ms為低電平。試設(shè)計(jì)硬件電路并編寫C51程序。1．直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)2．控制電路3.程序設(shè)計(jì)#include<atmel\at89x52.h>#defineFOSC12000000L //晶體振蕩頻率#defineN_T0d1ms(256-FOSC/12/10000) //0.1ms(10000Hz)TH0初值main(){ TMOD=0x02; //T0方式2:□□□□□□■□ TH0=N_T0d1ms; //裝T0計(jì)數(shù)初值預(yù)存于TH0 TR0=1; //啟動(dòng)T0 EA=ET0=1; //開(kāi)CPU、T0中斷

while(1){ }}voidt0_isr()interrupt1 //T0中斷號(hào)=1{ staticcharn_t0; //T0中斷次數(shù)

P2_7=(n_t0<15)?1:0; //向P2.7輸出PWM波形

if(++n_t0==20)n_t0=0; //PWM周期=20次×0.1ms=2ms}3.4串行接口3.4.1串行通信基本概念1.并行通信與串行通信2.異步通信方式3.異步通信幀格式異步通信的字符幀由起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和停止位組成，見(jiàn)圖3-29。起始位：位于字符幀開(kāi)頭，只占一位，為邏輯0低電平，用于向接收設(shè)備表示發(fā)送端開(kāi)始發(fā)送一幀信息。數(shù)據(jù)位：緊跟起始位之后，根據(jù)通信約定可取5~8位，低位在前、高位在后。奇偶校驗(yàn)位：位于數(shù)據(jù)位之后，用于數(shù)據(jù)位的奇偶校驗(yàn)。奇偶校驗(yàn)有奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)和無(wú)校驗(yàn)三種方式，若選擇無(wú)校驗(yàn)方式，則通信時(shí)不發(fā)送該位。停止位：位于字符幀的最后，為邏輯1的高電平，根據(jù)通信約定可取1位、1.5位或2位。用于向接收端表示一幀字符信息已經(jīng)發(fā)送完，也為發(fā)送下一幀做準(zhǔn)備。從起始位開(kāi)始到停止位結(jié)束的全部?jī)?nèi)容稱之為一幀。兩相鄰幀之間可以沒(méi)有空閑位，也可以有若干空閑位3.4.251單片機(jī)串口結(jié)構(gòu)及串口寄存器1．SBUF寄存器SBUF是串口寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址，但不會(huì)出現(xiàn)沖突，因?yàn)樗鼈儺?dāng)中一個(gè)只能被CPU讀出數(shù)據(jù)，另一個(gè)只能被CPU寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU向SBUF寫入時(shí)，數(shù)據(jù)進(jìn)入發(fā)送SBUF，同時(shí)啟動(dòng)串行發(fā)送；當(dāng)CPU讀SBUF時(shí)，實(shí)際上是讀接收SBUF中的數(shù)據(jù)2．SCON寄存器串口控制寄存器SCON的格式為：SM2：多機(jī)通信控制位。在方式0時(shí)，SM2應(yīng)為0。在方式1中，如果SM2位為1，則只有接收到有效停止位時(shí)，RI才置1。在方式2或方式3時(shí)，當(dāng)SM2=1且接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8=1時(shí)，置位RI；否則不置位RIREN：接收允許控制位。由軟件置位以允許串口接收，又由軟件清0來(lái)禁止串口接收。TB8：是要發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。在方式2或方式3中，TB8為要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置1或清0。例如，可以約定TB8作為奇偶校驗(yàn)位，或者在多機(jī)通信中用它作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。RB8：接收到的數(shù)據(jù)的第9位。在方式0中不使用RB8。在方式1中，若SM2=0，RB8為接收到的停止位。在方式2或方式3中，RB8為接收到的第9位數(shù)據(jù)。TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。在方式0中，當(dāng)?shù)?位發(fā)送結(jié)束時(shí)，由硬件置位。在其它方式的發(fā)送停止位前，由硬件置位。TI置位既表示一幀信息發(fā)送結(jié)束，同時(shí)也請(qǐng)求串口中斷，可根據(jù)需要，用程序查詢的方式獲得數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢的信息，或者用中斷的方式來(lái)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。TI必須用軟件清0。RI：接收中斷標(biāo)志位。在方式0，當(dāng)接收完第8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位。在其它方式中，在接收到停止位的中間時(shí)刻由硬件置位（例外情況見(jiàn)于SM2的說(shuō)明）。RI置位表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，可以用程序查詢的方式獲知或者用中斷的辦法獲知。RI必須用軟件清0。3．PCON寄存器中的SMOD位SMOD是電源控制寄存器PCON中的最高位，用于設(shè)置串口方式1、方式2、方式3的波特率是否加倍：SMOD=1，波特率加倍；SMOD=0，波特率不加倍。3.4.3串口工作方式方式0當(dāng)SM0=SM1=0時(shí)，串口工作于方式0，為移位寄存器輸入/輸出方式。這種方式常用于外接移位寄存器擴(kuò)展并行I/O接口。方式1當(dāng)SM0=0、SM1=1時(shí)，串口工作于方式1，為波特率可變的10位異步串行通信方式。一幀信息包括1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位。通常單片機(jī)與單片機(jī)串口通信，單片機(jī)與計(jì)算機(jī)串口通信，都選擇方式1。方式2當(dāng)SM0=1、SM1=0時(shí)，串口工作于方式2，為固定波特率的11位UART方式。它比方式1增加了一位可程控為1或0的第9位數(shù)據(jù)。方式3當(dāng)SM0=SM1=1時(shí)，串口工作于方式3，為波特率可變的11位UART方式。除波特率外，其余與方式2相同。3.4.4串口接收/發(fā)送編程舉例【例3-9】

