MCU-Study

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jrl Lv3
  2023-07-15 21:33:22 2023-07-15 21:33:22 Created   2023-10-03 15:45:47 2023-10-03 15:45:47 Updated      6.7k Words  28 Mins  

Contents

[TOC]

Part1–初识MCU

一、Preparation

1. Two applications

Keil5（编写程序）

(1)从官网下载Keil5

(2)从License Magement中复制你的CID并将其输入keygen中激活

注意，以管理员身份运行程序，否则权限不够。 AND 在打开Keygen或者下载前，关闭防火墙，否则有一定概率误杀

(3)点击Generate，完成激活

Stc-isp（下载程序）

这个自行搜索下载

在成功下载之后，一般来说无法直接读取或识别外接的C51，这个时候需要安装相应的driver：

这时候如果在任务管理器中能够能看到USB-SERIAL，说明驱动安装成功，C51已被读取。

x def phase5(n1, c1, n2, c2, n3, c3):    r = CRT([c1, c2, c3], [n1, n2, n3])    m = int(r)^(1/3)    print(hex(m)[2:])    n1 = 78642188663937191491235684351005990853149481644703243255021321296087539054265733392095095639539412823093600710316645130404423641473150336492175402885270861906530337207734106926328737198871118125840680572148601743121884788919989184318198417654263598170932154428514561079675550090698019678767738203477097731989c1 = 23419685303892339080979695469481275906709035609088426118328601771163101123641599051556995351678670765521269546319724616458499631461037359417701720430452076029312714313804716888119910334476982840024696320503747736428099717113471541651211596481005191146454458591558743268791485623924245960696651150688621664860n2 = 98174485544103863705821086588292917749386955237408645745685476234349659452606822650329076955303471252833860010724515777826660887118742978051231030080666542833950748806944312437614585352818344599399156268450521239843157288915059003487783576003027303399985723834248634230998110618288843582573006048070816520647c2 = 72080679612442543693944655041130370753964497034378634203383617624269927191363529233872659451561571441107920350406295389613006330637565645758727103723546610079332161151567096389071050158035757745766399510575237344950873632114050632573903701015749830874081198250578516967517980592506626547273178363503100507676n3 = 91638855323231795590642755267985988356764327384001022396221901964430032527111968159623063760057482761918901490239790230176524505469897183382928646349163030620342744192731246392941227433195249399795012672172947919435254998997253131826888070173526892674308708289629739522194864912899817994807268945141349669311c3 = 22149989692509889061584875630258740744292355239822482581889060656197919681655781672277545701325284646570773490123892626601106871432216449814891757715588851851459306683123591338089745675044763551335899599807235257516935037356212345033087798267959242561085752109746935300735969972249665700075907145744305255616​phase5(n1,c1,n2,c2,n3,c3)# 464c41477b325e3872736138633566336366663462633039353334396665633635666332323633653837387dpython

二、About MCU

1. Brief introduction

单片机，英文Micro ControIIer Unit ， 简称MCU

  1. 内部集成了CPU 、RAM 、ROM 、定时器、中断系统、通讯接口等一系列电脑的常用硬件功能
  2. 单片机的任务是信息采集（ 依靠传感器） 、处理（ 依靠CPU) 和硬件设备（ 例如电机， LED 等） 的控制
  3. 单片机跟计算机相比， 单片机算是一个袖珍版计算机， 一个芯片就能构成完整的计算机系统。但在性能上， 与计算机相差甚远， 但单片机成本低、体积小、结构简单， 在生活和工业控制领域大有所用。同时， 学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择

51单片机：指80年代Intel开发的8051内核的单片机的统称。

*类比电脑内存条*：RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）是计算机中的一种主要存储设备，用于临时存储和快速访问数据。它是计算机的一个重要组成部分，用于存储正在执行的程序和数据。

RAM与计算机的硬盘驱动器（或固态驱动器）不同，后者用于长期存储数据，而RAM是一种易失性存储器，意味着其存储的数据在断电或重新启动后会被清除。这是因为RAM是基于电子器件和电路构建的，需要持续的电源供应来保持存储的数据。

