基础知识：单片机编程基础

第一节：单数码管按键显示

第二节：双数码管可调秒表

第三节：十字路口交通灯

第四节：数码管驱动

第五节：键盘驱动

第六节：低频频率计

第七节：电子表

第八节：串行口应用

基础知识：单片机编程基础

单片机的外部结构：

1、     DIP40双列直插；

2、     P0，P1，P2，P3四个8位准双向I/O引脚；(作为I/O输入时，要先输出高电平)

3、     电源VCC(PIN40)和地线GND(PIN20)；

4、     高电平复位RESET(PIN9)；(10uF电容接VCC与RESET，即可实现上电复位)

5、     内置振荡电路，外部只要接晶体至X1(PIN18)和X0(PIN19)；(频率为主频的12倍)

6、     程序配置EA(PIN31)接高电平VCC；(运行单片机内部ROM中的程序)

7、     P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1

单片机内部I/O部件：(所为学习单片机，实际上就是编程控制以下I/O部件，完成指定任务)

1、     四个8位通用I/O端口，对应引脚P0、P1、P2和P3；

2、     两个16位定时计数器；(TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1)

3、     一个串行通信接口；(SCON，SBUF)

4、     一个中断控制器；(IE，IP)

针对AT89C52单片机，头文件AT89x52.h给出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定义。教科书的160页给出了针对MCS51系列单片机的C语言扩展变量类型。

C语言编程基础：

1、     十六进制表示字节0x5a：二进制为01011010B；0x6E为01101110。

2、     如果将一个16位二进数赋给一个8位的字节变量，则自动截断为低8位，而丢掉高8位。

3、     ++var表示对变量var先增一；var—表示对变量后减一。

4、     x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f;

5、     TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示给变量TMOD的低四位赋值0x5，而不改变TMOD的高四位。

6、     While( 1 ); 表示无限执行该语句，即死循环。语句后的分号表示空循环体，也就是{;}

在某引脚输出高电平的编程方法：(比如P1.3(PIN4)引脚)

#include     //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P1.3

void main( void )         //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口

{

P1_3 = 1;               //给P1_3赋值1，引脚P1.3就能输出高电平VCC

While( 1 );         //死循环，相当 LOOP: goto LOOP;

}

注意：P0的每个引脚要输出高电平时，必须外接上拉电阻(如4K7)至VCC电源。

在某引脚输出低电平的编程方法：(比如P2.7引脚)

#include     //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2.7

void main( void )         //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口

{

P2_7 = 0;               //给P2_7赋值0，引脚P2.7就能输出低电平GND

While( 1 );         //死循环，相当 LOOP: goto LOOP;

}

在某引脚输出方波编程方法：(比如P3.1引脚)

#include     //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P3.1

void main( void )         //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口

{

While( 1 )         //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句

{

P3_1 = 1;         //给P3_1赋值1，引脚P3.1就能输出高电平VCC

P3_1 = 0;         //给P3_1赋值0，引脚P3.1就能输出低电平GND

}                   //由于一直为真，所以不断输出高、低、高、低……，从而形成方波

}

将某引脚的输入电平取反后，从另一个引脚输出：( 比如 P0.4 = NOT( P1.1) )

#include     //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P0.4和P1.1

void main( void )         //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口

{

P1_1 = 1;               //初始化。P1.1作为输入，必须输出高电平

While( 1 )         //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句

{

if( P1_1 == 1 )         //读取P1.1，就是认为P1.1为输入，如果P1.1输入高电平VCC

{     P0_4 = 0;         }     //给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND

else                       //否则P1.1输入为低电平GND

//{     P0_4 = 0;         }     //给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND

{     P0_4 = 1;         }     //给P0_4赋值1，引脚P0.4就能输出高电平VCC

}                   //由于一直为真，所以不断根据P1.1的输入情况，改变P0.4的输出电平

}

将某端口8个引脚输入电平，低四位取反后，从另一个端口8个引脚输出：( 比如 P2 = NOT( P3 ) )

#include     //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2和P3

void main( void )         //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口