在直流電機(jī)的PWM控制中，用單片機(jī)的串口接收PWM波形中高電平的時(shí)間值，以改變PWM脈沖的占空比。已知單片機(jī)晶振頻率為11.0592MHz，串口通信參數(shù)為：波特率=9600，數(shù)據(jù)位=8，無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位=1。試編寫C51程序。1．PWM調(diào)速的實(shí)現(xiàn)例3-8的程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了用T0定時(shí)中斷輸出PWM波形，但要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，還需要適時(shí)地改變PWM波形中高電平或低電平所占的時(shí)間值。本例中單片機(jī)通過(guò)串口接收的方法獲得PWM波形中高電平所占的時(shí)間值，并把它存儲(chǔ)于全程變量PWM_ON中，以供T0中斷服務(wù)函數(shù)使用。2．程序設(shè)計(jì)#include<atmel\at89x52.h>#defineFOSC11059200L //晶體振蕩頻率#defineN_T0d1ms(256-FOSC/12/10000)//0.1ms(10000Hz)TH0初值charPWN_ON=10; //全程變量，PWM高電平時(shí)間值main(){ /*設(shè)置T0方式2，0.1ms定時(shí)*/ TMOD=0x02; //T0方式2:□□□□□□■□ TH0=N_T0d1ms; //裝T0計(jì)數(shù)初值預(yù)存于TH0 TR0=1; //啟動(dòng)T0 EA=ET0=1; //開(kāi)CPU、T0中斷/*設(shè)置串口：波特率=9600，數(shù)據(jù)位=8，無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位=1*/ TMOD|=0x20; //T1方式2，8位自動(dòng)重裝□□■□□□□□ TH1=0xFD; //9600bps，T1定時(shí)初值 SM0=0,SM1=1; //設(shè)定串口方式1：□■ REN=1; //允許串口接收 TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)器1 while(1){ charc; /*串口接收一個(gè)字符*/ while(RI==0); //等待串口接收完成 RI=0; //RI清零 c=SBUF; //從串口讀取一個(gè)字符 if(c>0&&c<20)PWN_ON=c;//PWN_ON裝入新值 SBUF=PWN_ON; //串口發(fā)送PWN_ON的值 }}voidt0_isr()interrupt1 //T0中斷號(hào)=1{ staticcharn_t0; //T0中斷次數(shù) P2_7=(n_t0<PWN_ON)?1:0; //向P2.7輸出PWM波形 if(++n_t0==20)n_t0=0; //PWM周期=20次×0.1ms=2ms}【例3-10】在對(duì)光電開(kāi)關(guān)輸出脈沖計(jì)數(shù)的應(yīng)用中，利用單片機(jī)串口發(fā)送脈沖計(jì)數(shù)值。試用串口接收查詢和串口接收中斷兩種方式實(shí)現(xiàn)：當(dāng)單片機(jī)串口接收到字符‘P’時(shí)，就通過(guò)串口發(fā)送T0的16位計(jì)數(shù)值。已知單片機(jī)晶振頻率為11.0592MHz，串口通信參數(shù)為：波特率=9600，數(shù)據(jù)位=8，無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位=1。1．串口接收查詢編程所謂串口接收查詢就是在程序中不斷查詢串口的RI標(biāo)志，當(dāng)串口接收了一個(gè)字符后，RI被硬件置位，此后CPU從串口讀取字符并將RI清零。