单片机小白学步系列（十四）点亮第一个LED的程序分析

本篇我们将分析上一篇所写的程序代码。未来学习单片机的大部分精力，我们也将放在程序代码的编写上。但是不用担心，我会非常详细的介绍每个程序的编写思路和各种注意事项等。

之前我们写的程序如下：

#include <reg52.h>

sbit LED = P1^0;

void main()

{

LED = 0;

while(1);

}

头文件

第一行包含头文件，这个和C语言编写HelloWorld时的#include 一样。头文件reg52.h中定义了单片机的一些寄存器，如P0~P3等。至于什么是寄存器，将在原理篇中具体介绍，现在我们只要把它想象成C语言中常说的内存就好了。有兴趣的读者可以右击reg52.h打开头文件看一看。

C51的变量类型

这里我们使用的语言是C51，和标准C语言相比，最主要的特点就是多出来两种变量类型：sfr和sbit。sfr和char一样是一个8位数据类型，表示一个8位的寄存器。例如头文件reg52.h中就有一句sfr P1 = 0x90，它定义了寄存器P1。由于P1是IO口寄存器，所以对P1赋值，则相应的， IO口P1将输出对应的高低电平。而sbit则是一个1位数据类型，只有0和1两种值，它对应寄存器中的一个位。

于是在第二行里，我们定义了sbit型变量LED，并设置LED对应P1的最低位bit0。此时变量LED就和IO口P1.0关联起来。执行赋值语句LED = 0，IO口P1.0就会输出低电平，于是我们电路中的LED就会亮起来了。是不是非常神奇呢？在原理篇中，我会一步一步讲解单片机是如何实现这种功能的。

位寻址

在其他的很多单片机中，我们只能读写整个P1寄存器，而不能直接定义类似sbit这种对应寄存器一位的数据类型，另外51单片机里面有些寄存器也只能整个8位一起读写。这种直接读写一个寄存器位的特性被叫做位寻址功能。

又是一个很难理解的概念，同样，还是需要了解原理篇才能很好的理解它，现在完全不用担心，我提这个就是想让初学者对此提前有个大体印象。毕竟很多知识都是慢慢积累的，如果把大量这样的小知识全部放在原理篇中一并介绍，反而难以接受。

主函数的特点：没有参数和返回值

读者应该已经看到了无参数且无返回值的void main()函数，以及倒数第二行的while(1)语句，并可能疑惑不解。没错，主函数没有参数也没有返回值，倒数第二行的这句是一个死循环，程序永远也不会退出。这和计算机上的程序有很大的不同。下面简单的说明一下这样做的原因何在，更深入的原因，则需要读者看完原理篇后才能理解透彻。

在计算机中，我们开机时看到的启动界面是操作系统，如Windows、Linux等，我们编写的程序则是在操作系统的环境下运行的。程序执行时，相当于系统调用main函数，所以系统可以向main函数传递参数，也可以获取main函数执行结束时的返回值，程序执行结束后，会重新回到操作系统环境下。而在这里，我们写的程序是直接运行在单片机上的，不依赖操作系统。我们程序中的main函数不会被操作系统调用，因此通常它不需要参数，也不需要返回值。事实上，main函数有些情况下是被启动代码调用的，而启动代码是汇编语言写的，还记得上一篇中提到的启动代码么？

主函数的特点：死循环，不会执行结束

在计算机中，我们写的程序执行结束会回到操作系统环境下。而在单片机中，一旦单片机上电复位，就会执行我们写的main函数，直到断电。而如果main函数执行结束，将发生不可预知的结果。

实际实验时，STC单片机会复位并重新开始执行程序，或许只是个巧合，因为官方的芯片手册中并没有明确说明这一点。本着严谨的科学态度，我们不利用这种未经官方确认的特点来开发我们的程序。程序的可靠性是非常重要的，这一点要引起重视。

试想如果你用单片机开发的是医疗相关的产品，或者是控制一些大型机器等，一旦发生意外，后果难以想象。即使你开发的是普通的产品，如果总是出现奇怪的故障，也足以让用户抓狂。因此这一点要引起读者注意。所以，单片机的程序是不应该执行结束的，因此最后必然是一个死循环，这样才能保证单片机系统的可靠性。

