為學習嵌入式做準備，重新拿起51單片機學習。此貼為學習筆記，僅記錄易忘點，實用理論基礎，并不是0基礎。
資料參考：清翔零基礎教你學51單片機

1. C語言中的易忘點

1.1 數據類型

1.2 位運算符

~  按位取反
<< 左移
>> 右移
& 按位與
^ 按位異或
| 按位或

異或：相同取0，不同取1.

1.3 常用控制語句

條件 if
循環while 、 for
開關switch

1.4 C51程序的基本結構

#include <reg52.h> 		//包含51單片機頭文件void main()		//主函數
{}

C語言設置的程序中只允許有一個main函數。程序總是從main函數開始運行的，main函數是void型（無返回值）。

2.電子電路基礎

2.1 電平

數字電路中只有兩種電平：高電平和低電平。
高電平：5V
低電平：0V

TTL電平規定高電平輸出電壓>2.4V，低電平輸出電壓<0.4V	

計算機串口使用的是RS232電平
高電平：-12V
低電平：+12V
Tips:單片機與計算機串口通信時需要使用電平轉換芯片，把RS232電平轉為TTL電平后單片機才能識別。

2.2 I/O（引腳）

例程中
P0接LED，P2^3接蜂鳴器。

2.2.1 P3口的第二用途

2.3 電子元器件

2.3.1 電阻：

常用的貼片電阻封裝：0402、0603、0805、1206、1210
貼片電阻讀數參考：貼片電阻上的字符是如何表示電阻的？

103，那么10是有效數字，3表示10的3次方，所以103表示的阻值就是10x10^{3}
1502,150是有效數字，2表示10的2次方，所以，1502表示的阻值就是150*10^{2}
5R6=5.6Ω、R16=0.16Ω
01C就是10k

2.3.2 電容：

電容的作用：儲能，濾波，通交流隔直流，旁路，耦合，補償，充放電等

1F（法拉）	 = 1000000μF（微法）
1μF（微法）= 1000nF（納法）
1nF（納法） = 1000pF（皮法）

2.3.3 蜂鳴器

2.3.3.1 判斷有源蜂鳴器和無源蜂鳴器

可以用萬用表電阻檔Rxl檔測試:用黑表筆接蜂鳴器 "+"引腳，紅表筆在另一引腳上來回碰觸，如果觸發出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無源蜂鳴器;如果能發出持續聲音的，且電阻在幾百歐以上的，是有源蜂鳴器。

2.3.3.2 驅動蜂鳴器

由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機的I/O 口是無法直接驅動的，所以要利用放大電路來驅動，一般使用三極管來放大電流就可以了。
（除此之外還有一些其他驅動方式：PWM 輸出口直接驅、I/O 口定時翻轉電平驅動蜂鳴器方式）

2.3.4 常見符號

3.單片機 基礎知識點

3.1 單片機最小系統

電源 （給整個系統提供能量）
單片機芯片 （運行程序/處理數據）
晶振電路 （給單片機工作提供節拍）
復位電路 （單片機上電時需要復位使程序從頭開始運行）

3.2 基本時序

振蕩周期: 也稱時鐘周期, 是指為單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期。

機器周期: 一個機器周期包含 12 個時鐘周期。 在一個機器周期內, CPU可以完成一個獨立的操作。

例如計算外部晶振頻率為11.0592Mhz的單片機一個機器周期所需的時間：
1/11.0592 * 12 ≈ 1.085μS
說明：“1/(11.0592*1000000)”乘以106把Mhz轉為hz再乘以“12”是12個時鐘周期等于一個機器周期最終值為秒，把這個單位為秒的值乘以106所得值約等于1.085微秒。

4. 51單片機基礎例程（I/O外設）

例程中LED位共陽極！
要點亮開發板上LED燈只需要控制P1口輸出低電平即可
（編程時給P1口賦值“0”）

4.1 點亮LED燈

普通發光二極管工作壓降為：1.6v ~ 2.1 V。
工作電流為：1~20mA
注意：二極管需要上拉電阻。
否則電流=(5V-2.1V)/0Ω，電流無限大
有電阻后，電流=(5V-2.1V)/1kΩ,約等于3mA.