在通過(guò)串口發(fā)送一個(gè)字符后，也需要不斷查詢TI標(biāo)志，待字符發(fā)送完成、TI被硬件置位后，將TI清零。程序設(shè)計(jì)#include<atmel\at89x52.h>main(){ TMOD=0x05; //T0方式1，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)：□□□□□■□■ TR0=1; //啟動(dòng)T0 /*設(shè)置串口：波特率=9600，數(shù)據(jù)位=8，無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位=1*/ TMOD|=0x20; //T1方式2，8位自動(dòng)重裝：□□■□□□□□ TH1=0xFD; //9600bps，T1定時(shí)初值 TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)器1 SM0=0,SM1=1; //設(shè)定串口方式1：□■ REN=1; //允許串口接收 while(1){ //主循環(huán) charc; /*串口接收一個(gè)字符*/ while(RI==0); //等待串口接收完成 RI=0; //RI清零 c=SBUF; //從串口讀取一個(gè)字符 if(c!='P')continue;//接收的不是字符P，跳到 //循環(huán)開(kāi)頭 /*接收到字符P，串口發(fā)送TH0、TL0*/ SBUF=TH0; //通過(guò)串口發(fā)送TH0 while(TI==0); //等待串口發(fā)送完成 TI=0; //TI清零 SBUF=TL0; //通過(guò)串口發(fā)送TL0 while(TI==0); //等待串口發(fā)送完成 TI=0; //TI清零 }}2．串口接收中斷編程在設(shè)置允許串口中斷后，單片機(jī)串口在接收到一個(gè)字符或發(fā)送完一個(gè)字符后都會(huì)請(qǐng)求串口中斷。所以在串口中斷服務(wù)函數(shù)中要進(jìn)行判斷：如果RI等于1，則是串口接收中斷；如果TI等于1，則是串口發(fā)送中斷。在串口接收中斷中，如果檢測(cè)到串口接收了字符'P'，就通過(guò)串口發(fā)送TH0、TL0的存儲(chǔ)值。程序設(shè)計(jì)#include<atmel\at89x52.h>main(){TMOD=0x05; //T0方式1，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù):□□□□□■□■ TR0=1; //啟動(dòng)T0 /*設(shè)置串口：波特率=9600，數(shù)據(jù)位=8，無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位=1*/ TMOD|=0x20; //T1方式2，8位自動(dòng)重裝□□■□□□□□ TH1=0xFD; //9600bps，T1定時(shí)初值 TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)器1 SM0=0,SM1=1; //設(shè)定串口方式1：□■ REN=1; //允許串口接收 EA=ES=1; //開(kāi)CPU、串口中斷 while(1){ //主循環(huán) }}voiduart_isr()interrupt4/*串口中斷序號(hào)為4*/{ if(RI){ /*如果是接收中斷*/ RI=0;/*RI清零*/ if(SBUF=='P'){/*接收到字符P，串口發(fā)送TH0、 TL0*/ SBUF=TH0; //通過(guò)串口發(fā)送TH0 while(TI==0); //等待串口發(fā)送完成 TI=0; //TI清零 SBUF=TL0; //通過(guò)串口發(fā)送TL0 while(TI==0); //等待串口發(fā)送完成 TI=0; //TI清零 } } if(TI)TI=0;/*如果是發(fā)送中斷，TI清零*/}單片機(jī)接口與應(yīng)用第四章

