51單片機學習筆記（郭天祥版）（2）——第一課作業、流水燈、蜂鳴器

免費樣片申請（暫時無用，不說了，很簡單）

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作業講解

1-5點亮燈過簡單，不說了

6：嘗試讓第一個發光管閃爍

閃爍，就是亮，滅，再亮，再滅這樣一個循環的過程，就是寫程序控制某一個IO口先輸出低電平，再輸出高電平，再輸出低電平，如此循環，沒變化一個狀態要持續一個時間（即為延時）。簡單的延時就用一個while或者for循環就可以。

 

#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--);
}

 

定義一個unsigned int（無符號整型）類型的變量a，其范圍為0-65535，若超出這個值，就會取余，例如70000，那么就會取70000-65535后的值。

這里選中這兩個，這樣如果一直插着單片機，然后更改代碼並編譯的話，會自動下載進單片機。

你可能會按照上面的方法，但這樣是不對的，不標准。因為正常執行c語言代碼時，從進入main函數開始，執行完main內部的代碼就結束了，但這里卻又重新再執行了，因為單片機會一直重復執行main函數，但有時會出錯。

正確的寫法

#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函數內部再寫一個while(1)，將需要循環執行的代碼放入while(1)的花括號內，這樣單片機就會一直循環while(1)內部的內容而不出錯了。

 

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要學會軟件調試

 

點擊這個放大鏡一樣的東西就是打開調試了，調試前要先編譯。再次點擊就關閉。

 

黃色箭頭指着的就是下一條要執行的語句

 

這個是復位，點擊后讓調試重頭開始。

全速執行。

停止全速執行，只有在開啟全速執行后它才會變成紅色，才能使用。

進入函數內部。

執行下一調語句。

 

點擊Peripheral（硬件）

Interrupt：中斷

I/O-Ports：IO口

Serial：串行端口

Timer：定時器

這里選擇我們現在用到的IO口的P1口Port 1

可以看到P1上電后為oxFF，即上電后所有IO口為高電平（IO口上電后為1，其余寄存器上電后為0，上電后會自動復位，所以這里軟件的復位就可以當做上電），對應的后面8位都打了√，如果√沒了，對應的一位就變成了0。操作單片機就是對內部的寄存器（P1）進行操作。

點擊View，選上call stack window

 

 

看到，執行過的語句變成綠色，沒執行的是灰色，這里while（a--）要想執行完需要單步執行（即一次執行一句）50000次，要點50000次，很慢，所以我們可以設置斷點。

斷點就是前面出現了紅色，有的版本是紅色的圓，設置斷點的方法就是在需要的語句前方灰色處用鼠標單擊。

現在我們說一下上面的全速執行，全速執行就是一直執行，而且執行的很快，不需要你一下一下的點，但是你不知道執行到哪里了，所以我們要用到斷點，這里我們不想點擊50000次，所以我們在while（a--）后面那條語句設置斷點，再開啟全速執行，那么程序就會全速執行到斷點的位置然后停止，不會執行斷點那條語句。

這里執行完全速后，a變為了65535（也是滿，unsigned int類型的最大值，滿和空是一個概念），意思是減空了，從原本的50000，減到0后再減一次就是65535了。

 

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 硬件調試（在線調試）（仿真芯片）     你沒買，先不用看

仿真芯片有利於你領悟程序具體是怎么執行的

點開設置

點到debug這一欄。

 

原本是use Simulator，現在我們點擊右邊的Use，選擇keil Monitor-51 Driver，再點擊Settings設置

選擇com口，下載程序用的com幾，這里就選com幾，然后點擊ok。

之后這里全部打鈎，再確定。

仿真時必須先接通電源

然后點擊debug調試

下方會顯示連接到了（Connected to Monitor-51）

然后就按剛才方法調試即可，不同的是這里調試時，單片機也會跟着一步一步走。

這種調試你可以知道每一條指令什么時候執行，每一種變量如何變化的。

結束調制時先按下單片機上的復位按鈕，再點debug結束

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接下來學習如何設置比較准確的延時時間

首先，要知道，實驗板的晶振頻率是11.0592MHz，計算機單片機的運行速度是由其決定的

下面的內容只需要知道一個機器周期是12個時鍾周期，一個時鍾周期是震盪源的周期。

 

 在調節時間的時候，需要把keil中的晶振頻率改為和單片機的晶振頻率相同

下面打開調試狀態

會看到當程序運行到這里時是0.00042209s，先運行到燈亮

0.00042752s，然后我們運行到它滅之前看看中間有多少時間，這就是我們要的延時時間，這里要設置斷點，不然while(a--)我們要手動50000次....