RAM被分为主存储器（Main Memory）和高速缓存（Cache Memory）。主存储器是计算机直接访问的存储区域，用于存储正在运行的程序和数据。它的存取速度比硬盘驱动器等次要存储设备要快得多。高速缓存是位于CPU内部的一种更快速的存储器，用于临时存储处理器频繁访问的数据，以提高计算机的性能。

RAM的容量通常以兆字节（MB）或千兆字节（GB）进行衡量。较大容量的RAM可以容纳更多的程序和数据，从而提供更好的性能和多任务处理能力。计算机的RAM容量可以根据需要进行扩展或升级。

总之，RAM是一种临时存储设备，用于存储正在执行的程序和数据，提供计算机的实时访问能力。它在计算机的性能和多任务处理方面起着重要的作用。

*类比电脑硬盘*：ROM（Read-Only Memory）是一种计算机芯片或存储设备中的一种存储器类型。与随机访问存储器（RAM）相比，ROM在断电后能够保持其存储的数据不变，因此也被称为非易失性存储器。ROM的数据一般是由制造厂商在生产过程中预先写入的，并且用户无法对其进行修改。这意味着ROM中存储的内容是只读的，无法被擦除或重写。

ROM有多种不同类型，包括：

  1. PROM（Programmable Read-Only Memory，可编程只读存储器）：这种ROM允许用户在一次性编程之前将数据写入其中。一旦编程完成，数据将永久固化在芯片中，不可更改。
  2. EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦除可编程只读存储器）：这种ROM允许用户通过使用特定设备将其数据擦除，然后再次编程。擦除通常通过使用紫外线光线或电子擦除器来进行。
  3. EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦除可编程只读存储器）：EEPROM与EPROM类似，但是擦除操作可以通过电源供电而不需要其他特殊设备。EEPROM的擦除和编程可以在特定的操作条件下进行。

ROM的应用非常广泛，它被用于存储启动引导程序、固件、芯片内的固定数据以及其他一些需要在断电后保持不变的数据。有些游戏机、手机和电脑主板中也使用ROM存储固件或操作系统。总之，ROM在计算机和电子设备中起到了重要的作用，并且因其稳定性和数据不易丢失的特点而受到广泛使用。

2. Application field

单片机的使用领域已十分广泛， 如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机， 就能起到使
产品升级换代的功效， 常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。

3. Naming rules

4. Structure

单片机内部结构图：

单片机管脚图：

例如 Vcc代表 + 极，Gnd代表 - 极

单片机的最小系统：

电容——过滤因为电源不稳定产生的电磁波

复位电路（中间的）——复位电路通常用来清除存储器中的数据、关闭所有开关和重置相关的逻辑电路。它可以在系统启动时，或在错误发生时，通过将相关电路重新初始化，确保系统处于可控状态。

晶振（左下角）——用于时钟电路和振荡电路中，以稳定电子设备的工作频率。晶振的主要原理是利用压电效应，在晶体振荡器中产生稳定的振荡信号。推动程序往下进行的关键。

Part2–编写MCU

一、Light up LED

LED，全称为Light Emitting Diode（发光二极管），是一种固体电子器件，可以将电能直接转化为光能。相对于传统的光源，如白炽灯和荧光灯，LED具有更高的能效、更长的使用寿命和更大的可靠性。

LED的工作原理是基于半导体材料的特性。当电流通过LED时，电子和空穴在半导体材料中重新组合，产生能量释放，从而产生可见光。不同半导体材料的能带结构决定了LED发出的光的颜色。

LED具有许多优点。首先，LED保存能量且效率高，相比传统光源，LED产生的光功率更大，但消耗的电能更少。其次，LED寿命长，通常可以达到数万个小时，远远超过传统光源。此外，LED具有快速开启和关闭的特性，并且可以根据需要调节亮度，因此被广泛应用于照明和显示领域。

