51單片機進階，處于瓶頸的你必看！

關(guān)鍵字：單片機 51單片機作者：admin 來源:不詳發(fā)布時間：2018-05-18 瀏覽：10

進階學(xué)習(xí)計劃：

一：最小系統(tǒng)能夠運行起來的必要條件。

1.電源 2.晶振3.復(fù)位電路

二：對單片機任意IO口的隨意操作

1.輸出控制電平高低2.輸出檢測電平高低。

三：單片機特殊功能應(yīng)用

1：定時器：重點掌握最常用的方式2

2：中斷：外部中斷、定時器中斷、串口中斷

3：串口通信：單片機之間、單片機與計算機間

(在此不詳細介紹單片機C語言)

一：最小系統(tǒng)運行條件

1.電源 2.晶振3.復(fù)位電路詳細資料參見導(dǎo)論中的最小系統(tǒng)電路圖

二：普通I/O口的操作

1：輸出高低電平 output

操作：用程序給輸出寄存器P0/P1/P2/P3賦值，1/0實現(xiàn)高低電平的控制

應(yīng)用：這種高低可實現(xiàn)一些對外部設(shè)備的控制，比如led,lcd····，也可加上電流驅(qū)動或繼電器或可控硅等器件實現(xiàn)對大型用電器的控制

實例：I/O操作最簡單的實例就是流水燈，流水燈程序參見：http://blog.csdn.net/metalseed/article/details/8196727

2：檢測電平高低 input

操作：先給寄存器P1/P2/P3賦值0xff，然后用 if 語句來進行判斷

應(yīng)用：可用來讀取外部外部信息實現(xiàn)模擬通信，獲得傳感器數(shù)據(jù)，按鍵采集等

實例：矩陣鍵盤的掃描代碼：http://blog.csdn.net/metalseed/article/details/8296590

數(shù)碼管顯示：http://blog.csdn.net/metalseed/article/details/8537554

PS: P0為三態(tài)(高電平，低電平，高阻態(tài)) P1，P2，P3為準(zhǔn)雙向IO口(內(nèi)部有上拉電阻，做輸入用時，先寫1)

三：單片機特殊功能應(yīng)用

這是進階的核心內(nèi)容，單片機的特殊功能全部集中在P3口，這些引腳具有多功能，可通過寄存器配置(關(guān)于寄存器，日后補上詳細描述，寄存器理解屬于高階思想，在此先講操作)來確定啟用第幾功能。

首先附上P3第二功能定義

P3第二功能定義：

P3.0：RXD串行口輸入

P3.1：TXD串行口輸出

P3.2：INT0外部中斷0輸入

P3.3：INT1外部中斷1輸入

P3.4：T0定時器0外部輸入

P3.5：T1定時器1外部輸入

P3.6：WR外部寫控制

P3.7：RD外部讀控制

1：中斷

中斷的概念：

中斷其實很容易理解，這樣來說吧，比如說你在做A事，但是突然間來了你想起來了更重要的B事，所以你馬上去做B事了，做完之后再回來繼續(xù)做A事，這個就是中斷!在程序里面也是一樣的!中斷系統(tǒng)里面有五個中斷，外部中斷0和1，定時器/計數(shù)器中斷0/1，串行口中斷!

舉個例子你可能會容易懂點，定時中斷：比如你定時1ms，主程序在運行，每當(dāng)1ms時間到后，就跑到定時中斷子程序里面執(zhí)行，執(zhí)行完后再回到主程序。。。中斷程序是1ms進去一次

后面中斷講解太過系統(tǒng)，不易理解，日后補上簡潔易懂的，請親見諒.....。。

中斷data請移步至：http://wenku.baidu.com/view/4f3738f64693daef5ef73da6.html

中斷實例：

超聲波外部中斷 + 串口通信將測出的距離通過串口發(fā)送

http://blog.csdn.net/metalseed/article/details/8764348

2：定時器

定時器簡介

定時器及計數(shù)器的應(yīng)用，比 I / O 功能稍微高級點，可實現(xiàn)更為復(fù)雜的功能。

顧名思義，定時器可實現(xiàn)延時操作，計數(shù)器則可實現(xiàn)計數(shù)功能(這兩者都靠中斷實現(xiàn))。

兩者實質(zhì)上都是加一計數(shù)器(16位)，由高8位和低8位兩個寄存器組成，當(dāng)所有位為1即定時器溢出時，便觸發(fā)中斷。

PS：51內(nèi)部有兩個定時器：定時器0，定時器1，定時模式加1的周期為一個機器周期 12M晶振的機器周期為1us

應(yīng)用定時器，需要操作響應(yīng)的寄存器。

主要涉及三個： 1：中斷允許寄存器IE (可位尋址，所以能直接操作EA，ET0, ET1,)

