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【51单片机】程序实验1——点亮LED

时间:2024-11-09 15:45:54浏览次数:6  
标签:LED sfr 51 单片机 电路 SCON sbit

由于博主还未学习数字电路和计算机组成原理,因此本系列先开展单片机软件编程的内容,硬件结构的内容简单带过,会考虑安排在后续学习计划中,编程入门部分不会深入涉及单片机电路结构原理。博主已有C语言基础,因此相关内容不会从零开始赘述

主要参考学习资料:B站【普中官方】51单片机手把手教学视频

前置知识:C语言

单片机套装:普中STC51单片机开发板A4标准版套餐7

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目录

单片机介绍


单片机(Micro Controller Unit),简称MCU

内部集成了CPU、RAM、ROM、定时器、中断系统、通讯接口等一系列电脑常用硬件功能

单片机的任务是信息采集(依靠传感器)、处理(依靠CPU)和硬件设备(例如电机、LED等)的控制

跟计算机相比,单片机是一个袖珍版计算机,一个芯片就能构成完整的计算机系统,但在性能上与计算机相差甚远,但单片机成本低、体积小、结构简单,在生活和工业控制领域大有所用的同时,学习使用单片机也是了解计算机原理与结构的最佳选择

51单片机是对所有兼容Intel 8051指令系统的单片机的统称

STC89C52系列内部结构框图

STC89C52系列PDIP封装管脚图


51单片机最小系统

能使51单片机工作的最简单最基础的电路统称为51单片机最小系统,由晶振电路、复位电路、电源电路构成,而要为单片机烧录程序还需要下载电路


晶振电路

晶振电路为单片机正常工作提供一个时钟

51单片机的时钟频率在0~40MHz运行,通常选用12MHz(便于计算时间)或11.059MHz(串行通信波特率为零)的晶振接在管脚18、19

旁路电容作用:消除晶振接入电路一瞬间产生的电感干扰,一端接地,电容大小取决于晶振大小


复位电路

复位电路提供系统复位的操作,当系统工作不正常或死机时可以重启系统

复位的两种方式:手动按键复位(上图)和接通电源自动复位(下图)

STC89C51单片机为高电平复位,只要让引脚保持一段时间的高电平即可复位


电源电路

单片机电压过大会烧毁电路,电压过小系统会运行不起来,因此需要挑选合适的电源电路


下载电路

下载电路将编译文件下载到单片机


C语言C51扩充内容


C51扩充数据类型

类型长度值域说明
bit0或1位变量声明
sbit0或1特殊功能位声明
sfr8位=1字节0~255特殊功能寄存器声明
sfr1616位=2字节0~65535sfr的16位数据声明
*1~3字节对象的地址

例:

sfr SCON = 0x98;
//使用SCON控制单片机上地址为0x98的寄存器
sbit TI = SCON^1;
//使用TI控制八位寄存器SCON位0~7中的位1

reg52头文件

reg52头文件定义了51单片机特殊功能寄存器和特殊功能位的名字以便我们访问

#include <reg52.h>//直接在安装目录下寻找头文件
#include "reg52.h"//先在工程目录下寻找头文件,再到安装目录
//右键头文件可打开头文件内容

头文件内容(了解如何定义即可)

/*--------------------------------------------------------------------------
REG52.H

Header file for generic 80C52 and 80C32 microcontroller.
Copyright (c) 1988-2002 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.
All rights reserved.
--------------------------------------------------------------------------*/

#ifndef __REG52_H__
#define __REG52_H__

/*  BYTE Registers  */
sfr P0    = 0x80;
sfr P1    = 0x90;
sfr P2    = 0xA0;
sfr P3    = 0xB0;
sfr PSW   = 0xD0;
sfr ACC   = 0xE0;
sfr B     = 0xF0;
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 IE    = 0xA8;
sfr IP    = 0xB8;
sfr SCON  = 0x98;
sfr SBUF  = 0x99;

/*  8052 Extensions  */
sfr T2CON  = 0xC8;
sfr RCAP2L = 0xCA;
sfr RCAP2H = 0xCB;
sfr TL2    = 0xCC;
sfr TH2    = 0xCD;


/*  BIT Registers  */
/*  PSW  */
sbit CY    = PSW^7;
sbit AC    = PSW^6;
sbit F0    = PSW^5;
sbit RS1   = PSW^4;
sbit RS0   = PSW^3;
sbit OV    = PSW^2;
sbit P     = PSW^0; //8052 only

/*  TCON  */
sbit TF1   = TCON^7;
sbit TR1   = TCON^6;
sbit TF0   = TCON^5;
sbit TR0   = TCON^4;
sbit IE1   = TCON^3;
sbit IT1   = TCON^2;
sbit IE0   = TCON^1;
sbit IT0   = TCON^0;