數(shù)字量控制應(yīng)用第五章

擴(kuò)展接口第六章片內(nèi)增強(qiáng)功能4.1單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制4.1.1單相電機(jī)簡(jiǎn)介單相電機(jī)一般是指用單相交流電源（AC220V）供電的小功率單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)通常在定子上有兩相繞組，轉(zhuǎn)子是普通鼠籠型的。兩相繞組在定子上的分布以及供電情況的不同，可以產(chǎn)生不同的起動(dòng)特性和運(yùn)行特性。圖4-1是帶正反轉(zhuǎn)倒順開(kāi)關(guān)的接線圖。圖中電機(jī)的A繞組與B繞組是線徑與線圈數(shù)完全一致。手動(dòng)開(kāi)關(guān)S的上通和下通就能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。4.1.2硬件電路在控制單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)，需要自動(dòng)地控制圖4-1中開(kāi)關(guān)S的倒順。單片機(jī)控制單相電機(jī)的硬件電路如圖4-2所示。S1、S2、S3分別為正轉(zhuǎn)按鈕、反轉(zhuǎn)和停止按鈕；P0.6~P0.7控制2只LED，用來(lái)指示電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。P2口經(jīng)ULN2003控制2只繼電器K1、K2，用于實(shí)現(xiàn)單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)。當(dāng)K1通電、K2斷電時(shí)，電機(jī)M的右側(cè)接線端子接交流電源；當(dāng)K1斷電、K2通電時(shí)，電機(jī)M的左側(cè)接線端子接交流電源；當(dāng)K1、K2都斷電時(shí)，電機(jī)M停止。4.1.3程序設(shè)計(jì)#include<Atmel\AT89X52.h>charMotorState;main(){P2_7=P2_6=0;//電機(jī)停止MotorState=0; //電機(jī)停止標(biāo)志while(1){//主循環(huán)

if(P1_0==0)MotorState=1;//按下S1， //正轉(zhuǎn)

if(P1_1==0)MotorState=-1;//按下S2， //反轉(zhuǎn)

if(P1_2==0)MotorState=0;//按下S3， //停止

/*根據(jù)標(biāo)志控制輸出*/ switch(MotorState){ case1:P2_7=1;P2_1=6; //電機(jī)正轉(zhuǎn)

P0_6=0;P0_7=1; //LED顯示輸出

break; case-1:P2_7=0;P2_6=1; //電機(jī)反轉(zhuǎn)

P0_6=1;P0_7=0; //LED顯示輸出

break; case0:P2_7=0;P2_6=0; //電機(jī)停止

P0_6=1;P0_7=1; //LED顯示輸出

break; default: break; } }}4.2電磁閥的單片機(jī)控制4.2.1電磁閥簡(jiǎn)介電磁閥通過(guò)線圈通電產(chǎn)生的磁力吸引閥芯移動(dòng)來(lái)開(kāi)啟/關(guān)閉管路，從而控制流體的流通與斷開(kāi)。直動(dòng)式電磁閥的工作原理如圖4-4所示4.2.2液體攪拌機(jī)控制要求攪拌機(jī)的控制要求為：電磁閥YV1開(kāi)啟，將未攪拌的液體注入容器；當(dāng)液體注滿后，液位傳感器SQ1動(dòng)作，這時(shí)YV1關(guān)閉，攪拌機(jī)開(kāi)始攪拌；攪拌的方法是：使單相電機(jī)每10秒交替正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；10分鐘后，攪拌完成，YV2開(kāi)啟，排放液體；當(dāng)液位下降到液位傳感器SQ2動(dòng)作時(shí)，YV2關(guān)閉，一個(gè)攪拌過(guò)程結(jié)束4.2.3硬件電路圖中，S1、S2分別為啟動(dòng)按鈕和停止按鈕；SQ1、SQ2為兩個(gè)液位傳感器的觸點(diǎn)。P0.4~P0.7控制4只LED，以指示機(jī)器工作狀態(tài)。P2口經(jīng)ULN2003控制4只繼電器，其中K1、K2用于實(shí)現(xiàn)單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)，K3、K4用于控制電磁閥YV1、YV2的開(kāi)啟和關(guān)閉4.2.4程序設(shè)計(jì)#include<Atmel\AT89X52.h>volatilecharRunState=0; //運(yùn)行狀態(tài)=停機(jī)main(){ TMOD|=0x01;//T0方式1 EA=ET0=TR0=1; //開(kāi)放CPU中斷?開(kāi)放T0中斷?啟動(dòng)T0 while(1){//主循環(huán)

switch(RunState){ case1://注入

P2_2=1;P0=0xEF;/*YV1開(kāi)啟，LED顯示

輸出*/

if(!P1_2){ //如果SQ1動(dòng)作

P2_2=0; //YV1關(guān)閉

RunState=2; //進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換

} break; case2://攪拌

P0=0xDF;/*LED顯示輸出，攪拌控制由T0定

時(shí)中斷執(zhí)行*/

break; case3://排放

P2_1=1;P0=0xBF;//YV2開(kāi)啟，LED顯示輸出

if(!P1_3){ //如果SQ2動(dòng)作

P2_1=0; //YV2關(guān)閉

RunState=0; //進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換

} break; case0://停機(jī)