{

P3 = 0xff;         //初始化。P3作为输入，必须输出高电平，同时给P3口的8个引脚输出高电平

While( 1 )         //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句

{                   //取反的方法是异或1，而不取反的方法则是异或0

P2 = P3^0x0f     //读取P3，就是认为P3为输入，低四位异或者1，即取反，然后输出

}                   //由于一直为真，所以不断将P3取反输出到P2

}

注意：一个字节的8位D7、D6至D0，分别输出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，则P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四个引脚都输出低电平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四个引脚都输出高电平。同样，输入一个端口P2，即是将P2.7、P2.6至P2.0，读入到一个字节的8位D7、D6至D0。

第一节：单数码管按键显示

单片机最小系统的硬件原理接线图：

1、     接电源：VCC(PIN40)、GND(PIN20)。加接退耦电容0.1uF

2、     接晶体：X1(PIN18)、X2(PIN19)。注意标出晶体频率(选用12MHz)，还有辅助电容30pF

3、     接复位：RES(PIN9)。接上电复位电路，以及手动复位电路，分析复位工作原理

4、     接配置：EA(PIN31)。说明原因。

发光二极的控控制：单片机I/O输出

将一发光二极管LED的正极(阳极)接P1.1，LED的负极(阴极)接地GND。只要P1.1输出高电平VCC，LED就正向导通(导通时LED上的压降大于1V)，有电流流过LED，至发LED发亮。实际上由于P1.1高电平输出电阻为10K，起到输出限流的作用，所以流过LED的电流小于(5V-1V)/10K = 0.4mA。只要P1.1输出低电平GND，实际小于0.3V，LED就不能导通，结果LED不亮。

开关双键的输入：输入先输出高

一个按键KEY_ON接在P1.6与GND之间，另一个按键KEY_OFF接P1.7与GND之间，按KEY_ON后LED亮，按KEY_OFF后LED灭。同时按下LED半亮，LED保持后松开键的状态，即ON亮OFF灭。

#include

#define LED         P1^1               //用符号LED代替P1_1

#define KEY_ON     P1^6               //用符号KEY_ON代替P1_6

#define KEY_OFF     P1^7               //用符号KEY_OFF代替P1_7

void main( void )                   //单片机复位后的执行入口，void表示空，无输入参数，无返回值

{

KEY_ON = 1;         //作为输入，首先输出高，接下KEY_ON，P1.6则接地为0，否则输入为1

KEY_OFF = 1;         //作为输入，首先输出高，接下KEY_OFF，P1.7则接地为0，否则输入为1

While( 1 )         //永远为真，所以永远循环执行如下括号内所有语句

{

if( KEY_ON==0 )     LED=1;     //是KEY_ON接下，所示P1.1输出高，LED亮

if( KEY_OFF==0 )     LED=0;     //是KEY_OFF接下，所示P1.1输出低，LED灭

}     //松开键后，都不给LED赋值，所以LED保持最后按键状态。

//同时按下时，LED不断亮灭，各占一半时间，交替频率很快，由于人眼惯性，看上去为半亮态

}

数码管的接法和驱动原理

一支七段数码管实际由8个发光二极管构成，其中7个组形构成数字8的七段笔画，所以称为七段数码管，而余下的1个发光二极管作为小数点。作为习惯，分别给8个发光二极管标上记号：a,b,c,d,e,f,g,h。对应8的顶上一画，按顺时针方向排，中间一画为g，小数点为h。

我们通常又将各二极与一个字节的8位对应，a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7)，相应8个发光二极管正好与单片机一个端口Pn的8个引脚连接，这样单片机就可以通过引脚输出高低电平控制8个发光二极的亮与灭，从而显示各种数字和符号；对应字节，引脚接法为：a(Pn.0)，b(Pn.1)，c(Pn.2)，d(Pn.3)，e(Pn.4)，f(Pn.5)，g(Pn.6)，h(Pn.7)。

如果将8个发光二极管的负极(阴极)内接在一起，作为数码管的一个引脚，这种数码管则被称为共阴数码管，共同的引脚则称为共阴极，8个正极则为段极。否则，如果是将正极(阳极)内接在一起引出的，则称为共阳数码管，共同的引脚则称为共阳极，8个负极则为段极。

以单支共阴数码管为例，可将段极接到某端口Pn，共阴极接GND，则可编写出对应十六进制码的七段码表字节数据如右图：

16键码显示的程序

我们在P1端口接一支共阴数码管SLED，在P2、P3端口接16个按键，分别编号为KEY_0、KEY_1到KEY_F，操作时只能按一个键，按键后SLED显示对应键编号。

