51单片机学习笔记（郭天祥版）（2）——第一课作业、流水灯、蜂鸣器

免费样片申请（暂时无用，不说了，很简单）

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作业讲解

1-5点亮灯过简单，不说了

6：尝试让第一个发光管闪烁

闪烁，就是亮，灭，再亮，再灭这样一个循环的过程，就是写程序控制某一个IO口先输出低电平，再输出高电平，再输出低电平，如此循环，没变化一个状态要持续一个时间（即为延时）。简单的延时就用一个while或者for循环就可以。

#include<reg52.h>
sbit p1_1=P1^0;
unsigned int a;
void main()
{
    a=50000;
    p1_1=0;
    while(a--);
    a=50000;
    p1_1=1;
    while(a--);
}

定义一个unsigned int（无符号整型）类型的变量a，其范围为0-65535，若超出这个值，就会取余，例如70000，那么就会取70000-65535后的值。

这里选中这两个，这样如果一直插着单片机，然后更改代码并编译的话，会自动下载进单片机。

你可能会按照上面的方法，但这样是不对的，不标准。因为正常执行c语言代码时，从进入main函数开始，执行完main内部的代码就结束了，但这里却又重新再执行了，因为单片机会一直重复执行main函数，但有时会出错。

正确的写法

#include<reg52.h>
sbit p1_1=P1^0;
unsigned int a;
void main()
{
    while(1)
    {
        a=50000;
        p1_1=0;
        while(a--);
        a=50000;
        p1_1=1;
        while(a--);
    }
}

在main函数内部再写一个while(1)，将需要循环执行的代码放入while(1)的花括号内，这样单片机就会一直循环while(1)内部的内容而不出错了。

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要学会软件调试

 

点击这个放大镜一样的东西就是打开调试了，调试前要先编译。再次点击就关闭。

黄色箭头指着的就是下一条要执行的语句

这个是复位，点击后让调试重头开始。

全速执行。

停止全速执行，只有在开启全速执行后它才会变成红色，才能使用。

进入函数内部。

执行下一调语句。

 

点击Peripheral（硬件）

Interrupt：中断

I/O-Ports：IO口

Serial：串行端口

Timer：定时器

这里选择我们现在用到的IO口的P1口Port 1

可以看到P1上电后为oxFF，即上电后所有IO口为高电平（IO口上电后为1，其余寄存器上电后为0，上电后会自动复位，所以这里软件的复位就可以当做上电），对应的后面8位都打了√，如果√没了，对应的一位就变成了0。操作单片机就是对内部的寄存器（P1）进行操作。

点击View，选上call stack window

 

看到，执行过的语句变成绿色，没执行的是灰色，这里while（a--）要想执行完需要单步执行（即一次执行一句）50000次，要点50000次，很慢，所以我们可以设置断点。

断点就是前面出现了红色，有的版本是红色的圆，设置断点的方法就是在需要的语句前方灰色处用鼠标单击。

现在我们说一下上面的全速执行，全速执行就是一直执行，而且执行的很快，不需要你一下一下的点，但是你不知道执行到哪里了，所以我们要用到断点，这里我们不想点击50000次，所以我们在while（a--）后面那条语句设置断点，再开启全速执行，那么程序就会全速执行到断点的位置然后停止，不会执行断点那条语句。

这里执行完全速后，a变为了65535（也是满，unsigned int类型的最大值，满和空是一个概念），意思是减空了，从原本的50000，减到0后再减一次就是65535了。

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 硬件调试（在线调试）（仿真芯片）     你没买，先不用看

仿真芯片有利于你领悟程序具体是怎么执行的

点开设置

点到debug这一栏。

原本是use Simulator，现在我们点击右边的Use，选择keil Monitor-51 Driver，再点击Settings设置

选择com口，下载程序用的com几，这里就选com几，然后点击ok。

之后这里全部打钩，再确定。

仿真时必须先接通电源

然后点击debug调试

下方会显示连接到了（Connected to Monitor-51）

然后就按刚才方法调试即可，不同的是这里调试时，单片机也会跟着一步一步走。

这种调试你可以知道每一条指令什么时候执行，每一种变量如何变化的。

结束调制时先按下单片机上的复位按钮，再点debug结束

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接下来学习如何设置比较准确的延时时间

首先，要知道，实验板的晶振频率是11.0592MHz，计算机单片机的运行速度是由其决定的

下面的内容只需要知道一个机器周期是12个时钟周期，一个时钟周期是震荡源的周期。

 

 在调节时间的时候，需要把keil中的晶振频率改为和单片机的晶振频率相同

下面打开调试状态

会看到当程序运行到这里时是0.00042209s，先运行到灯亮

0.00042752s，然后我们运行到它灭之前看看中间有多少时间，这就是我们要的延时时间，这里要设置断点，不然while(a--)我们要手动50000次....

