單片機(jī)第8章單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

1、第8章 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 8.1 C語言與MCS-518.3 C51數(shù)據(jù)類型及在MCS-51中的存儲(chǔ)方式8.4 MCS-51內(nèi)部資源使用的C語言編程8.5 MCS-51片外擴(kuò)展的C語言編程8.1 C語言與語言與MCS51 C C語言編寫單片機(jī)應(yīng)用程序特點(diǎn)：語言編寫單片機(jī)應(yīng)用程序特點(diǎn)：1 1）只需初步了解單片機(jī)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部資源；）只需初步了解單片機(jī)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部資源；2 2）C C語言能管理內(nèi)部寄存器分配、不同存儲(chǔ)器尋址和數(shù)據(jù)類型等語言能管理內(nèi)部寄存器分配、不同存儲(chǔ)器尋址和數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)問題；在小程序中代碼量大，在較大程序中效率高；細(xì)節(jié)問題；在小程序中代碼量大，在較大程序中效率高；2

2、 2）定義的數(shù)據(jù)類型和變量、語法規(guī)定、程序結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計(jì)方）定義的數(shù)據(jù)類型和變量、語法規(guī)定、程序結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計(jì)方法都與標(biāo)準(zhǔn)的法都與標(biāo)準(zhǔn)的C C語言程序設(shè)計(jì)相同，具有語言程序設(shè)計(jì)相同，具有C C語言程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。語言程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 用用C C語言編寫應(yīng)用程序步驟：語言編寫應(yīng)用程序步驟：編輯源程序，編譯生成單片機(jī)可執(zhí)行的代碼，調(diào)試，寫入單片機(jī)。 MCS51MCS51系列單片機(jī)的系列單片機(jī)的C C語言編譯器語言編譯器：主要有KEIL C51編譯器、Franklin C51編譯器。8.3 C51數(shù)據(jù)類型及在數(shù)據(jù)類型及在MCS-51中的存儲(chǔ)方式中的存儲(chǔ)方式8.3.1 C51的數(shù)據(jù)類型C51編譯器支持

3、C語言所有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型：char,unsigned char,int, unsigned int,long, unsigned long,float等。加入了專門訪問8051單片機(jī)硬件的數(shù)據(jù)類型： bit：聲明位變量，其值為1或0； sbit:聲明可尋址的位變量或SFR中的某個(gè)位變量，其值為1或0； sfr:聲明特殊功能寄存器，地址范圍0255 sfr16:聲明特殊功能寄存器，地址范圍065535如：如：sfr SCON=0 x98;/sfr SCON=0 x98;/聲明聲明SCONSCON為串口控制器，地址為串口控制器，地址98H98Hsfr P0=0 x80;sfr P0=0 x80;s

4、fr PSW=0 xD0;sfr PSW=0 xD0; sfrsfr之后的寄存器名必須大寫，定義之后可以直接對這些之后的寄存器名必須大寫，定義之后可以直接對這些寄存器賦值。如寄存器賦值。如P0=0X11;P0=0X11;sbit CY=PSW7;sbit CY=0 xD07;sbit CY=0 xD7; 右邊的表達(dá)式定義特殊位在寄存器中的位置，值必須在右邊的表達(dá)式定義特殊位在寄存器中的位置，值必須在07.8.3.2 C51變量的存儲(chǔ)類型變量的存儲(chǔ)類型C51C51每個(gè)變量可以使用下表所列的存儲(chǔ)器類型明確分配到指每個(gè)變量可以使用下表所列的存儲(chǔ)器類型明確分配到指定的存儲(chǔ)空間。定的存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)類型與

5、存儲(chǔ)空間的對應(yīng)關(guān)系 data 直接尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，訪問速度快(128字節(jié)) bdata 可位尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，允許位與字節(jié)混合訪問(16字節(jié)) idata 間接尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，可訪問片內(nèi)全部RAM地址空間(256字節(jié)) pdata 分頁尋址片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(256字節(jié))由MOV Ri訪問(i=0,1) xdata 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(64 KB)由MOVX DPTR訪問 code 程序存儲(chǔ)器64 KB空間，由MOVC DPTR訪問帶存儲(chǔ)類型的變量的定義舉例：unsigned char data var1;/聲明一個(gè)內(nèi)部直接尋址的無符號字節(jié)變量bit bdata flags；/在可位尋址片內(nèi)

6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)定義一個(gè)位變量char xdata var2；/在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)定義一個(gè)字符變量unsigned char code=“Welcome to Beijing”；/在程序存儲(chǔ)區(qū)定義字符串8.3.3 8.3.3 存儲(chǔ)模式存儲(chǔ)模式確定用于函數(shù)自變量、自動(dòng)變量和無明確存儲(chǔ)類型的變量的確定用于函數(shù)自變量、自動(dòng)變量和無明確存儲(chǔ)類型的變量的默認(rèn)存儲(chǔ)器類型默認(rèn)存儲(chǔ)器類型存儲(chǔ)模式說 明SMALL默認(rèn)的存儲(chǔ)類型是data，參數(shù)及局部變量放入可直接尋址片內(nèi)RAM的用戶區(qū)中(最大128字節(jié))。另外所有對象(包括堆棧)，都必須嵌入片內(nèi)RAM。存取速度快，盡量使用此模式。COMPACT默認(rèn)的存儲(chǔ)類型是pdata