LED在各个领域有广泛的应用。在照明领域，LED被用于家庭照明、商业照明和街道照明等。由于其高效节能的特性，LED也被用于太阳能照明和绿色建筑项目中。在电子显示领域，LED用于制造各种显示屏，如电视、计算机显示器和手机屏幕。此外，LED还常用于车辆照明、室内装饰、电子设备指示灯等。

1. 点亮一个LED

首先观察MCU里的LED模块

右边图片中的RP9、RP10是两个电阻 102=1k(10*10^2)元器件上的标号以此类推

P2口下的寄存器控制LED： 1–5V 不亮 0–0V 亮

  1. 创建一个Project，在列表里的Atmel下选择AT89C52
  1. 在该文件夹下创建一个C的文件，以便进一步编写程序

3.编写控制LED的代码

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#include <REGX52.H>

void main()
{
	P2=0xFE;  
}

4.将文件保存为hex格式，以便烧入

5.用stc-isp将程序烧入进MCU中，尝试运行

选择相应的单片机型号与串口号，并打开已写好的程序文件

然后点击下载，重启单片机，发现成功点亮LED

2. LED闪烁

重复(1)中的操作步骤，新建一个Project

其实要完成闪烁只需要写一个while循环就可以了

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#include <REGX52.H>

void main()
{
	
	while(1)
	{
		P2=0xFE;
		P2=0xFF;
	}

}

但这个时候发现LED闪烁周期过快，肉眼无法观察到明显现象，这个时候需要加大周期，即加入延时函数。

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#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

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;          //0xAA    左右闪烁
		Delay500ms();
		P2=0xFF;          //0x55
		Delay500ms();
	}

}

3. LED流水灯

有了“前车之鉴”，再写流水灯其实就很简单了，逻辑是一样的。

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#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

void Delay250ms()		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 2;
	j = 231;
	k = 91;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}


void main()
{
	while(1)
	{
		P2=0xFE;          
		Delay250ms();
		P2=0xFD;          
		Delay250ms();
		P2=0xFB;
		Delay250ms();
		P2=0xF7;
		Delay250ms();
		P2=0xEF;
		Delay250ms();
		P2=0xDF;
		Delay250ms();
		P2=0xBF;
		Delay250ms();
		P2=0x7F;
		Delay250ms();
	}
}

Pro版本：

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#include <REGX52.H>

int n=50;
void Delay1ms(unsigned int xms)    //@12.000MHz
{
	unsigned char i,j;
	while(xms)
	{
		i=2;
	  j=239;
		do
		{
			while(--j);
		} while(--i);
		xms--;
	}
}


void main()
{
	while(1)
	{
		P2=0xFE;          
		Delay1ms(n);
		P2=0xFD;          
		Delay1ms(n);
		P2=0xFB;
	    Delay1ms(n);
		P2=0xF7;
		Delay1ms(n);
		P2=0xEF;
		Delay1ms(n);
		P2=0xDF;
		Delay1ms(n);
		P2=0xBF;
		Delay1ms(n);
		P2=0x7F;
		Delay1ms(n);
	}
}

二、Individual key

C51上的独立按键：底座+金属弹片+ +

不按下时4个引脚两两连接，按下去时4个引脚同时连接

独立按键：

4个独立按键一端接 -极，另一端接I/O口（I/O口默认高电平）

寄存器检测I/O口电平

1. 独立按键控制LED亮灭

sfr：整个8位的寄存器

寄存器中P2表示8位一体，不可单独控制单独位次

发现sbit可控制单独位次

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#include <REGX52.H>

 void main()
 {
	//P2=0xFE;
		    	   
	while(1)  //单独控制P2的第0根管脚
	{
		if(P3_1==0)
		{
			P2_0=0;     //读取K1口寄存器
		}		
		else	
		{
			P2_0=1;
		}			
	}

 }

2. 独立按键控制LED状态

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#include <REGX52.H>

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()
{
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)   //检测按键是否按下，按下不操作，松手才开始操作（类比于电脑主表操作原理）
		{
			Delay(20);  
			while(P3_1==0);
			Delay(20);
				