P2=0;P0=0x7F;/*電機(jī)停止，閥門關(guān)閉；LED顯

示輸出*/ if(P1_2&&P1_3&&!P1_0)RunState=1;/*SQ1、 SQ2常態(tài)?按下S1*/ break; default:break; } if(!P1_1)RunState=0; /*按下S2，置停機(jī)狀態(tài)*/ }}voidT0isr()interrupt1{ staticunsignedintn50ms=0; TH0=(65536-46080)/256;//分頻數(shù)=Fosc/12*50/1000=46080 TL0=(65536-46080)%256; if(RunState==2){ //攪拌

if(((n50ms/200)&0x0001)==0){/*10秒的偶數(shù)倍*/ P2_7=1;P2_6=0; //電機(jī)正轉(zhuǎn)

} else{/*10秒的奇數(shù)倍*/ P2_7=0;P2_6=1; //電機(jī)反轉(zhuǎn)

} if(++n50ms>=12000){ //10分鐘到

P2_7=0;P2_6=0; //停止攪拌

n50ms=0; RunState=3;//置運(yùn)行狀態(tài)=排放

} }}4.3步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制4.3.1硬件電路圖4-8為單片機(jī)控制微型步進(jìn)電機(jī)的硬件電路圖。按鈕S1、S2、S3分別為電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止按鈕，S4為電機(jī)運(yùn)行頻率設(shè)定按鈕，每按一次S4，會(huì)改變一次電機(jī)的運(yùn)行頻率。P0.7~P0.4控制4只LED，用于顯示步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電狀態(tài)。這里把具有中間抽頭的兩相電機(jī)按四相電機(jī)處理。4.3.2程序設(shè)計(jì)#include<intrins.h>#defineFOSC11059200LcharMotorState;codeunsignedintfreqs[]={100,200,300,500,800,1000,1500,2000};//T2計(jì)數(shù)數(shù)組voidmain(void){ C_T2=0;//T2asTimer T2MOD=0x00;//T2OE=0,CDEN=0 EA=ET2=TR2=1; while(1){//主循環(huán)

unsignedchari; unsignedintn; if(!P1_0)MotorState=1; //按下S1，正轉(zhuǎn)

if(!P1_1)MotorState=-1; //按下S2，反轉(zhuǎn)

if(!P1_2)MotorState=0; //按下S3，停止

if(!P1_3){ //按下S4 for(n=0;n<5000;n++); //延時(shí)，避開(kāi)按鍵抖動(dòng)

if(!P1_3){ while(!P1_3);//等待S4彈起

/*電機(jī)頻率調(diào)整*/ if(i>7)i=0; TR2=0; //停止T2 n=FOSC/12/freqs[i++]; //計(jì)算分頻數(shù)

RCAP2H=TH2=(65536-n)/256;//T2定時(shí)初值，自動(dòng)重裝

RCAP2L=TL2=(65536-n)%256; TR2=1; //啟動(dòng)t2 } } }}voidt2_isr()interrupt5{ staticunsignedcharc=0xcc; //0xcc為P2輸出初值

TF2=0; //TF2清零

if(MotorState==1)c=_cror_(c,1); //循環(huán)右移1位

elseif(MotorState==-1)c=_crol_(c,1); //循環(huán)左移1位

P2=c&0xF0; //輸出相序：P2.7~P2.4=A~D，1=ON P0=~(c&0xF0); //LED輸出，0=ON}4.4直流電機(jī)控制4.4.1直流電機(jī)PWM調(diào)速在一個(gè)PWM周期（TP）中，用一部分時(shí)間（TH）把電源電壓全部加在電樞兩端，另一部分時(shí)間（TL）把電源電壓關(guān)斷。4.4.2硬件電路電路說(shuō)明：按鈕S1、S2、S3分別為電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止按鈕，S4為PWM設(shè)定按鈕，每按一次S4，會(huì)改變一次PWM_ON的數(shù)值，