7、，參數(shù)及局部變量放入分頁的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，通過R0或R1間接訪問，棧空間位于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中LARGE默認(rèn)的存儲(chǔ)類型是xdata，參數(shù)及局部變量直接放入片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，使用數(shù)據(jù)指針DPTR來進(jìn)行尋址。用此數(shù)據(jù)指針進(jìn)行訪問效率較低，尤其對兩個(gè)或多個(gè)字節(jié)的變量，這種數(shù)據(jù)類型的訪問機(jī)制直接影響代碼的長度 對于片外擴(kuò)展I/O口，則根據(jù)硬件譯碼地址，將其視作為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一個(gè)單元，使用#define語句進(jìn)行定義。例如#include #define PORTA XBYTE 0 xFFC0 absacc.h是C51中絕對地址訪問函數(shù)的頭文件，將PORTA定義為外部I/O口，地址為 FFC0H，長度為8

8、位。 Franklin C51編譯器提供 的MCS51常用的頭文件：reg51.h： MCS-51系列內(nèi)部特殊功能寄存器stdio.h：標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)的說明absacc.h：絕對地址訪問8.4 MCS-51內(nèi)部資源的內(nèi)部資源的C語言編程語言編程8.4 MCS-51內(nèi)部資源的內(nèi)部資源的C語言編程語言編程8.4.1 中斷應(yīng)用的中斷應(yīng)用的C語言編程語言編程 C51編譯器支持在C源程序中直接開發(fā)中斷程序。 中斷服務(wù)程序的函數(shù)定義的語法格式如下： 返回值 函數(shù)名(參數(shù)) interrupt m using n 中斷編號：m=0:外部中斷0m=1:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0m=2:外部中斷1m=3:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

9、1m=4:串行口中斷用于實(shí)現(xiàn)工作寄存器組的切換。n：是中斷服務(wù)子程序中選用的工作寄存器組號(0 3)。定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(T/C)應(yīng)用的應(yīng)用的C語言編程語言編程 例例 設(shè)單片機(jī)的設(shè)單片機(jī)的fosc=12 MHz晶振，要求在晶振，要求在P1.0腳上輸出周期腳上輸出周期為為2 ms的方波。的方波。 周期為2 ms的方波要求定時(shí)時(shí)間隔1 ms，每次時(shí)間到P1.0取反。 機(jī)器周期=12/fosc=1 s 需計(jì)數(shù)次數(shù)=1000/(12/fosc)=1000/1=1000 由于計(jì)數(shù)器是加1計(jì)數(shù)，為得到1000個(gè)計(jì)數(shù)之后的定時(shí)器溢出，必須給定時(shí)器置初值為-1000(即1000的補(bǔ)數(shù))。(1) 用定時(shí)

10、器用定時(shí)器0的方式的方式1編程，采用查詢方式，程序如下：編程，采用查詢方式，程序如下： # include sbit P1_0=P10 ； void main(void) TMOD=0 x01 ； /* 設(shè)置定時(shí)器設(shè)置定時(shí)器1為非門控制方式為非門控制方式1*/ TR0=1 ; /* 啟動(dòng)啟動(dòng) T/C0 */ for( ； ；) TH0= -(1000/256); /* 裝載計(jì)數(shù)器初值裝載計(jì)數(shù)器初值 */ TL0= -(1000%256) ； do while (!TF0) ；/* 查詢等待查詢等待TF0置位置位 */ P1_0=!P1_0；/* 定時(shí)時(shí)間到定時(shí)時(shí)間到P1.0反相反相 */ TF

11、0=0； /* 軟件清軟件清 TF0 */ /*Franklin C51編譯器提供定義特定MCS-51系列成員的寄存器頭文件。MCS-51頭文件為reg51.h*/(2) 用定時(shí)器用定時(shí)器0的方式的方式1編程，采用中斷方式。程序如下：編程，采用中斷方式。程序如下： # include sbit P1_0=P10 ； void time (void) interrupt 1 using 1 /* T/C0中斷服務(wù)程序入口 */ P1_0=!P1_0 ； /* P1.0取反 */ TH0= -(1000/256); / * 重新裝載計(jì)數(shù)初值 */ TL0= -(1000%256) ； void m