			P2_0=~P2_0;  //按位取反 P2_0只有一位，按位取反在0,1间变化
		}
	}
}


3. 独立按键控制LED显示二进制

项目的创建以及准备工作就不再赘述

主要是利用 unsigned char 类型（0—255）与寄存器同样为8位的特性，来间接表示LED二进制

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#include <REGX52.H>

void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 12;
		j = 169;  
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}


void main()
{
	unsigned char LEDNum=0;
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)
		{
			Delay(20);
			while(P3_1==0);
			Delay(20);	
			LEDNum++;   //P2++;不行
			P2=~LEDNum;
		}
	}	
}

P2=1111 1111 //P2口默认高电平

P2++ 会使端口溢出，P2变成 0000 0000

再次取反P2将保持原样，即P2=1111 1111 ，表现为D1—D8全灭

4. 独立按键控制LED移位

项目预期：按下P3_1（左1），实现LED从左向右移位1

​ 按下P3_0（左2)，实现LED从右向左移位1

[^如图所示]:

实现移位的代码如下，主要使用C语言中的位运算：**<< 按位左移** 与 >>按位右移

P3_1口闭合，左移

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#include <REGX52.H>

void Delay(unsigned int xms);
unsigned char LEDNum=0;  

void main()
{
	
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)
		{
			Delay(20);
			while(P3_1==0);
			Delay(20);
			
			if(LEDNum>7)
			{
				LEDNum=0;
			}
			P2=~(0x01<<LEDNum);    
			LEDNum++;
		}
	}
}


void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 12;
		j = 169;  
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

与左移逻辑一样，加上右移，完善代码，实现项目预期

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#include <REGX52.H>

void Delay(unsigned int xms);   //申明函数
unsigned char LEDNum=0;   //8位的全局变量

void main()
{
	P2=~0x01;        //点亮D1
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)    //判断按键是否按下
		{
			Delay(20);
             //检测按键状态，即手是否在按下按键后抬起。若未抬起，则按键处于闭合状态，执行while死循环，防止误触
			while(P3_1==0);  
			Delay(20);
			
			LEDNum++;
			if(LEDNum>=8)
			{
				LEDNum=0;
			}
			P2=~(0x01<<LEDNum);
		}
		
		if(P3_0==0)      //判断按键是否按下
		{
			Delay(20);
			while(P3_0==0);
			Delay(20);
			
			if(LEDNum==0)
			{
				LEDNum=7;
			}
			else
			{
			LEDNum--;  //自减，实现右移
			}
			P2=~(0x01<<LEDNum);
		}
	}
}

//延时函数
void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 12;
		j = 169;  
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

三、Static digitron display

(1)数码管介绍

控制数码管显示：

138译码器和数码管，两者共同作用下控制数码管的显示

(2)数码管引脚定义：

1. 静态数码管显示

目标是使数码管的第三位单独显示数字“6”

步骤为：

1.控制138译码器选中LED6（标号从右到左） Y5—101

2.给予P0口段码数据，经过信号缓冲，再传输至公共段码端

总共有以下几种实现方式：

1.共阴极连接

2.共阳极连接：

代码如下：

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//第三位数码(LED6)管显示“6”
#include <REGX52.H>

void main()
{	
	P2_4=1;    // 101=5   LED6由Y5口控制，通过P_2,P_3,P_4口控制Y5输出低电平来点亮LED6
	P2_3=0;
	P2_2=1;
	P0=0x7D;
	while(1)
	{
	
	}

}

完整的静态显示代码：

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#include <REGX52.H>

unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x00};

void Nixie(unsigned char Location,Number); //首先控制P2口选中LED1~8中之一，再给P0口断码数据，选择显示的数字
void main()
{	
	Nixie(2,3);
	while(1)
	{
		