#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]=     //用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节

// 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;     //作为数组下标

P2 = 0xff;     //P2作为输入，初始化输出高

P3 = 0xff;     //P3作为输入，初始化输出高

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 ];     //开始时显示0，根据i取应七段编码

}

}

第二节：双数码管可调秒表

解：只要满足题目要求，方法越简单越好。由于单片机I/O资源足够，所以双数码管可接成静态显示方式，两个共阴数码管分别接在P1(秒十位)和P2(秒个位)口，它们的共阴极都接地，安排两个按键接在P3.2(十位数调整)和P3.3(个位数调整)上，为了方便计时，选用12MHz的晶体。为了达到精确计时，选用定时器方式2，每计数250重载一次，即250us，定义一整数变量计数重载次数，这样计数4000次即为一秒。定义两个字节变量S10和S1分别计算秒十位和秒个位。编得如下程序：

#include

Code unsigned char Seg7Code[16]=     //用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节

// 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;     //记忆按键状态，为1按下

unsigned char key1 = 0;         //记忆按键状态，为1按下

//初始化定时器 Timer0

TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02;

TH1 = -250;     //对于8位二进数来说，-250=6，也就是加250次1时为256，即为0

TR1 = 1;

while(1){                                                   //----------循环1

P1 = Seg7Code[ s10 ];     //显示秒十位

P2 = Seg7Code[ s1 ];     //显示秒个位

while( 1 ){                                           //----------循环2

//计时处理

if( TF0 == 1 ){

TF0 = 0;

if( ++us250 >= 4000 ){

us250 = 0;

if( ++s1 >= 10 ){

s1 = 0;

if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0;

}

break;     //结束“循环2”，修改显示

}

}

//按十位键处理

P3.2 = 1;         //P3.2作为输入，先要输出高电平

if( key10 == 1 ){     //等松键

if( P3.2 == 1 )     key10=0;

}

else{               //未按键

if( P3.2 == 0 ){

key10 = 1;

if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0;

break; //结束“循环2”，修改显示

}

}

//按个位键处理

P3.3 = 1;         //P3.3作为输入，先要输出高电平

if( key1 == 1 )     //等松键

{     if( P3.3 == 1 )     key1=0;     }

else     {               //未按键

if( P3.3 == 0 ){     key1 = 1;

if( ++s1 >= 10 ) s1 = 0;

break; //结束“循环2”，修改显示

}

}

} //循环2’end

}//循环1’end

}//main’end

第三节：十字路口交通灯

如果一个单位时间为1秒，这里设定的十字路口交通灯按如下方式四个步骤循环工作：

l     60个单位时间，南北红，东西绿；

l     10个单位时间，南北红，东西黄；

l     60个单位时间，南北绿，东西红；

l     10个单位时间，南北黄，东西红；

解：用P1端口的6个引脚控制交通灯，高电平灯亮，低电平灯灭。

#include

//sbit用来定义一个符号位地址，方便编程，提高可读性，和可移植性

sbit SNRed     =P1^0;         //南北方向红灯

sbit SNYellow     =P1^1;         //南北方向黄灯

sbit SNGreen     =P1^2;         //南北方向绿灯

sbit EWRed     =P1^3;         //东西方向红灯

sbit EWYellow     =P1^4;         //东西方向黄灯

sbit EWGreen     =P1^5;         //东西方向绿灯

/* 用软件产生延时一个单位时间 */

void Delay1Unit( void )

{

unsigned int i, j;

for( i=0; i<1000; i++ )

for( j<0; j<1000; j++ );     //通过实测，调整j循环次数,产生1ms延时

//还可以通过生成汇编程序来计算指令周期数，结合晶体频率来调整j循环次数，接近1ms

}

/* 延时n个单位时间 */

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 );

}

}

第四节：数码管驱动

显示“12345678”

P1端口接8联共阴数码管SLED8的段极：P1.7接段h,…，P1.0接段a

P2端口接8联共阴数码管SLED8的段极：P2.7接左边的共阴极，…，P2.0接右边的共阴极

方案说明：晶振频率fosc=12MHz，数码管采用动态刷新方式显示，在1ms定时断服务程序中实现

#include

unsigned char DisBuf[8];     //全局显示缓冲区，DisBuf[0]对应右SLED，DisBuf[7]对应左SLED，

void DisplayBrush( void )