4.1.1編程知識點

4.1.1.1 位定義

關鍵字：sbit
功能：位定義
一般格式： sbit 標識符 = 地址值;

例如：sbit LED1 = P1^0;
注意：地址值中P1的“P”必須為大寫的P

4.1.2 編程

#include <reg52.h> //引用51頭文件sbit LED1 = P1^0; //位定義void main()	//主函數
{LED1 = 0;//點亮P1.0上的LED		
}

4.2 LED閃爍

4.2.1 編程知識點

4.2.1.1 變量作用域

全局變量：在函數體外定義的變量通常為全局變量，作用范圍：從定義開始的整個程序局部變量：在函數體內定義的變量通常為局部變量，作用范圍：函數體內

4.2.1.2 軟件延時

軟件延時例如：

unsigned int i；
i=65535;
while(i);

4.2.2 編程

實現：P1口上所有LED閃爍

#include <reg52.h>//包含51頭文件unsigned int i;//0~65535void main()//main函數自身會循環
{while(1)//大循環{P1 = 0;	//點亮P1口8個LEDi = 65535;while(i--);//軟件延時P1 = 0xff;//1111 1111 熄滅P1口8個LEDi = 65535;while(i--);//軟件延時	}	
}   

按位取反 閃爍寫法：

#include <reg52.h>unsigned int i;//0~65535void main()//main函數自身會循環
{P1 = 0xff;//熄滅8位LEDwhile(1) //大循環{P1 = ~P1;	//使用按位取反運算符使LED閃爍i = 65535;while(i--);//軟件延時}	
}   

4.3 流水燈

4.3.1 編程知識點

4.3.1.1宏定義

理解成 用define/ typedef 取小名

#define uchar unsigned char
注意宏定義后面不能加分號，它是預處理指令不是語句。

其中用“uchar”直接替換了unsigned char
此時我們可以用uchar去定義變量類型如：uchar i;等價于unsigned char i;

【C語言】typedef與define的區別

typedef，我們可以為基本類型（如int、float）或自定義的結構體、聯合體等定義新的名稱。define，定義常量、函數替換宏、條件編譯等，它的作用范圍更為廣泛。所有滿足條件的宏定義在預處理階段都會被替換為指定的文本。

4.3.1.2 函數的定義

自定義函數一般格式為:

函數類型 函數名 （形式參數表）
{局部變量定義函數體語句
}

4.3.1.3 延時函數

自定義函數：延時函數delay(毫秒級)

void delay(unsigned int z)
{unsigned int x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--);
}

給形參z賦值，如延時100毫秒：delay(100);

4.3.1.4 循環移位函數

標準庫函數： intrins.h

內部函數：

字符型循環左移：_crol_
字符型循環右移：_cror_

#include <intrins.h>
void test_crol (void) {unsigned char a;unsigned char b;a = 0xFE;      //1111 1110b = _crol_(a,1); // b now is 0xFD  二進制為1111 1101
}

4.3.1.4.1 循環移位函數與左移和右移運算符的區別

循環左移是把最高位移到最低位上，
左移運算符是把最高位移除最低位補0

4.3.2 編程

實現：流水燈一直左循環

#include <reg52.h>	 //包含51頭文件
#include <intrins.h> //包含移位標準庫函數頭文件#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charuchar temp;//LED燈相關變量
/*====================================
函數	： delay(uint z)
參數	：z 延時毫秒設定，取值范圍0-65535
返回值	：無
描述	：12T/Fosc11.0592M毫秒級延時
====================================*/
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} void main()//main函數自身會循環
{temp = 0xfe;P1 = temp; //1111 1110  初值LED1亮delay(100);//毫秒級延時 100毫秒while(1){temp = _crol_(temp, 1);//循環左移P1 = temp;//移位完成后賦值給P1 每個一個燈點亮delay(100);//毫秒級延時 100毫秒}	
}  

4.4 數碼管靜、動態顯示

4.4.1 單個數碼管–靜態顯示原理

有共陽、共陰極，例程使用共陰！即b圖左邊。

共陰極數碼碼表：

0x3F,  //"0"
0x06,  //"1"
0x5B,  //"2"
0x4F,  //"3"
0x66,  //"4"
0x6D,  //"5"
0x7D,  //"6"
0x07,  //"7"
0x7F,  //"8"
0x6F,  //"9"
0x77,  //"A"
0x7C,  //"B"
0x39,  //"C"
0x5E,  //"D"
0x79,  //"E"
0x71,  //"F"
0x76,  //"H"
0x38,  //"L"
0x40,  //"-"
0x00,  //熄滅

