Autoleaders控制组——51单片机学习笔记（1）
51单片机
目录
51单片机
1.单片机基础
1-1.内部构成
1-2.51单片机
2.LED
2-1.点亮一个LED
2-2.LED闪烁
2-3.LED流水灯
2.独立按键控制LED
2-1 独立按键控制LED亮灭
2-2 按键的抖动
2-4独立按键控制LED状态
2-5独立按键控制LED展示二进制
3.数码管
3-1.静态数码管
假设数码管连接方式为 共阴极连接，如果上数码管显示 数字6 ？
3-2.动态数码管
1.单片机基础
1-1.内部构成
CPU、RAM、ROM、定时器、中断系统、通讯接口等
相当于袖珍版计算机，一个芯片能构成完整的计算机系统
1-2.51单片机
公司：STC公司
位数：8位
RAM：512字节 第二天丢失 相当于电脑内存条
ROM：8k（Flash） 长期储存 相当于电脑硬盘
ROM是read only memory；RAM是random access memory;
工作频率：12MHz
2.LED
LED：
中；发光二极管
英：Light Emitting Diode
图像如下：
2-1.点亮一个LED
2-1-1.电阻
电阻表示方式：
102 = 1K => 10 00
473 => 47*10^3
电阻作用：
限流
2-1-2.点亮方式
原理：
改变每个二极管输出的高低电频
（高电频亮，低不亮）
方式；
通过CPU控制寄存器来控制硬件电路，由此控制电频
2-1-3.程序
注意：在C语言中不能直接输入二进制，必须进制转换——二转十六
例：
想让第一个灯亮的话，寄存器对应的是
1111 1110 转16进制就是 0xFE
void main()
{
P2=0xFE;
}
但编译不会成功，因为缺少头文件。
注：当延时函数中出现 nop() 时；
函数头加上 #include
所以：
#include
void main()
{
P2=0xFE;
}
这时编译就成功了！
eg：在用STC-ISP时，需要在编译后下载一个hex file
随后在STC-ISP上下载编程就可以啦
（注意：需要重新启动单片机LED才会亮）
2-2.LED闪烁
因为需要LED闪烁，我们只需让程序进入一个亮灭的循环——while循环就行了。
#include
void main()
{
while(1)
{
P2 = 0xFE;
P2 = 0xFF;
}
}
其余方法见“点亮一个LED”。
但是你执行完之后发现灯一直在亮，一看程序又没什么问题。
那么，问题出在哪里呢？
答案是单片机的速度问题。其实单片机上的LED灯在闪，但是由于速度太快，肉眼无法观测到。
由此可知，我们需要每执行完一行后延时500ms，这个可以在STC-ISP内执行。
执行方式：
在STC-ISP中找到软件延时计算器，然后选择需要延迟的时间（注意：需要根据自己单片机的型号和频率更改所涉频率以及指令集）。设定完后会出现一段代码，将这段代码复制至刚刚所写的程序中即可。
到这儿就结束了吗？显然没有。复制完代码段后，还要写一个它所属的头文件，这样才能进行编译，到这里程序才完全结束。
2-3.LED流水灯
普通方案，复制粘贴，在上述LED闪烁的while循环中设置八个灯依次闪烁的程序，内容如下。
#include
#include
void Delay500ms() //@12.000MHz
{
unsigned char i, j, k;
_nop_();
i = 4;
j = 205;
k = 187;
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();
}
}
但这种方案仍有弊端——每次只能设置一次闪烁的时间间隔。但如果我们给一个函数，只需要在程序中给一个参数就可以修改间隔时间，那将会更加简便。
我们还是将延时函数复制下来，区别是，我们需要设置一个变量,例如：
void Delay1ms(unsigned int xms)
这时我们就有一个可以定义时间的参数。
下一步时修改程序，我们应该设置一个循环，没换一次时间它都能执行：
unsigned char i, j;
while(xms)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
xms--;
}
随后函数写入使用即可。
2.独立按键控制LED
2-1 独立按键控制LED亮灭
单片机的按键可以改变电频，不按下是高电频，按下后是低电频。按键的按下与松开由寄存器来识别
#include
void main()
{
while(1)
{
if(P3_1==0)
{
P2_0=0;
}
else
{
P2_0=1;
}
}
}
C51数据运算
0001 1110>>1 -> 0000 1111
0011 1100<<1 -> 0111 1000
按位异与（或）：
0001 1000 & 0010 1010 -> 0000 1000
0001 1000 | 0010 1010 -> 0011 1010
按位异或：
0001 1000 ^ 0010 1010 -> 0011 0010(一样是0，不一样是1)
按位取反：
~0001 1000 -> 1110 0111