時間變為了0.48893555s，離500ms近了，我們微調下，把a變為51000再運行到這里就差不多了。下面的也改。

 

下面我們看看如果不設置11.0592MHz晶振頻率，用默認的24MHz會怎么樣

頻率24大約是11的2倍，那么時間也差不多是1/2。

但是這里只是模擬，對單片機沒有影響，單片機還是用它本身的11.0592來計算的，不過這樣你就算不准了。

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接下來學習子函數（以后寫程序都是寫在函數里，然后main全是調用）

首先介紹一下宏定義define，就相當於起一個新的名字，用法#define new_name old_name

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

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

void delay()//定義函數，大約是500ms的延時，
{
    uint x,y;
    for(x=100;x>0;x--)
    {
        for(y=600;y>0;y--)
        {
            
        }
    }
}

這里for循環還有上面出現的while循環，當沒有內部語句時，可以省略{}，直接寫分號

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，不再贅述了

 

帶參數的子函數

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

void delay(uint n);
//void delay(uint );這里聲明也可以寫成這樣（不寫n），但建議寫上面那種，方便，上面那種只需要在函數定義那里復制過來就可以了，不會出錯。
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--)
        {
            
        }
    }
}

函數定義和函數聲明的參數叫做形參（形式參數），函數調用時給的數值是實參（實際參數），因為函數定義時函數是不執行的，而只有調用時，函數才執行，其中的參數會使用你傳的參數，也就是實參。

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接下來我們用stc-isp來生成延時函數

打開后點擊紅框內的三角箭頭，找到軟件延時計算器

 

先選擇晶振頻率，再設置延時的時間，再選擇指令集STC-Y1，然后生成c代碼，最后復制就可以了

 

#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);
}

定義一個延時1ms的函數，然后再定義一個帶參數的函數，調用延時1ms的函數n次，就產生了延時n ms的函數了

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接下來是流水燈

 

找到C51文件夾中Hlp文件夾下的c51幫助文檔，在Reference里能看到庫函數，都是寫好的可以直接調用的函數

這里我們要用到_crol_

點開后可以看到介紹和例子，需要用到頭文件intrins.h，將變量c循環左移b位，返回移動后的結果。a=0xA5（1010 0101），循環左移一位變成（0100 1011），循環左移第二位（1001 0110），循環左移第三位（0010 1101）即0x2D，循環左移一次就是整體左移一次，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;//為什么用uchar而不用uint？

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

void main()
{
    temp=0xfe;
    P1=temp;//因為uchar有8位，而uint有16位，每組IO口也是8位，所以如果我們要用uchar
    while(1)//先讓P1=0xfe（1111 1110）
    {
        delay(300);//延時300ms
        temp=_crol_(temp,1);//改變temp的值
        P1=temp;//改變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);
}

其實temp這里多余，只是想讓你知道定義變量要注意的地方，比如為什么不用unsigned int而用unsigned char

void main()
{
    P1=0xfe;
    while(1)//先讓P1=0xfe（1111 1110）
    {
        delay(300);//延時300ms
        P1=_crol_(temp,1);//改變P1的值

    }
}

main可以直接改成這樣

 

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課后作業

 

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補充一下蜂鳴器

蜂鳴器原理圖

   

（我的板子是第二種）（繼電器也挺重要，但暫時不說了）

FM就是P2^3口，然后接一個電阻，這里用了一個三極管，用了它的開關作用（它還有放大作用），（蜂鳴器內阻很小（忽略）），當給P2^3低電平時，ce就導通了，就有從VCC流經蜂鳴器然后經過ce的電流。

因此蜂鳴器的使用也很簡單，0就響，1就停止。

#include<reg51.h>

sbit beep=P2^3;

void main()
{

    while(1)
    {
            beep=0;
    }
}

這樣就響了

接下里是響、停循環進行

#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);
}

這里在提一下前面說到的~（取反），原本是0，取反就是1，原本是1，取反就是0，用這個會很簡單。

#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);
}