总结

于是我们总结出通常情况下51单片机程序的几个特点：

1、包含REG52.H，该文件中定义了P0-P3接口等信息(sfr型和sbit型)。

2、单片机主函数没有参数，没有返回值（当然写成int型也不会报错，但是没必要）。

3、单片机主函数末尾会有个死循环，不会退出。

=======================================================

《单片机小白学步》系列教程（原名《单片机入门指南》）介绍

本系列教程从最基本的入门知识开始，逐步深入介绍单片机系统设计，内容包括：
1、入门篇：单片机等基本概念、各种电子设计基本知识
2、思想篇：单片机/计算机系统设计的工程思想
3、学习篇：单片机学习过程、方法和技巧，以51单片机为例介绍，并推广到其他单片机
4、应用篇：遵循规范的工程方法，设计单片机系统实例（计划设计的系统有：计算器、电子表、密码锁、简易手机，具体看有没有时间再确定）
5、原理篇：从模拟电路、数字电路开始，逐步深入介绍单片机/计算机系统原理，并自行设计简易的CPU（由于个人水平有限，这部分没有把握写好，具体内容视情况而定）

教程特点

1、技术知识点全面，从入门到精通

包含了各种基本知识，尤其是对单片机基本概念的介绍、为什么要用单片机等，在很多同类书籍教程中都被忽略了。同时也包含了一些深入的知识，包括原理篇考虑对单片机的基本原理进行介绍，有助于深入理解单片机。

本系列教程以51单片机为例进行介绍。通过51介绍完单片机的基本知识，我会再把430进行简要介绍，尤其是对比两者之间的优缺点，让大家很快感受到430的巨大优势，而学习51正好为快速了解430打下了坚实的基础。

2、除了单片机知识，还有思想、方法、技巧的介绍

本系列教程中，介绍单片机各种模块编程知识的主要是学习篇，而学习篇只是整个教程的一部分。在学习篇中我会贯穿各种方法技巧，如何理解一些模块功能，怎么看时序图，严格遵守工程思想进行编程，程序发生了错误怎么调试等等。而在思想篇中会总体介绍很多重要的思想，为后面的学习做好准备工作。

3、知识先后顺序的设计

单片机学习过程中，涉及大量的知识，而且很多知识之间相互依赖，关联很强。

本系列教程对知识的先后顺序进行比较明确的规划，尽最大可能符合人的认知过程。但是实际规划时发现，无论怎么调整知识的顺序，总有一些知识之间相互依赖，关系复杂。例如开始讲IO口的时候肯定会提到寄存器，而寄存器这个词的理解，需要深厚的背景知识。但是这些背景知识在没有进行实践的时候也很难理解。

初学者常常就会在这样的地方感觉疑惑不解，不知所措。而每次遇到类似这样的知识，我会向初学者指出，应该如何对待。这个知识是应该自己去学习补充，还是等到学完原理篇再做理解，而现在又应该怎么去看待这个名词。

另外，在整个教程的学习前，需要掌握一定的C语言等基础知识，具体可参考教程第〇篇《序》中的相关说明
http://www.hainter.com/mcu-primer-0

4、语言通俗易懂

本系列教程力求语言通俗易懂，而不会用一堆新手不懂的词语去解释另一个不懂的词语。但是受限于个人语言表达能力，可能有些地方表述的比较繁琐，或者不清楚，希望大家能够帮忙指出。

其他问题

如果觉得我写的对你有帮助，欢迎多多反馈，包括写的不正确、不合理、不太明白都可以指出来，这样方便我对其进行完善。

更多可参见：《如何以学习单片机为契机，逐步成为优秀的工程师》
http://www.hainter.com/mcu-engineer

本系列教程首发于我的个人主页，欢迎访问（由于是国外服务器，速度稍微有点慢）：
http://www.hainter.com/category/hacker/mcu-primer

同时会将其转发到CSDN、电子发烧友等站点，欢迎关注。
CSDN专栏网址 http://blog.csdn.net/column/details/mcu-introduction.html
电子发烧友论坛 http://bbs.elecfans.com/zhuti_mcu_1.html

本文首发自我的个人主页，转载请注明来源：http://www.hainter.com/mcu-primer-14