	}
}

void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
		
	}
	P0=NixieTable[Number];
}

2. 动态数码管显示

利用辉光现象造成的人眼视觉残留，不断扫描数码管，来动态显示多位数字。

可看成静态数码管的快随迭代显示。

控制原理

LED1–8的一端直接连在138译码器的输出端

(1) 138译码器：

实际上就是用3个输入口控制8个输出口,以达到减少I/O口的目的，进而提高工作效率

P2_3口，P2_4 口，P2_5口，是”二进制“

(2) 74HC245：

74HC245（双向数据缓冲器）其实是芯片，筛选弱信号通过芯片，过滤掉强信号

因为低电平的驱动能力强（LED在低电平驱动时远亮与被高电平驱动时）

排阻：

动态显示原理

控制数码管单独静态显示：

动态数码管显示就是轮流“静态”显示，利用人的视觉残留从而实现动态效果

消影

即使能够利用视觉残留达成动态显示的效果，实际上依旧存在”窜位“问题

视觉上”1、2、3“，依旧在闪烁

这时就需要消影

综述

单片机直接扫描数码管：

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#include <REGX52.H>

// 段码表
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x00};

// 动态数码管显示函数
void Nixie(unsigned char Location,Number); 
// 延时函数
void Delay(unsigned int xms);

void main()
{	
	
	while(1)
	{
		Nixie(1,1);
		//Delay(0.002);
		Nixie(2,2);
		//Delay(0.002);
		Nixie(3,3);
		//Delay(0.002);
	}
}


void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
		
	}
	P0=NixieTable[Number];
	Delay(1);
	P0=0x00;  //消影，即在段选和位选之间加入清零操作   排除窜位影响，即使窜位也没关系
}


void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;  
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}



四、模块化编程及LCD1602调试工具

1.模块化编程

(1) 介绍

模块化的编程可以提升效率，避免主函数显得冗长，使代码容易阅读。

(2) 框图表示

模块化编程即使就是一个预编译的过程，例如在C语言中经常使用的

You can't use 'macro parameter character #' in math mode #include<stido.h> 头文件

实际上，就是把函数的定义与声明分开来，使接口和实现分离开来

(3) 预编译

一般来说，预编译的实现如下：

有两个文件

一个是以结尾的头文件（用于声明函数）

还有一个是以结尾的C语言文件（用于定义函数）

.h

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// 头文件声明Delay函数
#ifndef __DELAY_H__    // if not define 
#define __DELAY_H__   // define             #ifndef和#define的意义：防止重复包含，使函数只被定义一次，提高效率

void Delay(unsigned int xms);

#endif

.c

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// C定义Delay函数
void Delay(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;  
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

(4) 注意事项

例如：

调用的函数一定要声明，否则会报错

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#ifndef __NIXIE_H__
#define __NIXIE_H__

void Nixie(unsigned char Location,Number);


#endif
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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h" // 在数码管Nixie函数的定义中使用了Delay函数，那么在定义时必须引用"Delay.h"

unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x00};

void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
		
	}
	P0=NixieTable[Number];
	Delay(1);  
	P0=0x00;  //消影，即在段选和位选之间加入清零操作   排除窜位影响，即使窜位也没关系
}

2. LCD1602调试工具

在插入LCD显示屏后由于引脚的冲突，数码管将不再亮

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#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"

void main()
{
	LCD_Init(); //初始化
	LCD_ShowChar(1,1,'A');     //在几行几列显示单个字符
	LCD_ShowString(1,3,"Hello");  //显示字符串
	LCD_ShowString(1,9,"ZZH");
	
	LCD_ShowNum(2,1,123,3);  //显示3位    若显示4位，则为0123，2位为23
	LCD_ShowSignedNum(2,5,-66,2);  //符号位不算在内
	while(1)
	{
	
	}


}

每秒加1

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#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"

int a=0;

void main()
{
	LCD_Init(); //初始化
	while(1)
	{
		a++;
		Delay(1000);
		LCD_ShowNum(1,1,a,3);  //每秒+1
	}
	