时间变为了0.48893555s，离500ms近了，我们微调下，把a变为51000再运行到这里就差不多了。下面的也改。

 

下面我们看看如果不设置11.0592MHz晶振频率，用默认的24MHz会怎么样

频率24大约是11的2倍，那么时间也差不多是1/2。

但是这里只是模拟，对单片机没有影响，单片机还是用它本身的11.0592来计算的，不过这样你就算不准了。

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接下来学习子函数（以后写程序都是写在函数里，然后main全是调用）

首先介绍一下宏定义define，就相当于起一个新的名字，用法#define new_name old_name

#include<reg51.h>
#define uint unsigned int//宏定义
#define uchar unsigned char

void delay();//声明函数
sbit D1=P1^0;
void main()
{
    while(1)
    {
        D1=0;
        delay();
        D1=1;
        delay();
    }
}

void delay()//定义函数，大约是500ms的延时，
{
    uint x,y;
    for(x=100;x>0;x--)
    {
        for(y=600;y>0;y--)
        {
            
        }
    }
}

这里for循环还有上面出现的while循环，当没有内部语句时，可以省略{}，直接写分号

void delay(uint n)
{
    uint x,y;
    for(x=n;x>0;x--)
    {
        for(y=600;y>0;y--);
    }
}

其它自己看懂，不再赘述了

带参数的子函数

#include<reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

void delay(uint n);
//void delay(uint );这里声明也可以写成这样（不写n），但建议写上面那种，方便，上面那种只需要在函数定义那里复制过来就可以了，不会出错。
sbit D1=P1^0;
void main()
{
    while(1)
    {
        D1=0;
        delay(100);
        D1=1;
        delay(100);
    }
}

void delay(uint n)
{
    uint x,y;
    for(x=n;x>0;x--)
    {
        for(y=600;y>0;y--)
        {
            
        }
    }
}

函数定义和函数声明的参数叫做形参（形式参数），函数调用时给的数值是实参（实际参数），因为函数定义时函数是不执行的，而只有调用时，函数才执行，其中的参数会使用你传的参数，也就是实参。

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接下来我们用stc-isp来生成延时函数

打开后点击红框内的三角箭头，找到软件延时计算器

先选择晶振频率，再设置延时的时间，再选择指令集STC-Y1，然后生成c代码，最后复制就可以了

#include<reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
    
void Delay1ms();
void delay(uint n);
sbit D1=P1^0;
void main()
{
    while(1)
    {
        D1=0;
        delay(200);
        D1=1;
        delay(200);
    }
}

void delay(uint n)
{
    while(n--)
    {
        Delay1ms();
    }
}
void Delay1ms()        //@12.000MHz
{
    unsigned char i, j;

    i = 2;
    j = 239;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}

定义一个延时1ms的函数，然后再定义一个带参数的函数，调用延时1ms的函数n次，就产生了延时n ms的函数了

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接下来是流水灯

找到C51文件夹中Hlp文件夹下的c51帮助文档，在Reference里能看到库函数，都是写好的可以直接调用的函数

这里我们要用到_crol_

点开后可以看到介绍和例子，需要用到头文件intrins.h，将变量c循环左移b位，返回移动后的结果。a=0xA5（1010 0101），循环左移一位变成（0100 1011），循环左移第二位（1001 0110），循环左移第三位（0010 1101）即0x2D，循环左移一次就是整体左移一次，把最高位的放到最低位。

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

uchar temp;//为什么用uchar而不用uint？

void Delay1ms();
void delay(uint n);

void main()
{
    temp=0xfe;
    P1=temp;//因为uchar有8位，而uint有16位，每组IO口也是8位，所以如果我们要用uchar
    while(1)//先让P1=0xfe（1111 1110）
    {
        delay(300);//延时300ms
        temp=_crol_(temp,1);//改变temp的值
        P1=temp;//改变P1的值
    }
}

void delay(uint n)
{
    while(n--)
    {
        Delay1ms();
    }
}
void Delay1ms()        //@12.000MHz
{
    unsigned char i, j;

    i = 2;
    j = 239;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}

其实temp这里多余，只是想让你知道定义变量要注意的地方，比如为什么不用unsigned int而用unsigned char

void main()
{
    P1=0xfe;
    while(1)//先让P1=0xfe（1111 1110）
    {
        delay(300);//延时300ms
        P1=_crol_(temp,1);//改变P1的值

    }
}

main可以直接改成这样

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课后作业

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补充一下蜂鸣器

蜂鸣器原理图

   

（我的板子是第二种）（继电器也挺重要，但暂时不说了）

FM就是P2^3口，然后接一个电阻，这里用了一个三极管，用了它的开关作用（它还有放大作用），（蜂鸣器内阻很小（忽略）），当给P2^3低电平时，ce就导通了，就有从VCC流经蜂鸣器然后经过ce的电流。

因此蜂鸣器的使用也很简单，0就响，1就停止。

#include<reg51.h>

sbit beep=P2^3;

void main()
{

    while(1)
    {
            beep=0;
    }
}

这样就响了

接下里是响、停循环进行

#include<reg51.h>

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

sbit beep=P2^3;

void Delay1ms();
void delay(uint n);

void main()
{

    while(1)
    {
            beep=0;
            delay(300);
            beep=1;
            delay(300);
    }
}

void delay(uint n)
{
    while(n--)
    {
        Delay1ms();
    }
}
void Delay1ms()        //@12.000MHz
{
    unsigned char i, j;

    i = 2;
    j = 239;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}

这里在提一下前面说到的~（取反），原本是0，取反就是1，原本是1，取反就是0，用这个会很简单。

#include<reg51.h>

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

sbit beep=P2^3;

void Delay1ms();
void delay(uint n);

void main()
{

    while(1)
    {
            beep=~beep;
            delay(300);
    }
}

void delay(uint n)
{
    while(n--)
    {
        Delay1ms();
    }
}
void Delay1ms()        //@12.000MHz
{
    unsigned char i, j;

    i = 2;
    j = 239;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}