{     code unsigned char cathode[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};     //阴极控制码

Code unsigned char Seg7Code[16]=     //用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节

{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

static unsigned char i=0; // (0≤i≤7) 循环刷新显示，由于是静态变量，此赋值只做一次。

P2 = 0xff;         //显示消隐，以免下一段码值显示在前一支SLED

P1 = Seg7Code[ DisBuf];     //从显示缓冲区取出原始数据，查表变为七段码后送出显示

P2 = cathode[ i ];               //将对应阴极置低，显示

if( ++i >= 8 ) i=0;         //指向下一个数码管和相应数据

}

void Timer0IntRoute( void ) interrupt 1

{

TL0 = -1000;         //由于TL0只有8bits，所以将(-1000)低8位赋给TL0

TH0 = (-1000)>>8;     //取(-1000)的高8位赋给TH0，重新定时1ms

DisplayBrush();

}

void Timer0Init( void )

{     TMOD=(TMOD & 0xf0) | 0x01;     //初始化，定时器T0，工作方式1

TL0 = -1000；     //定时1ms

TH0 = (-1000)>>8;

TR0 = 1;               //允许T0开始计数

ET0 = 1;               //允许T0计数溢出时产生中断请求

}

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]为右，DisBuf[7]为左

Timer0Init();

EA = 1；               //允许CPU响应中断请求

While(1);

}

第五节：键盘驱动

指提供一些函数给任务调用，获取按键信息，或读取按键值。

定义一个头文档 ，描述可用函数，如下：

#ifndef _KEY_H_         //防止重复引用该文档，如果没有定义过符号 _KEY_H_，则编译下面语句

#define _KEY_H_         //只要引用过一次，即 #include ，则定义符号 _KEY_H_

unsigned char keyHit( void );     //如果按键，则返回非０，否则返回０

unsigned char keyGet( void );     //读取按键值，如果没有按键则等待到按键为止

void keyPut( unsigned char ucKeyVal );     //保存按键值ucKeyVal到按键缓冲队列末

void keyBack( unsigned char ucKeyVal );     //退回键值ucKeyVal到按键缓冲队列首

#endif

定义函数体文档 KEY.C，如下：

＃include “key.h”

#define KeyBufSize     16     //定义按键缓冲队列字节数

unsigned char KeyBuf[ KeyBufSize ];     //定义一个无符号字符数组作为按键缓冲队列。该队列为先进

//先出，循环存取，下标从０到 KeyBufSize-1

unsigned char KeyBufWp=0;     //作为数组下标变量，记录存入位置

unsigned char KeyBufRp=0;     //作为数组下标变量，记录读出位置

//如果存入位置与读出位置相同，则表明队列中无按键数据

unsigned char keyHit( void )

{     if( KeyBufWp == KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); }

unsigned char keyGet( void )

{     unsigned char retVal;     //暂存读出键值

while( keyHit()==0 );     //等待按键，因为函数keyHit()的返回值为 0 表示无按键

retVal = KeyBuf[ KeyBufRp ];     //从数组中读出键值

if( ++KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0;     //读位置加１，超出队列则循环回初始位置

return( retVal );

}

void keyPut( unsigned char ucKeyVal )

{     KeyBuf[ KeyBufWp ] = ucKeyVal;     //键值存入数组

if( ++KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0;     //存入位置加１，超出队列则循环回初始位置

}

/*****************************************************************************************

由于某种原因，读出的按键，没有用，但其它任务要用该按键，但传送又不方便。此时可以退回按键队列。就如取错了信件，有必要退回一样

******************************************************************************************/

void keyBack( unsigned char ucKeyVal )

{

/*

如果KeyBufRp=0; 减1后则为FFH，大于KeyBufSize，即从数组头退回到数组尾。或者由于干扰使得KeyBufRp超出队列位置，也要调整回到正常位置，

*/

if( --KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1;