2：TMOD 是定時/計數(shù)的工作方式寄存器，確定工作方式和功能

3：TCON是控制寄存器，控制T0，T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。

操作方法：

step 1：配置IE寄存器，讓定時器使能(使能即能被應(yīng)用，可假象為函數(shù)的聲明)。

step 2：配置TMOD寄存器，來確定定時器的工作方式，同時配置TH,TL寄存器來對定時器裝入初值

step 3：配置TCON寄存器，啟動或停止定時器(因為定時器一旦啟用，就不停加1，直到TH，TL所有位為1時溢出，跳入中斷函數(shù)，所以在啟用前，要寫好中斷函數(shù)，中斷函數(shù)寫法demo里有說明)

這里所說的配置，即給寄存器賦值，例如： TMOD = 0X0f;

總而言之：要使用定時器或者計數(shù)器需要依次給如下寄存器賦值： IE，TOMD，TH，TL， TCON，具體要賦什么值，參加下面的寄存器位含義說明;

寄存器說明及定時器工作方式：

點擊打開特殊功能寄存器詳細說明

代碼示例：

1：最直白的定時器工作方式1演示，每隔50MS P0取反

[java] view plain copy print?

#include

void main()

{

EA = ET0 = 1; /*step 1 : 中斷允許*/

TMOD = 0x01; /*step 2 : 模式配置*/

TH0 = (65536 - 50000) / 256; /*裝初值*/

TL0 = (65536 - 50000) % 256; /*裝初值*/

TR0 = 1; /*step 3 : 啟動*/

while(1)

{

/*Hello World*/

}

/*timer0為函數(shù)名，隨意寫，后面的interrupt X，X是相應(yīng)中斷的編號，5個中斷源各有固定編號*/

/*using x 表示占用ram中的X寄存器(0-3)，C語言中IDE自動分配不用寫 */

void timer0() interrupt 1 using 1

{

/*重裝初值*/

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

/*operation*/

P0 = ~P0;

}

2：高級模板

待補~

3：串口通信

接口：RS232C

RS-422A用于全雙工，而RS-485則用于半雙工(比232距離遠)

需配置的寄存器： SCON PCON IE

SCON是一個特殊功能寄存器，用以設(shè)定串行口的工作方式、接收/發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志：

SM0和SM1為工作方式選擇位，可選擇四種工作方式

SM2，多機通信控制位，主要用于方式2和方式3。當(dāng)接收機的SM2=1時可以利用收到的RB8來控制是否激活RI(RB8=0時不激活RI，收到的信息丟棄;RB8=1時收到的數(shù)據(jù)進入SBUF，并激活RI，進而在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從SBUF讀走)。當(dāng)SM2=0時，不論收到的RB8為0和1，均可以使收到的數(shù)據(jù)進入SBUF，并激活RI(即此時RB8不具有控制RI激活的功能)。通過控制SM2，可以實現(xiàn)多機通信。

在方式0時，SM2必須是0。在方式1時，若SM2=1，則只有接收到有效停止位時，RI才置1。

REN，允許串行接收位。由軟件置REN=1，則啟動串行口接收數(shù)據(jù);若軟件置REN=0，則禁止接收。

TB8，在方式2或方式3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位，可以用軟件規(guī)定其作用。可以用作數(shù)據(jù)的奇偶校驗位，或在多機通信中，作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。

在方式0和方式1中，該位未用。

RB8，在方式2或方式3中，是接收到數(shù)據(jù)的第九位，作為奇偶校驗位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式1時，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。

TI，發(fā)送中斷標(biāo)志位。在方式0時，當(dāng)串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其它方式，串行發(fā)送停止位的開始時，由內(nèi)部硬件使TI置1，向CPU發(fā)中斷申請。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將其清0，取消此中斷申請。