4.4.2 74HC573鎖存器工作原理

鎖存器作用：可以把數據輸入端與輸出端進行隔離或連接
左邊D為輸入，右邊Q為輸出


輸出口Q要想輸出高低電平OE腳必須接GND。
LE腳為高時，輸出端Q隨輸入端D的數據而變化。
LE腳為低時，輸出端Q數據保持不變，輸入端D數據變化不會改變Q的數據。

4.4.3 多個數碼管–動態顯示原理

段選和位選

位選：選擇哪一個數碼管亮
段選：該數碼管怎么亮（數碼管里的二極管怎么亮）

工作流：
打開位選鎖存器->指定某個數碼管->關閉位選鎖存器，
打開段選鎖存器->指定亮什么數字->關閉段選鎖存器，
因為掃描周期短，所以肉眼可以看到多數碼管同時亮 不同的數字。

4.4.4 編程知識點

4.4.4.1 數組的定義與引用

數組是一組有序數據的集合，數組中每一個數據都是同一數據類型。數組中的元素可以用數組名和下標來唯一確定。

數組的一般格式定義如下：

數據類型 數組名[常量表達式] = {元素表}；

例如：

unsigned char tabel[3] ={0x3F, 0x06, 0x5B, };
P0 = tabel[0]; //P0此時的值為0x3F

4.4.5 編程

4.4.5.1 共陰極數碼管，靜態顯示（只亮一個數碼管）

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//數碼管段選
sbit WE = P2^7;//數碼管位選////毫秒級延時函數定義
//void delay(uint z)
//{
//	uint x,y;
//	for(x = z; x > 0; x--)
//		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
//} void main()//main函數自身會循環
{WE = 1;//打開位選鎖存器P0 = 0XFE; //1111 1110 選通第一位數碼管WE = 0;//鎖存位選數據DU = 1;//打開段選鎖存器P0 = 0X06;//0000 0110 顯示“1”DU = 0;//鎖存段選數據while(1){}	
}  

4.4.5.2 共陰極數碼管，動態顯示

#include <reg52.h>//包含51頭文件
#include <intrins.h>//包含移位標準庫函數頭文件#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//數碼管段選
sbit WE = P2^7;//數碼管段選//共陰數碼管段選表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};/*====================================
函數	： delay(uint z)
參數	：z 延時毫秒設定，取值范圍0-65535
返回值	：無
描述	：12T/Fosc11.0592M毫秒級延時
====================================*/
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} /*====================================
函數	：display(uchar i)
參數	：i 顯示數值，取值范圍0-255
返回值	：無
描述	：三位共陰數碼管動態顯示
====================================*/
void display(uchar i)
{uchar bai, shi, ge;bai = i / 100; //236 / 100  = 2shi = i % 100 / 10;	//236 % 100 / 10 = 3ge  = i % 10;//236 % 10 =6//第一位數碼管  		P0 = 0XFF;//清除斷碼WE = 1;//打開位選鎖存器P0 = 0XFE; //1111 1110WE = 0;//鎖存位選數據DU = 1;//打開段選鎖存器P0 = tabel[bai];//DU = 0;//鎖存段選數據delay(5);//第二位數碼管P0 = 0XFF;//清除斷碼WE = 1;//打開位選鎖存器P0 = 0XFD; //1111 1101WE = 0;//鎖存位選數據DU = 1;//打開段選鎖存器P0 = tabel[shi];//DU = 0;//鎖存段選數據delay(5);//第三位數碼管P0 = 0XFF;//清除斷碼WE = 1;//打開位選鎖存器P0 = 0XFB; //1111 1011WE = 0;//鎖存位選數據DU = 1;//打開段選鎖存器P0 = tabel[ge];//DU = 0;//鎖存段選數據delay(5);
}void main()//main函數自身會循環
{	while(1){display(236); //數碼管顯示函數}	
}  

4.5 非編碼鍵盤

4.5.1 獨立鍵盤

每個按鍵占用一個IO口，當按鍵數量較多時，IO口利用效率不高，
但程序簡單，適用于所需按鍵較少的場合。

按鍵一端與IO口連接，另外一端接地。I/O進行檢測，
按鍵按下會被檢測到低電平，未按下被檢測為高電平。

4.5.2 矩陣鍵盤

電路連接復雜，但提高了IO口利用率，軟件編程較復雜。
適用于使用大量按鍵的場合。

上圖為4行和4列，一共16個按鍵組成。

確定矩陣鍵盤上哪一個按鍵被按下可以采用列掃描和行掃描。
列掃描時先把接在列上面的所有IO口拉高，接在行上的所有IO置低。
當其中有一列內任何一個按鍵按下那么整條列線都會被拉低。