KeyBuf[ KeyBufRp ] = ucKeyVal;     //回存键值

}

下面渐进讲解键盘物理层的驱动。

电路共同点：P2端口接一共阴数码管，共阴极接GND，P2.0接a段、P2.1接b段、…、P2.7接h段。

软件共同点：code unsigned char Seg7Code[10] 是七段数码管共阴编码表。

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接一按键到GND，键编号为‘６’，显示按键。

#include

#include “KEY.H”

void main( void )

{     P1_0 = 1;         //作为输入引脚，必须先输出高电平

while( 1 )     //永远为真，即死循环

{     if( P1_0 == 0 )     //如果按键，则为低电平

{     keyPut( 6 );     //保存按键编号值为按键队列

while( P1_0 == 0 );     //如果一直按着键，则不停地执行该循环，实际是等待松键

}

if( keyHit() != 0 )     //如果队列中有按键

P2=Seg7Code[ keyGet() ];     //从队列中取出按键值，并显示在数码管上

}

}

例二：在例一中考虑按键20ms抖动问题。

#include

#include “KEY.H”

void main( void )

{     P1_0 = 1;         //作为输入引脚，必须先输出高电平

while( 1 )     //永远为真，即死循环

{     if( P1_0 == 0 )     //如果按键，则为低电平

{     delay20ms();     //延时20ms，跳过接下抖动

keyPut( 6 );     //保存按键编号值为按键队列

while( P1_0 == 0 );     //如果一直按着键，则不停地执行该循环，实际是等待松键

delay20ms();     //延时20ms，跳过松开抖动

}

if( keyHit() != 0 )     //如果队列中有按键

P2=Seg7Code[ keyGet() ];     //从队列中取出按键值，并显示在数码管上

}

}

例三：在例二中考虑干扰问题。即小于20ms的负脉冲干扰。

#include

#include “KEY.H”

void main( void )

{     P1_0 = 1;         //作为输入引脚，必须先输出高电平

while( 1 )     //永远为真，即死循环

{     if( P1_0 == 0 )     //如果按键，则为低电平

{     delay20ms();     //延时20ms，跳过接下抖动

if( P1_0 == 1 ) continue;     //假按键

keyPut( 6 );     //保存按键编号值为按键队列

while( P1_0 == 0 );     //如果一直按着键，则不停地执行该循环，实际是等待松键

delay20ms();     //延时20ms，跳过松开抖动

}

if( keyHit() != 0 )     //如果队列中有按键

P2=Seg7Code[ keyGet() ];     //从队列中取出按键值，并显示在数码管上

}

}

例四：状态图编程法。通过20ms周期中断，扫描按键。

/****************************************************************************************

采用晶体为12KHz时，指令周期为1ms(即主频为1KHz)，这样T0工作在定时器方式2，8位自动重载。计数值为20，即可产生20ms的周期性中断，在中断服务程序中实现按键扫描

*****************************************************************************************/

#include

#include “KEY.H”

void main( void )

{

TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x02;     //不改变T1的工作方式，T0为定时器方式2

TH0 = -20;                       //计数周期为20个主频脉，即20ms

TL0=TH0;                             //先软加载一次计数值

TR0=1;                             //允许T0开始计数

ET0=1;                             //允许T0计数溢出时产生中断请求

EA=1;                             //允许CPU响应中断请求

while( 1 )     //永远为真，即死循环

{

if( keyHit() != 0 )     //如果队列中有按键

P2=Seg7Code[ keyGet() ];     //从队列中取出按键值，并显示在数码管上

}

}

void timer0int( void ) interrupt 1     //20ms；T0的中断号为1

{     static unsigned char sts=0;

P1_0 = 1;         //作为输入引脚，必须先输出高电平

switch( sts )

{

case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break;     //按键则转入状态1

case 1:

if( P1_0==1 ) sts=0;         //假按错，或干扰，回状态0

else{ sts=2; keyPut( 6 ); }     //确实按键，键值入队列，并转状态2

break;

case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break;     //如果松键，则转状态3

case 3:

if( P1_0==0 ) sts=2;         //假松键，回状态2

else sts=0;                   //真松键，回状态0，等待下一次按键过程

}

}

例五：状态图编程法。

/****************************************************************************************

如果采用晶体为12MHz时，指令周期为1us(即主频为1MHz)，要产生20ms左右的计时，则计数值达到20000，T0工作必须为定时器方式1，16位非自动重载，即可产生20ms的周期性中断，在中断服务程序中实现按键扫描