}

五、 矩阵键盘

1. MatrixKey简介

(1) 矩阵按键

这种矩阵按键能很好的节省I/O口，提升工作效率。

工作方式

若有多行/列会无法判断

I/O口原理

C51的I/O口是“弱上拉，强下拉”模式

手绘简图介绍：

(2) 扫描

数码管快速扫描，但是会占用CPU的时间

显示器/手机屏幕：（利用矩阵的方式）对横竖交错的像素点进行扫描

(3) MatrixKey代码实现

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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

unsigned char MatrixKey()
{
	unsigned char KeNumber=0;
	
	// 第一列置“0”
	P1=0xFF;
	P1_3=0;
	//s1的检测
    if(P1_7==0)  //判断s1是否按下
	{
		Delay(20);
		while(P1_7==0)  //消抖，判断s1是否抬起   为“1”时才跳出死循环
		{
		}
		Delay(20);
		KeyNumber=1;
	}
	return KeyNumber;
}
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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"

/**
  * @brief 矩阵键盘读取按键键码
  * @param 无
  * @retval KeyNumber 按下按键的键码值
	         如果按键按下不放，程序会停留在此函数，松手的一瞬间，返回按键键码，没有按键按下时，返回0
  */

unsigned char KeyNumber;

void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Hello ZZH");
	while(1)
	{
		KeyNumber=MatrixKey();
		if(KeyNumber)
		{
			LCD_ShowNum(2,1,KeyNumber,2);
		}
	}

}

2. 矩阵键盘密码锁

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void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Password:");
	while(1)
	{
		KeyNumber=MatrixKey();
		if(KeyNumber)
		{
			if(KeyNumber<=10)  //如果按键S1~S10按键按下，输入密码
			{
				Password*=10;            //密码左移一位
				Password+=KeyNumber%10;  //对10取余，目的是使10被定义为0  获取一位密码
			}
			LCD_ShowNum(2,1,Password,4);
		}
	}

}

// 第一位 0001 乘10      0010  实现左移

简易的密码锁代码L:

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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"

unsigned char KeyNumber;
unsigned int Password,Count;

void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Password:");
	while(1)
	{
		KeyNumber=MatrixKey();
		if(KeyNumber)
		{
			if(KeyNumber<=10&&Count<4)  //如果按键S1~S10按键按下，输入密码 控制密码为4位
			{
				Password*=10;            //密码左移一位
				Password+=KeyNumber%10;  //对10取余，目的是使10被定义为0  获取一位密码
				Count++;  //计次加一
			}
			LCD_ShowNum(2,1,Password,4);   //更新显示
			
		  if(KeyNumber==11)  //如果s11按下，确认密码
		  {
				if(Password==521)
				{
					LCD_ShowString(1,14,"OK ");
					//密码和计次清0
					
				}
				else{LCD_ShowString(1,14,"ERR");}
				Password=0;
				Count=0;
				LCD_ShowNum(2,1,Password,4);   //更新显示
		  }
			
			//按下取消
			if(KeyNumber==12)
			{
				Password=0;
				Count=0;
				LCD_ShowNum(2,1,Password,4);   //更新显示
			}
		}
		
	}

}

六、 定时器

1. 定时器

(1)简介

(2)工作原理及模块

工作模式
工作模块

时钟

计数系统和中断系统

整体

定时器时钟

定时器0的代码：

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void Timer0Init(void)		//1毫秒@12.000MHz
{
	AUXR &= 0xF0;		//定时器时钟1T模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

中断系统

流程图如下：

单片机中的中断资源

注意：

1.中断函数一般都比较“短”，执行的都是一些简单的自增或是赋值操作，因为时间较长的话会影响main函数，即不分主次

2.中断函数不能有形参和返回值

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//中断子程序，加上“interrupt+中断号” 普通子函数就变成了终端服务子函数
void Timer0_Routine() interrupt 1
{