1.硬件接線

P3口的高4位（P3.4~P3.7）作為列線（輸出）
P3口的低4位（P3.0~P3.3）作為行線（輸入）

uchar cord_l,cord_h;//聲明列線和行線的值的儲存變量P3 = 0xf0;//1111 0000

2.掃描

掃描分為兩步：列掃描和行掃描，通過檢測電平變化確定按鍵位置。
step1–列判斷：行線（P3.0 ~ P3.7）為0，列線（P3.4 ~ P3.7）為1，即P3=0xf0。
當四列中，某一列被按下，列線的對應的值就會改變。

  cord_l = P3 & 0xf0;// 只儲存列線值 (f0的0作用：無論行線是多少，都不保存，寫0)			

例：2行2列的S11按下，讀到L=0xd0（圖中從下P37往上P30，1101 0000）

step2–行判斷：在列判斷后，保留讀到的列線值,行線值寫1。即用讀到的列線值 或 0x0f。

例：0xd0|0x0f （1101 0000|00001111）得到1101 1111，
2行2列的S11按下，導致P31的1變為0，即變為1101 1101 （0xdd）
0xdd&0x0f=0x0d，此為行線值

  P3 = cord_l | 0x0f;cord_h = P3 & 0x0f;// 只儲存行線值(0f的0作用：無論列線是多少，都不保存，寫0)

step3：
列線值+行線值

return (cord_l + cord_h);//返回鍵值碼

4.5.3 編程知識點

4.5.3.1程序去抖

if(key_s3 == 0)//判斷S3是否被按下{delay(20);//按鍵消抖if(key_s3 == 0){...while(!key_s3);//松手檢測}	}

4.5.3.2 開關語句

switch （表達式）
{case 常量表達式1： 語句1break；case 常量表達式2： 語句2break；}

4.5.4 編程

4.5.4.1 獨立鍵盤

實現：按下開發板左下角S2按鍵數碼管值+1,最大到9按下S3按下，值減一，最小減到0

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//數碼管段選
sbit WE = P2^7;//數碼管位選
sbit key_s2 = P3^0;//獨立按鍵S2
sbit key_s3 = P3^1;//獨立按鍵S3
uchar num;//數碼管顯示的值//共陰數碼管段選表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};//毫秒級延時函數定義
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} void main()//main函數自身會循環
{	num = 0; WE = 1;//打開位選鎖存器P0 = 0XFE; //1111 1110WE = 0;//鎖存位選數據while(1){if(key_s2 == 0)//判斷S2是否被按下{delay(20);//按鍵消抖if(key_s2 == 0){if(num != 9)//如果值不等于9則+1，功能把值限定為小于9num++;while(!key_s2);//松手檢測}	}if(key_s3 == 0)//判斷S3是否被按下{delay(20);//按鍵消抖if(key_s3 == 0){if(num > 0)	//如果大于0則執行減一num--;while(!key_s3);//松手檢測}	}//松手之后刷新顯示DU = 1;//打開段選鎖存器P0 = tabel[num];//DU = 0;//鎖存段選數據}	
}  

