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)

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。

 1 #include<reg52.h>2 sbit p1_1=P1^0;3 unsigned int a;4 void main()5 {6     a=50000;7     p1_1=0;8     while(a--);9     a=50000;
10     p1_1=1;
11     while(a--);
12 }

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

 1 #include<reg52.h>2 sbit p1_1=P1^0;3 unsigned int a;4 void main()5 {6     while(1)7     {8         a=50000;9         p1_1=0;
10         while(a--);
11         a=50000;
12         p1_1=1;
13         while(a--);
14     }
15 }

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。

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。

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

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。

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

 1 #include<reg51.h>2 #define uint unsigned int//宏定义3 #define uchar unsigned char4 5 void delay();//声明函数6 sbit D1=P1^0;7 void main()8 {9     while(1)
10     {
11         D1=0;
12         delay();
13         D1=1;
14         delay();
15     }
16 }
17
18 void delay()//定义函数，大约是500ms的延时，
19 {
20     uint x,y;
21     for(x=100;x>0;x--)
22     {
23         for(y=600;y>0;y--)
24         {
25
26         }
27     }
28 }

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

1 void delay(uint n)
2 {
3     uint x,y;
4     for(x=n;x>0;x--)
5     {
6         for(y=600;y>0;y--);
7     }
8 }

其它自己看懂，不再赘述了

带参数的子函数

 1 #include<reg51.h>2 #define uint unsigned int3 #define uchar unsigned char4 5 void delay(uint n);6 //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。7 sbit D1=P1^0;8 void main()9 {
10     while(1)
11     {
12         D1=0;
13         delay(100);
14         D1=1;
15         delay(100);
16     }
17 }
18
19 void delay(uint n)
20 {
21     uint x,y;
22     for(x=n;x>0;x--)
23     {
24         for(y=600;y>0;y--)
25         {
26
27         }
28     }
29 }

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。

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

 1 #include<reg51.h>2 #define uint unsigned int3 #define uchar unsigned char4     5 void Delay1ms();6 void delay(uint n);7 sbit D1=P1^0;8 void main()9 {
10     while(1)
11     {
12         D1=0;
13         delay(200);
14         D1=1;
15         delay(200);
16     }
17 }
18
19 void delay(uint n)
20 {
21     while(n--)
22     {
23         Delay1ms();
24     }
25 }
26 void Delay1ms()        //@12.000MHz
27 {
28     unsigned char i, j;
29
30     i = 2;
31     j = 239;
32     do
33     {
34         while (--j);
35     } while (--i);
36 }

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

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。

 1 #include<reg51.h>2 #include<intrins.h>3 4 #define uint unsigned int5 #define uchar unsigned char6 7 uchar temp;//为什么用uchar而不用uint？8 9 void Delay1ms();
10 void delay(uint n);
11
12 void main()
13 {
14     temp=0xfe;
15     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
16     while(1)//先让P1=0xfe(1111 1110)
17     {
18         delay(300);//延时300ms
19         temp=_crol_(temp,1);//改变temp的值
20         P1=temp;//改变P1的值
21     }
22 }
23
24 void delay(uint n)
25 {
26     while(n--)
27     {
28         Delay1ms();
29     }
30 }
31 void Delay1ms()        //@12.000MHz
32 {
33     unsigned char i, j;
34
35     i = 2;
36     j = 239;
37     do
38     {
39         while (--j);
40     } while (--i);
41 }

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

 1 void main()2 {3     P1=0xfe;4     while(1)//先让P1=0xfe(1111 1110)5     {6         delay(300);//延时300ms7         P1=_crol_(temp,1);//改变P1的值8 9     }
10 }

main可以直接改成这样

课后作业

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。

 1 #include<reg51.h>2 3 sbit beep=P2^3;4 5 void main()6 {7 8     while(1)9     {
10             beep=0;
11     }
12 }

这样就响了

接下里是响、停循环进行

 1 #include<reg51.h>2 3 #define uint unsigned int4 #define uchar unsigned char5 6 sbit beep=P2^3;7 8 void Delay1ms();9 void delay(uint n);
10
11 void main()
12 {
13
14     while(1)
15     {
16             beep=0;
17             delay(300);
18             beep=1;
19             delay(300);
20     }
21 }
22
23 void delay(uint n)
24 {
25     while(n--)
26     {
27         Delay1ms();
28     }
29 }
30 void Delay1ms()        //@12.000MHz
31 {
32     unsigned char i, j;
33
34     i = 2;
35     j = 239;
36     do
37     {
38         while (--j);
39     } while (--i);
40 }

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。

 1 #include<reg51.h>2 3 #define uint unsigned int4 #define uchar unsigned char5 6 sbit beep=P2^3;7 8 void Delay1ms();9 void delay(uint n);
10
11 void main()
12 {
13
14     while(1)
15     {
16             beep=~beep;
17             delay(300);
18     }
19 }
20
21 void delay(uint n)
22 {
23     while(n--)
24     {
25         Delay1ms();
26     }
27 }
28 void Delay1ms()        //@12.000MHz
29 {
30     unsigned char i, j;
31
32     i = 2;
33     j = 239;
34     do
35     {
36         while (--j);
37     } while (--i);
38 }

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