/*  IE  */
sbit EA    = IE^7;
sbit ET2   = IE^5; //8052 only
sbit ES    = IE^4;
sbit ET1   = IE^3;
sbit EX1   = IE^2;
sbit ET0   = IE^1;
sbit EX0   = IE^0;

/*  IP  */
sbit PT2   = IP^5;
sbit PS    = IP^4;
sbit PT1   = IP^3;
sbit PX1   = IP^2;
sbit PT0   = IP^1;
sbit PX0   = IP^0;

/*  P3  */
sbit RD    = P3^7;
sbit WR    = P3^6;
sbit T1    = P3^5;
sbit T0    = P3^4;
sbit INT1  = P3^3;
sbit INT0  = P3^2;
sbit TXD   = P3^1;
sbit RXD   = P3^0;

/*  SCON  */
sbit SM0   = SCON^7;
sbit SM1   = SCON^6;
sbit SM2   = SCON^5;
sbit REN   = SCON^4;
sbit TB8   = SCON^3;
sbit RB8   = SCON^2;
sbit TI    = SCON^1;
sbit RI    = SCON^0;

/*  P1  */
sbit T2EX  = P1^1; // 8052 only
sbit T2    = P1^0; // 8052 only
             
/*  T2CON  */
sbit TF2    = T2CON^7;
sbit EXF2   = T2CON^6;
sbit RCLK   = T2CON^5;
sbit TCLK   = T2CON^4;
sbit EXEN2  = T2CON^3;
sbit TR2    = T2CON^2;
sbit C_T2   = T2CON^1;
sbit CP_RL2 = T2CON^0;

#endif

点亮第一个LED


C51单片机GPIO介绍及LED线路

**GPIO(General Purpose Input Output)**是通用输入输出端口的简称,可以通过软件来控制其输入和输出

51单片机引脚分类:

  • 电源引脚(Vcc/Vdd/Gnd/Vss)
  • 晶振引脚(XTAL)
  • 复位引脚(RST/Reset)
  • 下载引脚(P3.0/P3.1)
  • GPIO引脚(P0~P3)

详细管脚功能可在单片机手册中查询

LED线路图


程序1:点亮D1指示灯

#include "reg52.h"

sbit LED1 = P2^0;//将控制D1灯的P2管脚第0位命名为LED1
void main()
{
	LED1 = 0;//设置LED1为低电平,LED低电平0点亮,高电平1熄灭
}

效果图


程序2:控制D1指示灯闪烁

#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;

sbit LED1 = P2^0;

void delay_10us(u16 time)//定义延时函数
{
	while(time --);
    //单次while循环时间约为10微秒,后续讲到定时器可以准确计时
}

void main()
{
	while(1)
	{
		LED1 = 0;//点亮D1灯
		delay_10us(50000);//延时约488毫秒
		LED1 = 1;//熄灭D1灯
		delay_10us(50000);
	}
}

程序3:LED流水灯

#include "reg52.h"
#define LED_PORT P2//使用宏定义将P2端口定义

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;

void delay_10us(u16 time)
{
	while(time --);
}

void main()
{
	u8 i = 0;//循环控制变量
	while(1)
	{
		for(i = 0;i < 8;i++)
		{
			LED_PORT = ~(0x01 << i);//见下文解读
			delay_10us(50000);
		}
	}
}

LED_PORT用八位二进制数上的每一位分别控制八个LED灯的电平,要实现流水灯,其值应当这样变化:11111110→11111101→11111011→……

不难想到可以通过左移运算符让二进制数的数位整体左移,但是二进制数左移后最右侧会补零而不是补一,因此采用对00000001左移再按位取反的方法

代码中0x01采用十六进制是为了简洁

额外介绍一个使用intrins头文件中左移右移的方法

#include "reg52.h"
#include "intrins.h"
#define LED_PORT P2

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;

void delay_10us(u16 time)
{
	while(time --);
}

void main()
{
	u8 i = 0;
	LED_PORT =~ 0x01;
	while(1)
	{
		for(i = 0;i < 7;i++)
		{
			LED_PORT = _crol_(LED_PORT,1);
            //对LED_PORT左移1位,并将左侧移出去的数位补到右侧,即11111110→11111101
			delay_10us(50000);
		}
		for(i = 0;i < 7;i++)
		{
			LED_PORT = _cror_(LED_PORT,1);//右移同理
			delay_10us(50000);
		}
	}
}

该程序进一步实现流水灯从左到右再从右到左来回闪烁的效果


本章完

标签:LED,sfr,51,单片机,电路,SCON,sbit
From: https://blog.csdn.net/mojin2005/article/details/143646050

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