4.5.4.2 矩陣鍵盤

實現：矩陣鍵盤

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
sbit we = P2^7;
sbit du = P2^6;
uchar code leddata[]={ 0x3F,  //"0"0x06,  //"1"0x5B,  //"2"0x4F,  //"3"0x66,  //"4"0x6D,  //"5"0x7D,  //"6"0x07,  //"7"0x7F,  //"8"0x6F,  //"9"0x77,  //"A"0x7C,  //"B"0x39,  //"C"0x5E,  //"D"0x79,  //"E"0x71,  //"F"0x76,  //"H"0x38,  //"L"0x37,  //"n"0x3E,  //"u"0x73,  //"P"0x5C,  //"o"0x40,  //"-"0x00,  //熄滅0x00  //自定義};
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--);
}uchar KeyScan()	//帶返回值的子函數
{uchar cord_l,cord_h;//聲明列線和行線的值的儲存變量P3 = 0xf0;//1111 0000if( (P3 & 0xf0) != 0xf0)//判斷是否有按鍵按下{delay(5);//軟件消抖if( (P3 & 0xf0) != 0xf0)//判斷是否有按鍵按下{cord_l = P3 & 0xf0;// 儲存列線值P3 = cord_l | 0x0f;cord_h = P3 & 0x0f;// 儲存行線值while( (P3 & 0x0f) != 0x0f );//松手檢測return (cord_l + cord_h);//返回鍵值碼}	}}void KeyPro()
{switch( KeyScan() ){//第一行鍵值碼case 0xee: P0 = leddata[0];		break;case 0xde: P0 = leddata[1];		break;case 0xbe: P0 = leddata[2];		break;case 0x7e: P0 = leddata[3];		break;//第二行鍵值碼case 0xed: P0 = leddata[4];		break;case 0xdd: P0 = leddata[5];		break;case 0xbd: P0 = leddata[6];		break;case 0x7d: P0 = leddata[7];		break;//第三行鍵值碼case 0xeb: P0 = leddata[8];		break;case 0xdb: P0 = leddata[9];		break;case 0xbb: P0 = leddata[10];	break;case 0x7b: P0 = leddata[11];	break;//第四行鍵值碼case 0xe7: P0 = leddata[12];	break;case 0xd7: P0 = leddata[13];	break;case 0xb7: P0 = leddata[14];	break;case 0x77: P0 = leddata[15];	break;}	
}void main()
{we = 1;//打開位選P0 = 0;//八位數碼管全顯示we = 0;//鎖存位選du = 1;//打開段選端P0 = leddata[22];while(1){KeyPro();//提取鍵值碼并且送不同數值給數碼管顯示}
}

實現：按下矩陣鍵盤和獨立鍵盤任意鍵，數碼管顯示相應數值初始顯示“-”橫

#include <reg52.h>//包含51頭文件
#include <intrins.h>//包含移位標準庫函數頭文件#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//數碼管段選
sbit WE = P2^7;//數碼管段選
uchar num;//數碼管顯示的值
uchar KeyValue = 20;//按鍵值 顯示-//共陰數碼管段選表
uchar  code tabel[]= {
//0		1	 2     3     4     5     6     7     8
0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F,
//9     A     B	   C	 D	   E	 F		H	 L	 
0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x76, 0x38,
//n	   u	  -	  熄滅
0x37, 0x3E, 0x40, 0x00 };/*====================================
函數	： delay(uint z)
參數	：z 延時毫秒設定，取值范圍0-65535
返回值	：無
描述	：12T/Fosc11.0592M毫秒級延時
====================================*/
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 
/*====================================
函數	：KeyScan()
參數	：無
返回值	：無
描述	：4*4矩陣鍵盤與獨立鍵盤掃描
按鍵按下KeyValue全局變量值發生相應變化
====================================*/
void KeyScan()
{//4*4矩陣鍵盤掃描P3 = 0XF0;//列掃描if(P3 != 0XF0)//判斷按鍵是否被按下{delay(10);//軟件消抖10msif(P3 != 0XF0)//判斷按鍵是否被按下{switch(P3) //判斷那一列被按下{case 0xe0:	KeyValue = 0;	break;//第一列被按下case 0xd0:	KeyValue = 1;	break;//第二列被按下case 0xb0:	KeyValue = 2;	break;//第三列被按下case 0x70:	KeyValue = 3;	break;//第四列被按下 }P3 = 0X0F;//行掃描switch(P3) //判斷那一行被按下{case 0x0e:	KeyValue = KeyValue;	break;//第一行被按下case 0x0d:	KeyValue = KeyValue + 4;	break;//第二行被按下case 0x0b:	KeyValue = KeyValue + 8;	break;//第三行被按下case 0x07:	KeyValue = KeyValue + 12;	break;//第四行被按下 }while(P3 != 0X0F);//松手檢測	}}P3 = 0XFF;//獨立按鍵掃描if(P3 != 0XFF){delay(10);//軟件消抖10msif(P3 != 0XFF){switch(P3) //判斷那一行被按下{case 0xfe:	KeyValue = 16;	break;//S2被按下case 0xfd:	KeyValue = 17;	break;//S3被按下case 0xfb:	KeyValue = 18;	break;//S4被按下case 0xf7:	KeyValue = 19;	break;//S5被按下 }while(P3 != 0XFF);//松手檢測			}	}}void main()//main函數自身會循環
{WE = 1;//打開位選鎖存器P0 = 0XFE; //1111 1110WE = 0;//鎖存位選數據DU = 1;//打開段選鎖存器while(1){KeyScan();//20個按鍵鍵盤掃描P0 = tabel[KeyValue];//顯示按鍵值}	
}