*****************************************************************************************/

#include

#include “KEY.H”

void main( void )

{

TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01;     //不改变T1的工作方式，T0为定时器方式1

TL0 = -20000;                       //计数周期为20000个主频脉，自动取低8位

TH0 = (-20000)>>8;                   //右移8位，实际上是取高8位

TR0=1;                             //允许T0开始计数

ET0=1;                             //允许T0计数溢出时产生中断请求

EA=1;                             //允许CPU响应中断请求

while( 1 )     //永远为真，即死循环

{

if( keyHit() != 0 )     //如果队列中有按键

P2=Seg7Code[ keyGet() ];     //从队列中取出按键值，并显示在数码管上

}

}

void timer0int( void ) interrupt 1     //20ms；T0的中断号为1

{     static unsigned char sts=0;

TL0 = -20000;                       //方式1为软件重载

TH0 = (-20000)>>8;                   //右移8位，实际上是取高8位

P1_0 = 1;         //作为输入引脚，必须先输出高电平

switch( sts )

{

case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break;     //按键则转入状态1

case 1:

if( P1_0==1 ) sts=0;         //假按错，或干扰，回状态0

else{ sts=2; keyPut( 6 ); }     //确实按键，键值入队列，并转状态2

break;

case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break;     //如果松键，则转状态3

case 3:

if( P1_0==0 ) sts=2;         //假松键，回状态2

else sts=0;                   //真松键，回状态0，等待下一次按键过程

}

}

例六：4X4按键。

/****************************************************************************************

由P1端口的高4位和低4位构成4X4的矩阵键盘，本程序只认为单键操作为合法，同时按多键时无效。

这样下面的X，Y的合法值为0x7, 0xb, 0xd, 0xe, 0xf，通过表keyCode影射变换可得按键值

*****************************************************************************************/

#include

#include “KEY.H”

unsigned char keyScan( void )     //返回0表示无按键，或无效按键，其它值为按键编码值

{     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;                   //低四位输入，高四位输出0

x=P1&0x0f;               //P1输入后，清高四位，作为X值

P1=0xf0;                   //高四位输入，低四位输出0

y=(P1 >> 4) & 0x0f;     //P1输入后移位到低四位，并清高四位，作为Y值

retVal = keyCode[x]*4 + keyCode[y];     //根据本公式倒算按键编码

if( retVal==0 ) return(0); else return( retVal-4 );

}

//比如按键‘1’，得X=0x7，Y=0x7，算得retVal= 5，所以返回函数值1。

//双如按键‘7’，得X=0xb，Y=0xd，算得retVal=11，所以返回函数值7。

void main( void )

{

TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01;     //不改变T1的工作方式，T0为定时器方式1

TL0 = -20000;                       //计数周期为20000个主频脉，自动取低8位

TH0 = (-20000)>>8;                   //右移8位，实际上是取高8位

TR0=1;                             //允许T0开始计数

ET0=1;                             //允许T0计数溢出时产生中断请求

EA=1;                             //允许CPU响应中断请求

while( 1 )     //永远为真，即死循环

{

if( keyHit() != 0 )     //如果队列中有按键

P2=Seg7Code[ keyGet() ];     //从队列中取出按键值，并显示在数码管上

}

}

void timer0int( void ) interrupt 1     //20ms；T0的中断号为1

{     static unsigned char sts=0;

TL0 = -20000;                       //方式1为软件重载

TH0 = (-20000)>>8;                   //右移8位，实际上是取高8位

P1_0 = 1;         //作为输入引脚，必须先输出高电平

switch( sts )

{

case 0: if( keyScan()!=0 ) sts=1; break;     //按键则转入状态1

case 1:

if( keyScan()==0 ) sts=0;         //假按错，或干扰，回状态0

else{ sts=2; keyPut( keyScan() ); }     //确实按键，键值入队列，并转状态2

break;

case 2: if(keyScan()==0 ) sts=3; break;     //如果松键，则转状态3

case 3:

if( keyScan()!=0 ) sts=2;         //假松键，回状态2

else sts=0;                   //真松键，回状态0，等待下一次按键过程

}

}

第六节：低频频率计

实例目的：学时定时器、计数器、中断应用

说明：选用24MHz的晶体，主频可达2MHz。用T1产生100us的时标，T0作信号脉冲计数器。假设晶体频率没有误差，而且稳定不变(实际上可达万分之一)；被测信号是周期性矩形波(正负脉冲宽度都不能小于0.5us)，频率小于1MHz，大于1Hz。要求测量时标1S，测量精度为0.1%。