2-2 按键的抖动
按键按下时会有抖动，大概在10-15ms，为了规避这个对按键按下的影响，所以定义了一个Delay函数，并对其进行调用。
Delay(20);
while(P3_1==0);
Delay(20);
按键消抖一般分为4步：
1、判断按键是否按下
2、消抖
3、再次判断按键是否按下
4、等待按键松开
### 2-3独立按键控制LED二进制显示
```c
#include
#include
void Delay(unsigned int xms) //@12.000MHz
{
unsigned char i, j;
while(xms){
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
xms--;
}
}
void main(){
unsigned char LEDnum=0; //引入变量
while(1){
if(P3_1==0){
Delay(20); //通过delay去抖
while(P3_1==0); //while作用：
//按键启动if循环，松手走出while循环，运行下一步代码
Delay(20);
LEDnum++; //16进制0,1,2,3,4
P2=~LEDnum; //取反
}
}
2-4独立按键控制LED状态
#include
void Delay(unsigned int xms) //@12.000MHz
{
while(xms)
{
unsigned char i, j;
i = 2;
j = 239;
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;
}
}
}
此程序表现为按一次亮，再按一次灭。（运用按位取反来实现）
2-5独立按键控制LED展示二进制
#include
#include
void Delay(unsigned int xms) //@12.000MHz
{
unsigned char i, j;
while(xms){
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
xms--;
}
}
void main(){
unsigned char LEDnum=0;
while(1){
if(P3_1==0){
Delay(20);
while(P3_1==0);
Delay(20);
if(LEDnum>=8){
LEDnum=0;
}
//LEDnum=1 0000 0001---0000 0010 取反1111 1101
P2=~(0x01< 此处主要运用移位运算方式。
3.数码管
3-1.静态数码管
3-1-1.一位数码管
上图为 一位数码管，数码管有两种连接方式（对应 右边上下两幅图）；
右上图的原理图，8个LED的阴极都连在一个引脚上，称为共阴极连接；
右下图的原理图，8个LED的阳极都连在一个引脚上，称为共阳极连接；
左下角的 左边图片 ，定义了8个LED的名称；
左下角的 右边图片 ，定义了引脚的名称，与右图的引脚名称一一对应
假设数码管连接方式为 共阳极连接，观察可以发现，数码管中的 LED 的引脚引出，使用的是就近原则；
假设数码管连接方式为 共阴极连接，如果上数码管显示 数字6 ？
要让数码管显示 数字6，让要 LED-A、C、D、E、F、G亮起；
共阴极的公共端 要接地（给数据‘0’，或者是低电平）;
阳极（称为位选端）根据LED的亮灭需求给 数据0或1（1亮、0灭） ，称为 段码（阳码） (1011 1110 即为段码)；
如果 共阳极连接，共阳极端 要接到 VCC（高电平），阴极给 数据0或1 （1灭，0亮），称为 段码（阴码），和共阴极正好是相反关系；
共阳极连接→共阳极端接VCC并选中→阴极（位选端）传递（阴码）段码（1亮、0灭）→数码管显示共阴极连接→共阴极端接GND并选中→阳极（位选端）传递（阳码）段码（1灭、0亮）→数码管显示
3-1-2.四位一体数码管
开发板上即为 四位一体的数码管，且有两个，正好组成了 八位数码管；
2.四位数码管，（每位的公共端 单独引出来，位选端全部连在一起（所有A段连在一起、所有B段连在一起……），总共有12个引脚；
代码：让数码管第三位显示6
#include
void main()
{
P2_4=1;
P2_3=0;
P2_2=1;
P0=0x7D;
while(1)
{
}
}
3-2.动态数码管
发现这样一个现象，数码管无法在同一时间显示多个数字，其在同一时刻下只能有一个显示，
只有一个数码管能被点亮，即使有多个被选中的数码管，显示的数字也是相同的；
那么如何让数码管多位显示不同数字（动态数码管显示）？
利用人眼视觉的暂留 和 数码管显示的余辉 的原理
先让第一位数码管显示1，然后很快地让第二位数码管显示2，再很快地让第三位数码管显示3，
让它不断地扫描，重复显示1、2、3的过程，这样三个数字就“同时”显示了；
如图，数码管连接方式为 共阴极连接，这样传输数据，就能让第三位显示 数字1 了；
而上面的 LED1 ~ 8，其实接在了138译码器的输出端，138译码器正好可以实现让LED1 ~ 8输出 0或1.