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AutoLeaders控制组—51单片机学习笔记

时间：2024-05-11 09:41:27

文章目录

AutoLeaders控制组—51单片机学习笔记1.1单片机及开发板介绍单片机介绍单片机应用领域STC89C52单片机内部结构开发板介绍2.1点亮一个Led新建工程编程认识Led2.2LED闪烁编程改进：Delay延迟函数2.3LED流水灯写入程序打开程序的方法3.1独立按键控制LED灯亮灭独立按键介绍编程C51数据运算：3-2 独立按键控制LED状态按键的抖动如何消抖编程3-3 独立按键控制LED显示二进制编程编程改进3.4独立按键控制LED移位编程LED左移编程4.1静态数码管显示LED数码管数码管引脚数码管引脚定义原理图编程4.2动态数码管显示编程数码管驱动方式数码管驱动方式

AutoLeaders控制组—51单片机学习笔记

1.1单片机及开发板介绍

单片机介绍

单片机，英文Micro Controller Unit,简称MCU

内部集成了CPU、RAM、定时器、中断系统、通信接口等常用硬件。

单片机任务是信息采集、处理和硬件设备的控制。

单片机是一个袖珍版计算机，有成本低、体积小、结构简单的优点，在生活和工业控制领域大有所用。

单片机应用领域

单片机应用领域广泛，如智能仪表、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上单片机就能起到产品升级换代的效果，被冠以“智能化”的形容词。

STC89C52单片机

所属系列：51单片机系列

公司：STC公司

位数：8位

RAM：512字节（短期存储，相当于运行内存，关机后清零）

ROM：8K（长期存储，相当于手机内存跟电脑硬盘，能长期保存）

工作频率：12MHz

命名规则：

1、stc为公司名，89为系列

2、89表示系列（这里表示STC的12T/6T 的8051单片机）

3、C代表工作电压（C表示5.5~3.8V）

4、52代表程序空间大小（这里的程序空间大小为8K字节）

5、RC表示RAM的空间大小（RC为512字节）

6、40表示工作频率（最大可达40MHZ）

内部结构

开发板介绍

整体

1、拉杆上掰取下单片机

2、单片机引脚（缺口下方为一号引脚）

3、Led灯

4、矩阵按键

5、独立按键

6、红外接收头（接收遥控器的信号，可实现遥控）

7、无线模块（实现一个单片机控制到另一个单片机）

8、USB下载模块

9、时钟芯片（产生时间，读取时间，可制作闹钟、小时钟。）

10、复位系统

11、AD\DA（模/数转换器）（将模拟信号转换为数字信号给单片机，或者将数字信号转换为模拟信号给外部使用）

12、步进电机模块

13、蜂鸣器（根据单片机所给的各种频率输出来响动）

14、138译码器（可以拓展I/O口，驱动数码管）

15、24C02（一种ROM）

16、温度传感器

17、74HC245芯片

18、电位器和排座

19、点阵屏

20、动态数码管模块

2.1点亮一个Led

新建工程

打开Keil uVision5,点击project，再点击new uVision Project

在桌面新建文件夹，再在文件夹中新建文件夹，命名为点亮一个Led，再将程序命名，保存。

在弹出的框中选择Atmel中的89c52

点击Target,右键source group1，选择Add new item。弹出窗口选否。

选择c语言，将文件命名为main

编程

如何调节代码字体大小：点击上方扳手图标，在window栏选择c/c++，Element栏选择text，点击Font，即可选择字体大小。

点击类似魔法棒的图标，点击Output，将Create勾选，创建文件，目的：为了烧录时能找到程序文件

单片机程序在cpu中执行，直接给寄存器写值（1和0），通过驱动器执行引脚给高电平还是低电平

P2直接控制8个LED灯，通过二进制控制，1为灭，0为亮。不能直接写二进制，要用十六进制，如0001 0001=0x11，0x为十六进制标志，四个二进制数用一个十六进制数代替。进制转换如下：