}

2. 按键控制LED流水灯模式&定时器时钟

按键控制LED流水灯模式

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#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include <INTRINS.H>

unsigned char KeyNum,LEDMode;

void main()
{
	P2=0xFE;  //给初值，最低位给0，点亮最低位LED
	Timer0Init();
	while(1)
	{
		KeyNum=Key();		//获取独立按键键码
		if(KeyNum)			//如果按键按下
		{
			if(KeyNum==1)	//如果K1按键按下
			{
				LEDMode++;	//模式切换，进行0，1循环
				if(LEDMode>=2)LEDMode=0;
			}
		}
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	static unsigned int T0Count;
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值，清空计时器
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	T0Count++;		//T0Count计次，对中断频率进行分频
	if(T0Count>=500)//分频500次，500ms
	{
		T0Count=0;
		if(LEDMode==0)			//模式判断
			P2=_crol_(P2,1);	//LED输出   crol--循环左移   cror--循环右移         
		if(LEDMode==1)
			P2=_cror_(P2,1);
	}
}

注意

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2
_crol_( , )  
这两个函数均为循环移位函数，可循环（左/右）移动二进制位 0x01 》0x02》0x04   若移到最高位则循环

定时器时钟代码实现

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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h" 
#include "LCD1602.h"
#include "Timer0.h"

unsigned char Sec=58,Min=56,Hour=22;

void main()
{
	LCD_Init();
	Timer0Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Clock:");
	LCD_ShowString(2,1,"  :  :");
	
	while(1)
	{
		LCD_ShowNum(2,7,Sec,2);
		LCD_ShowNum(2,4,Min,2);
		LCD_ShowNum(2,1,Hour,2);
	}

}
	

//定时器中断函数模板
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	static unsigned int T0Count;
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	T0Count++;
	if(T0Count>=1000)
	{
		T0Count=0;
		Sec++;
		if(Sec>=60)
		{
			Sec=0;
			Min++;
		}
		if(Min>=60)
		{
			Min=0;
			Hour++;
		}
		if(Hour>=24)
		{
			Hour=0;
		}
	}
}

七、串口

1.串口通信

2.串口向电脑发送数据&电脑通过串口控制LED

串口每隔一秒向电脑发送数据

串口初始化函数模块 
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#include <REGX52.H>

/**
  * @brief 串口初始化
  * @param 无
  * @retval 无
  */
void UART_Init()   //4800bps@11.0592MHz
{
	SCON=0x40;     //使能波特率倍速位SMOD
	PCON|=0x80;    //8位数据，可变波特率
	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式，清除定时器1模式位
	TMOD |= 0x20;		//设置定时器模式，设置定时器1为8位自动重装方式
	TL1 = 0xF4;		  //设置定时初值
	TH1 = 0xF4;		  //设置定时初值
	ET1= 0;		    //禁止定时器1中断
	TR1=1;        //启动定时器1 

}




/**
  * @brief 串口发送一个字节数据
  * @param Byte 要发送的一个字节数据
  * @retval 无
  */
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
	SBUF=Byte;  //只需要将数据写入SBUF，她就会自动发送
	//检测是否完成
	while(TI==0);
	TI=0;
}

主函数：

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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"

unsigned char Sec;

void main()
{
	UART_Init();  //循环之前进行初始化
	
	while(1)
	{
		UART_SendByte(Sec);
		Sec++;
		Delay(1000);
	}

}

电脑通过串口控制LED

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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"



void main()
{
	UART_Init();  //循环之前进行初始化
	
	while(1)
	{

	}

}


void UART_Routine() interrupt 4
{
	//判断是否是“读SBUF”，即接受中断   因为发送也会触发中断，为了区分开发送与接受
	if(RI==1)
	{
		P2=~SBUF;
		UART_SendByte(SBUF);
		RI=0; //软件检测1后清零
	}

}

八、LED点阵屏

点阵屏显示笑脸：

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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"


sbit RCK=P3^5;  //RCLK
sbit SCK=P3^6;  //SRCLK
sbit SER=P3^4;  //SER

#define MATRIX_LED_PORT  P0     //定义P0口，因为它是一个寄存器（不能进行sbit声明）便于后续统一操作(只需修改串口，如P0)
/**
  * @brief  74HC595写入一个字节
  * @param  要写入的一个字节
  * @retval 无
  */