解：从测量精度要求来看，当频率超过1KHz时，可采用1S时标内计数信号脉冲个数来测量信号频，而信号频率低于1KHz时，可以通过测量信号的周期来求出信号频率。两种方法自动转换。

对于低于1KHz的信号，信号周期最小为1ms，也就是说超过1000us，而我们用的定时器计时脉冲周期为0.5us，如果定时多计或少计一个脉冲，误差为1us，所以相对误差为1us/1000us=0.1%。信号周期越大，即信号频率越低，相对误差就越小。

从上面描述来看，当信号频率超过1KHz后，信号周期就少于1000us，显然采用上面的测量方法，不能达到测量精度要求，这时我们采用1S单位时间计数信号的脉冲个数，最少能计到1000个脉冲，由于信号频率不超过1MHz，而我们定时脉冲为2MHz，最差多计或少计一个信号脉冲，这样相对误差为1/1000，可见信号频率越高，相对误差越小。

信号除输入到T1(P3.5)外，还输入到INT1(P3.3)。

unsigned int us100;               //对100us时间间隔单位计数，即有多少个100us。

unsigned char Second;

unsigned int K64;                   //对64K单位计数，即有多少个64K

unsigned char oldT0;

unsigned int oldus, oldK64, oldT1;

unsigned long fcy;                   //存放频率值，单位为Hz

bit HighLow=1;                   //1：表示信号超过1KHz；0：表示信号低于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;         //同时置 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 引用前面的数码管驱动程序，注意下面对T0中断服务程序的修改

{     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的中断服务程序，让它在完成时标的功能时，同时完成数码管显示刷新

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数码管刷新

}

第七节：电子表

单键可调电子表：主要学习编程方法。

外部中断应用，中断嵌

解：电子表分为工作状态和调整状态。平时为工作状态，按键不足一秒，接键为换屏‘S’。按键超过一秒移位则进入调整状态‘C’，而且调整光标在秒个位开始。调整状态时，按键不足一秒为光标移动‘M’，超过一秒则为调整读数，每0.5秒加一‘A’，直到松键；如果10秒无按键则自动回到工作状态‘W’。

如果有年、月、日、时、分、秒。四联数码管可分三屏显示，显示格式为“年月.”、“日.时.”、“分.秒”，从小数点的位置来区分显示内容。(月份的十位数也可以用“-”和“-1”表示)。

enum status = { Work, Change, Add, MOVe, Screen }     //状态牧举

//计时和调整都是对下面时间数组Time进行修改

unsigned char Time[12]={0,4, 0,6, 1,0, 0,8, 4,5, 3,2}；     //04年06月10日08时45分32秒

unsigned char cursor = 12;     //指向秒个位，=0时无光标

unsigned char YmDhMs = 3;     //指向“分秒”显示     ，=0时无屏显

static unsigned char sts = Work;

/*

如果cursor不为0，装入DisBuf的对应数位，按0.2秒周期闪烁，即设一个0.1秒计数器S01，S01为奇数时灭，S01为偶数时亮。

小数点显示与YmDhMs变量相关。

*/

void DisScan( void )     //动态刷新显示时调用。没编完，针对共阴数码管，只给出控控制算法

{

//DisBuf每个显示数据的高四位为标志，最高位D7为负号，D6为小数点，D5为闪烁

unsigned char tmp;

tmp = Seg7Code[?x & 0x1f ];         //设?x为显示数据，高3位为控制位，将低5位变为七段码

if( ?x & 0x40 ) tmp |= 0x80;     //添加小数点

if( ?x & 0x20 ){ if( S01 & 0x01 ) tmp=0; } //闪烁，S01奇数时不亮

//这里没有处理负号位

//将tmp送出显示，并控制对应数码管动作显示

}

void Display( void )         //根据状态进行显示

{

if( cursor != 0 ){ YmDhMs=(cursor+3)/4; }     //1..4=1; 5..8=2; 9..12=3

for( i=(YmDhMs-1)*4; i

{     unsigned char j = i%4;