写编程要有头文件#include <REGX52.H>

编程如下；

#include <REGX52.H>void main(){P2=0xFE;}

打开软件stc，在单片机型号选STC89C52RC，点击打开程序文件，找到保存文件，打开object里的文件，点击下载/编程，重启单片机即可

认识Led

中文名：发光二极管

英文名：light emitting diode,简称Led

用途：照明、广告灯

单片机Led模块：

如图，单片机Led有8个，右边表示正极，经过8个电阻调节电流，左端连接单片机引脚，通过单片机控制左端电极正负，控制LED亮灭

电阻大小计算（根据电阻上数字）：

102=10 00=1k；473=47*10^3=47k

2.2LED闪烁

编程改进：

为使程序能够一直重复执行，可添加while

#include <REGX52.H>void main(){while(1){P2=0xFE;}}

Delay延迟函数

若函数如下：

#include <REGX52.H>void main(){while(1){P2=0xFE;P2=0xFF；}}

用于闪烁太快，人眼看不见，因此需要Dealy延迟函数

在STC软件中上方找到软件延时计算器，在定时长度输入500，生成函数。复制函数，粘贴到程序中。在头文件中加#include <INTRINS.H>

结果如下：

#include <REGX52.H#include <INTRINS.H>void Delay500ms()//@11.0592MHz{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 129;k = 119;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);}void main(){while(1){P2=0xFE;Delay500ms();P2=0xFF;Delay500ms();}}

改进：在定时长度输入1，定义unsigned char xms;让函数在while（xms）中，结尾xms–，如下：

void Delay(unsigned int xms){unsigned char i, j;while(xms){_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}

2.3LED流水灯

写入程序

由上一节内容，通过对照进制表，让LED灯挨个闪烁

#include <REGX52.H>#include <INTRINS.H>void Delay500ms()//@11.0592MHz{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 129;k = 119;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);}void main(){while(1){P2=0xFE;Delay500ms();P2=0xFD;Delay500ms();P2=0xFB;Delay500ms();P2=0xF7;Delay500ms();P2=0xEF;Delay500ms();P2=0xDF;Delay500ms();P2=0xBF;Delay500ms();P2=0x7F;Delay500ms();}}

打开程序的方法

找到打开程序的文件的位置，找到main文件，右键，用记事本或Dev打开

3.1独立按键控制LED灯亮灭

独立按键介绍

相当于是一种电子开关，按下时开关接通，松开时开关断开，原理是按键内部金属弹片受力弹动来实现接通和断开

内部结构：

对应单片机引脚

编程

右键可打开头文件，点击open

通过下划线“_“精确控制某一个单元，如：

P2_0,P2_1……分别代表一个LED灯，用1和0控制灭和亮。

P3_1,P3_0……分别代表一个独立按键用1和0控制关和开。

用if语句即可写出程序，用独立按键控制LED灯亮灭

#include <REGX52.H>void main(){while(1){if(P3_1==0){P2_0=1;}else{P2_0=0;}}}

然而，一旦松开按键，LED就会熄灭

C51数据运算：

按位左移<< : 0011 1100<<1=0111 1000

按位右移>> : 0011 1100>>1=0001 1110

按位与&：0001 1000 & 0010 1010=0000 1000

相同数字&后不变，不同数字&后为0

按位或|：0001 1000 | 0010 1010=0011 1010

1“或”1和0都为1，0“或”0为0

按位异或^：0001 1000^0010 1010=0011 0010

相同数字为0，不同数字为1

按位取反：0001 1000=1110 0111

3-2 独立按键控制LED状态

按键的抖动

对于机械开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开，所以在开关闭合及断开的瞬间会伴随一连串的抖动。

由于按键的抖动，单片机在刚刚按下按键时，会在一瞬间读取多个结果，造成误差，因此需要消抖

如何消抖

1、加入硬件，使经过电路，途径触发器之类的硬件，过滤后再传输给单片机处理。

2、通过软件处理，写入延时程序，度过抖动时间后再进行操作。

编程

1、加入延迟函数Delay

2、判断是否按下按键if（P3_1==0）

3、接着Delay（20）用于消除抖动

4、用while（P3_1==0）卡住程序，实现按住按键没有生效，松开按键生效的效果。接着再次用Delay（20）用于消除抖动

5、通过P2_0=~P2_0实现按下开关后LED灯状态改变

如下：

#include <REGX52.H>#include <INTRINS.H>void Delay(unsigned int xms){unsigned char i, j;while(xms){_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}void main(){while(1){if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);P2_0=~P2_0;}}}