//将参数写入8个引脚，给其赋值
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SER=Byte&(0x80>>i);  //最高位为1时赋值为0x80......
		SCK=1;    //给高电平上推，上升沿移位
		SCK=0;  //清零
	}
	RCK=1;  //8位数据移位
	RCK=0;

}

/**
  * @brief   LED点阵屏显示一列
  * @param   Column 要选择的列，范围：0~7，0在最左边
* @retval  Data 选择的列所显示的数据，高位在上，1为亮，0为灭
  */

void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Date)
{
	_74HC595_WriteByte(Date);
	MATRIX_LED_PORT=~(0x80>>Column); //取反，保持0亮，1灭
	Delay(1);
	MATRIX_LED_PORT=0xFF; //位选清零，防止串位
}


int main()
{
	SCK=0;
	RCK=0;
	while(1)
	{
		MatrixLED_ShowColumn(0,0x3C);
		MatrixLED_ShowColumn(1,0x42);
		MatrixLED_ShowColumn(2,0xA9);
		MatrixLED_ShowColumn(3,0x85);
		MatrixLED_ShowColumn(4,0x85);
		MatrixLED_ShowColumn(5,0xA9);
		MatrixLED_ShowColumn(6,0x42);
		MatrixLED_ShowColumn(7,0x3C);
	
	}
		

}

使用文字取模软件来读取点阵数据

横向取模，高位在上（不用选取字节倒序）

C51自动生成

动态动画显示：

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#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "MatrixLED.h"

// unsigned char code Animation   这里加上code后会把数组存储在Flash中，内存更大，但是，不可写入，只能读取（原来存储在RAM中，有溢出的风险）
unsigned char Animation[]={
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0xFF,0x18,0x18,0x18,0xFF,0x00,0x0E,0x15,
0x15,0x15,0x09,0x00,0x7E,0x01,0x02,0x00,
0x7E,0x01,0x02,0x00,0x0E,0x11,0x11,0x0E,
0x00,0x7D,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};  
//存放动画的数据，逐帧偏移即可实现动态效果



int main()
{
	unsigned char i,Offset,Count=0;
	MatrixLED_Init();
	while(1)
	{
		//显示静态图像
		for(i=0;i<8;i++)
		{
			MatrixLED_ShowColumn(i,Animation[i+Offset]);
		}
		Count++;
        //延时
		if(Count>10)
		{
			Count=0;
			Offset++; //逐帧移动
			if(Offset>40)
			{
				Offset=0;
			}
		}
	
	}
		
}

九、DS1302实时时钟

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  • Title: MCU-Study
  • Author: jrl
  • Created at: 2023-07-15 21:33:22
  • Updated at: 2023-10-03 15:45:47
  • Link: https://jrl777.github.io/2023/07/15/MCU-Study/
  • License: This work is licensed under CC BY-NC-SA 4.0.
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MCU-Study
  1. Part1–初识MCU
    1. 一、Preparation
      1. 1. Two applications
    2. 二、About MCU
      1. 1. Brief introduction
      2. 2. Application field
      3. 3. Naming rules
      4. 4. Structure
  2. Part2–编写MCU
    1. 一、Light up LED
      1. 1. 点亮一个LED
      2. 2. LED闪烁
      3. 3. LED流水灯
    2. 二、Individual key
      1. 1. 独立按键控制LED亮灭
      2. 2. 独立按键控制LED状态
      3. 3. 独立按键控制LED显示二进制
      4. 4. 独立按键控制LED移位
    3. 三、Static digitron display
      1. 1. 静态数码管显示
      2. 2. 动态数码管显示
    4. 四、模块化编程及LCD1602调试工具
      1. 1.模块化编程
      2. 2. LCD1602调试工具
    5. 五、 矩阵键盘
      1. 1. MatrixKey简介
      2. 2. 矩阵键盘密码锁
    6. 六、 定时器
      1. 1. 定时器
      2. 2. 按键控制LED流水灯模式&定时器时钟
    7. 七、串口
      1. 1.串口通信
      2. 2.串口向电脑发送数据&电脑通过串口控制LED
    8. 八、LED点阵屏
    9. 九、DS1302实时时钟