Disbuf[j] = Time;

if( i == (cursor-1) ) Disbuf[j] |= 0x20;     //闪烁,cursor!=0时才闪烁

if(     (i==9) ||         //小数点：分个位

(i==7) ||         //小数点：时个位

(i==5) ||         //小数点：日个位

(i==3)           //小数点：月个位

)     Disbuf[j] |= 0x40;

//if(i==2){ if(Time[2]==1) DisBuf[2]=“-1”; else DisBuf=“-”; }

}

//工作状态：根据YmDhMs将屏数据装入DisBuf

//调整状态：根据cursor将屏数据装入DisBuf

}

void KeyScan( void )         //根据状态扫描按键

void ProcessKey( void )         //根据状态处理键信息

{

keyVal = KeyGet();

if( keyVal == 0 ) return;

switch( sts )

{

case Work:

if( keyVal ==‘S’)

{

if( --YmDhMs == 0 ) YmDhMs = 3;     //换屏

}

if( keyVal == ‘C’)

{

sts = Change;

YmDhMs = 3;

Cursor = 12;

}

break;

case Change:

if( keyVal == ‘W’ )

if( keyVal == ‘A’ )

if( keyVal == ‘M’ ) //根据cursor

break;

}

}

第八节：串行口应用

一、     使用晶体频率为22.1184MHz的AT89C52单片机，串行口应用工作方式1，以9600bps的波特率向外发送数据，数据为十个数字‘0’到‘9’，循环不断地发送。

解：数字字符为增量进二进制码，‘0’对应0x30，‘1’= ‘0’+ 1 = 0x31，从‘0’到‘9’对应编码为0x30到0x39，记忆二进制编码较难，实际编程中用单引号括起对应字符表示引用该字符的二进制编码值，如‘？’表示引用？号的编码值。

在用11.0592MHz晶体时，9600bps的初始化分频初值为-6，现晶频加倍，如果其它条件不变，只有分频初始加倍为-12，才能得到9600bps；如果想得到2400bps(速率降4倍)，分频初始自然加大4倍，即为-48。根据题意编得如下程序：

#include

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、     在上题的基础上，改为2400bps，循环发送小写字母‘a’到‘z’，然后是大写字母‘A’到‘Z’。

#include

void main( void )

{

TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20;

TH1 = -96;         //注意不用倍频方式

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’;

}

}

}

上述改变值时，也可以再设一变量表示当前的大小写状态，比如写成如下方式：

++Dat;

{

static unsigned char Caps=1;

if( Caps != 0 )

if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’; Caps=0; }

else

if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’; Caps=1; }

}

如下写法有错误：因为小b比大Z的编码值大，所以Dat总是‘a’

++Dat;

if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’}

else if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’}

三、     有A和B两台单片机，晶体频率分别为13MHz和14MHz,在容易编程的条件下，以最快的速度进行双工串行通信，A给B循环发送大写字母从‘A’到‘Z’，B给A循环发送小写字母从‘a’到‘z’，双方都用中断方式进行收发。

解：由于晶体频率不同，又不成2倍关系，所以只有通信方式1和方式3，由于方式3的帧比方式1多一位，显然方式3的有效数据(9/11)比方式1(8/10)高，但要用方式3的第9位TB8来发送数据，编程难度较大，这里方式1较容易编程。

在计算最高速率时，由于单方程，双未知数，又不知道波特率为多少，所以要综合各方面的条件，估算出A和B的分频常数，分别为-13和-14时，速率不但相同，且为最大值。如下给出A机的程序：

#include

void main( void )

{

TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20;

TH1 = -13;         //注意用倍频方式

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任一位变为1都中断

{

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、     多机通位

l     在方式2和方式3，SM2只对接收有影响，当SM2=1时，只接收第9位等于1的帧(伪地址帧)，而SM2=0时，第9位不影响接收。

l     多机通信中，地址的确认与本机程序有关，所以可以实现点对点、点对组、以及通播方式的通信。

l     如果收发共用一总线，任何时刻只有一个发送源能占用总线发送数据，否则发生冲突。由此可构造无竞争的令牌网；或者多主竞争总线网。