12、ain( void ) TMOD=0 x01 ； /* T/C0工作在定時(shí)器非門控制方式1 */ P1_0=0； TH0= -(1000/256 )； /* 預(yù)置計(jì)數(shù)初值 */ TL0= -(1000%256) ； EA=1 ； /* CPU中斷開放 */ ET0= 1 ； /* T/C0中斷開放 */ TR0=1 ； /* 啟動(dòng)T/C0開始定時(shí) */ do while(1) ；/* 等待中斷 */ 例例8.8 ADC0809與8031接口的數(shù)據(jù)采集程序舉例。圖8-22 8031與ADC0808/0809轉(zhuǎn)換器接口電路EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT

13、113T014T115P 1.01P 1.12P 1.23P 1.34P 1.45P 1.56P 1.67P 1.78P 0.039P 0.138P 0.237P 0.336P 0.435P 0.534P 0.633P 0.732P 2.021P 2.122P 2.223P 2.324P 2.425P 2.526P 2.627P 2.728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U18031AHD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719E1G11U2SN74LS373 GND13VCC11IN026D721D620IN

14、127D519D418IN228D38D215IN31D114D017IN42EOC7IN53A25IN64B24C23IN75ALE22VREF(-)16OE9START6VREF(+)12CLK10U3ADC0809 VR(+5V)A0A1A2 123U4A7402456U4B7402D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7VCCD0D1D2D3D4D5D6D712U5A74LS048.5 MCS-51片外擴(kuò)展的片外擴(kuò)展的C語言編程語言編程程序如下： # include # include # define uchar unsigned char # define

15、uint unsigned int / 設(shè)置設(shè)置AD0809的通道的通道7地址地址 # define ad_in7 XBYTE 0 x7fff / 設(shè)置設(shè)置AD0809的通道的通道7地址地址 # define res DBYTE 0 x7f # define NUM 8 /采樣次數(shù)采樣次數(shù)=8 bit ad_over ； / 即即EOC狀態(tài)狀態(tài) / 采樣中斷 void int0_service() interrupt 0 using 1 ad_over=1;void main(void) int i; uint sum; uchar data anum; ad_over=0;EX0=1;IT0

16、=1;EA=1;L1: i=0;sum=0; ad_in7=0; /啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 while (iNUM) ； if (ad_over) /等待轉(zhuǎn)換結(jié)束等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 ad_over=0; ai=ad_in7; sum=sum+ai; i=i+1; ad_in7=i; /啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 res=(uchar)sum/NUM; goto L1; 8.5.2 MCS-51輸出控制的輸出控制的C語言編程語言編程例例11 8031與DAC0832雙緩沖接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序舉例。圖4.10 DAC 0832的雙緩沖接口電路將data1和data2數(shù)據(jù)同時(shí)轉(zhuǎn)換為模擬量的C51程序如下：# i

17、nclude # include # define INPUTR1 XBYTE 0 x8fff # define INPUTR2 XBYTE 0 xa7ff# define DACR XBYTE 0 x2fff # define uchar unsigned char void dac2b (data1 ,data2 )uchar data1 , data2 ； INPUTR1 = data1 ； /* 送數(shù)據(jù)到一片0832 */ INPUTR2 = data2 ； /* 送數(shù)據(jù)到另一片0832 */ DACR= 0 ； /* 啟動(dòng)兩路D/A 同時(shí)轉(zhuǎn)換 * /例例12 8031與DAC0832

18、單緩沖區(qū)接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換舉例。圖4.11 DAC0832與8031 的單緩沖接口 按片選線確定FFFEH為DAC0832的端口地址。使運(yùn)行輸出端輸出一個(gè)鋸齒波電壓信號的C51程序如下：# include # include # define DA0832 XBYTE 0 xfffe # define uchar unsigned char # define uint unsigned int void stair (void ) uchar i ； while ( 1 ) for ( i=0 ； i=255 ； i=I+ ) /* 形成鋸齒波輸出值，最大值為255 */ DA0832 = i ；

19、 /* D/A轉(zhuǎn)換輸出 */ 8.5.3 頻率量測量的頻率量測量的C語言編程語言編程1. 計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)法 測量頻率法的最簡單的接口電路，可將頻率脈沖直接連接到MCS-51的T1端，將8031的T/C0用作定時(shí)器，T/C1用作計(jì)數(shù)器。在T/C0定時(shí)時(shí)間里，對頻率脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。T/C1的計(jì)數(shù)值便是單位定時(shí)時(shí)間里的脈沖個(gè)數(shù)。定時(shí)輸入脈沖 T圖4.13測量頻率中的脈沖丟失圖4.16 頻率與周期波 2. 測量周期法測量周期法圖4.22 8031與行列式鍵盤的接口 8.5.4 鍵盤和數(shù)碼顯示人機(jī)交互的鍵盤和數(shù)碼顯示人機(jī)交互的C語言編程語言編程行掃描輸行掃描輸出口出口P1.0 P1.3列回掃輸入口列回掃輸入口P1.4 P1.7掃描函數(shù)的返回值為鍵特征碼，若無鍵按下，返回值為0。程序如下：# include #