RI，接收中斷標(biāo)志位。在方式0時，當(dāng)串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其它方式，串行接收停止位的中間時，由內(nèi)部硬件使RI置1，向CPU發(fā)中斷申請。也必須在中斷服務(wù)程序中，用軟件將其清0，取消此中斷申請。

PCON中只有一位SMOD與串行口工作有關(guān)：

SMOD(PCON.7) 波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3時，波特率與SMOD有關(guān)，當(dāng)SMOD=1時，波特率提高一倍。復(fù)位時，SMOD=0。

波特率的計算

方式0的波特率= fosc/12

方式2的波特率=(2SMOD/64)·fosc

方式1的波特率=(2SMOD/32)·(T1溢出率)

方式3的波特率=(2SMOD/32)·(T1溢出率)

當(dāng)T1作為波特率發(fā)生器時，最典型的用法是使T1工作在自動再裝入的8位定時器方式(即方式2，且TCON的TR1=1，以啟動定時器)。這時溢出率取決于TH1中的計數(shù)值。

T1溢出率=fosc /{12×[256-(TH1)]}

操作步驟：

1：確定串口工作方式 (配置SCON 可位尋址)

2：根據(jù)1確定的方式，看是否需要手動設(shè)置波特率 (TMODE，TH TL)

3：設(shè)置波特率后啟動(REN， TR)

4：如果使用中斷，開中斷并寫函數(shù)(EA = ES = 1, void ser() interrupt 4 )

串口通信模板：

http://blog.csdn.net/metalseed/article/details/8579997

點對點通信：

多機通信：

1、硬件連接

單片機構(gòu)成的多機系統(tǒng)常采用總線型主從式結(jié)構(gòu)。所謂主從式，即在數(shù)個單片機中，有一個是主機，其余的是從機，從機要服從主機的調(diào)度、支配。80C51單片機的串行口方式2和方式3適于這種主從式的通信結(jié)構(gòu)。當(dāng)然采用不同的通信標(biāo)準(zhǔn)時，還需進行相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換，有時還要對信號進行光電隔離。在實際的多機應(yīng)用系統(tǒng)中，常采用RS-485串行標(biāo)準(zhǔn)總線進行數(shù)據(jù)傳輸。

2、通信協(xié)議

所有從機的SM2位置1，處于接收地址幀狀態(tài)。

主機發(fā)送一地址幀，其中8位是地址，第9位為地址/數(shù)據(jù)的區(qū)分標(biāo)志，該位置1表示該幀為地址幀。

所有從機收到地址幀后，都將接收的地址與本機的地址比較。對于地址相符的從機，使自己的SM2位置0(以接收主機隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀)，并把本站地址發(fā)回主機作為應(yīng)答;對于地址不符的從機，仍保持SM2=1，對主機隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不予理睬。

從機發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，要發(fā)送一幀校驗和，并置第9位(TB8)為1，作為從機數(shù)據(jù)傳送結(jié)束的標(biāo)志。

主機接收數(shù)據(jù)時先判斷數(shù)據(jù)接收標(biāo)志(RB8)，若RB8=1，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，并比較此幀校驗和，若正確則回送正確信號00H，此信號命令該從機復(fù)位(即重新等待地址幀);若校驗和出錯，則發(fā)送0FFH，命令該從機重發(fā)數(shù)據(jù)。若接收幀的RB8=0，則存數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。

主機收到從機應(yīng)答地址后，確認地址是否相符，如果地址不符，發(fā)復(fù)位信號(數(shù)據(jù)幀中TB8=1);如果地址相符，則清TB8，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。

從機收到復(fù)位命令后回到監(jiān)聽地址狀態(tài)(SM2=1)。否則開始接收數(shù)據(jù)和命令。

3、應(yīng)用程序

主機發(fā)送的地址聯(lián)絡(luò)信號為：00H，01H，02H ，… …(即從機設(shè)備地址)，地址FFH為命令各從機復(fù)位，即恢復(fù)SM2=1。

主機命令編碼為：01H，主機命令從機接收數(shù)據(jù);02H，主機命令從機發(fā)送數(shù)據(jù)。其它都按02H對待。