正常下载即可

3-3 独立按键控制LED显示二进制

编程

1、由上节课可知加入Delay函数消抖，然后通过if，while函数实现独立按键控制Led状态

2、不能直接P2++，因为单片机默认高电平，所以P2++呈现的效果是相反的，即灯全亮，灭灯进位

3、不能直接对P2取反，因为P2在不断改动，取反是它，加一还是它，最终会卡在1111 1111与0000 0000不断徘徊

4、因此要定义一个变量Led=0，让Led++，再让P2=~Led，从而实现独立按键控制LED显示二进制

代码如下：

#include <REGX52.H>#include <INTRINS.H>void Delay(unsigned int xms){unsigned char i, j;while(xms){_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}void main(){unsigned char Led=0;while(1){if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);Led++;P2=~Led;}}}

编程改进

因为P2++实现的是反向操作，于是我们可以通过P2–来实现正向操作。

代码如下：

#include <REGX52.H>#include <INTRINS.H>void Delay(unsigned int xms){unsigned char i, j;while(xms){_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}void main(){unsigned char Led=0;while(1){if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);P2--;}}}

3.4独立按键控制LED移位

编程

1、与上节课相同，加入Delay函数消抖，然后通过if，while函数实现独立按键控制Led状态，定义一个变量Led=0，让Led++，

2、因为单片机LED只有8个而Led值到8时，移位越界，因此加入if(Led==8)时，令Led=0。

3、通过P2~（0x01<<Led）完成操作

代码如下：

#include <REGX52.H>#include <INTRINS.H>void Delay(unsigned int xms){unsigned char i, j;while(xms){_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}void main(){unsigned char Led;P2=~0x01;while(1){if(P3_2==0&&P2==~0){Delay(20);while(P3_2==0);Delay(20);Led++；if(Led==8)Led=0;P2=~(0x01<<Led);}}}

LED左移编程

上述代码为LED右移，以下为LED左移

1、if函数移至前面，先判断if(Led0)时，Led7；

2、用else表示Led不为0时的操作，Led–

代码如下：

#include <REGX52.H>#include <INTRINS.H>void Delay(unsigned int xms){unsigned char i, j;while(xms){_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}void main(){unsigned char Led;P2=~0x01;while(1){if(P3_2==0&&P2==~0){Delay(20);while(P3_2==0);Delay(20);if(Led==0)Led=7;elseLed--；P2=~(0x01<<Led);}}}

4.1静态数码管显示

LED数码管

定义：数码管是一种简单、廉价的显示器，是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件。

生活中的数码管：

数码管引脚

1、一位数码管

2、连接方式

共阴极

共阳极

3、数码管排序（顺时针）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bACURD6q-1668432317529)(C:\Users\86136\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-111448334.png)]

数码管引脚定义

1、数码管是四位一体的

2、连接方式

根据上面连接方式，可见通过更改位选（即上方的12、9、8、6对应口）的数值，来控制其是否连通。

由于共用引脚，一次只能显示一个数字

3、动态数码管显示

通过快速扫描程序，极快的显示数字，人眼就会看到多个数字

4、共用引脚的原因

减少引脚数量，便于单片机控制

原理图

1、控制LED的I/O口

根据上面的动态数码管模块图，可知P00P07控制LED的段选（下面的多个引脚），而位选（公共端）接在LED1LED8。

接着看138译码器可以发现，位选端的LED1LED8在其右侧，左侧由P22P24控制，即所谓3个口控制8位。

2、74HC245芯片

3、牌组电阻

从上图的动态数码管原理图中，这一部分负责保护电路，防止数码管电流过大。

编程

1、建立Switch函数，使对应选位选中

switch(L){case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;}

2、建立数组，使能显示对应数字

unsigned char n[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x7D,0x07,0x7F,0X6F,0x3E};

3、建立函数smg，使对应选位选中且能显示对应数字

void smg(unsigned char L,q){switch(L){case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;}P0=n[q];Dealy(1);}

最终代码如下：

#include <REGX52.H>#include <INTRINS.H>unsigned char n[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x7D,0x07,0x7F,0X6F,0x3E};void Dealy(unsigned char xms)//@11.0592MHz{while(xms){unsigned char i, j;_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}void smg(unsigned char L,q){switch(L){case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;}P0=n[q];Dealy(1);}void main(){while(1){if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);smg(1,1);Delay(1);}}}

即实现了静态数码管显示