了得網計算機/網絡_51單片機C語言學習之道——語法、函數、Keil工具及項目實戰

產品特色

編輯推薦

《51單片機C語言學習之道》體繫完善、循序漸進、深入淺出，從*簡單的編程實例入手，通過大量具有代表性的實例講述了51單片機C語言編程方法、硬件結構及應用。共分三篇：入門篇、應用篇、綜合篇。入門篇主要講解單片機的基礎知識、C語言調試軟件Keil的使用方法、C51函數的用法。應用篇講解了定時計數器和中斷的用法，並介紹了一些常用器件的驅動。綜合篇則結合一些生產和生活的實例，介紹了一些實際應用中的單片機繫統軟硬件設計方法。

內容簡介

本書從*簡單的編程實例入手，由淺入深、循序漸進地講述了51單片機C語言編程方法、硬件結構及應用，可以幫助讀者快速掌握51單片機。本書共分三大部分：入門篇、應用篇、綜合篇。入門篇主要講解單片機和C51的基礎知識、C語言調試軟件Keil的使用方法、C51函數的用法；應用篇講解了定時計數器和中斷的用法，分章節講解一些常用器件的驅動，如數碼管、LCD、鍵盤、串行口、溫度傳感器、時鐘芯片等；綜合篇則結合實例，介紹了一些實際應用中的單片機繫統軟硬件設計方法。本書特點體繫完善、由淺入深、實例豐富，可以幫助單片機愛好者快速上手，大量實例具有代表性，可以使讀者通過學習舉一反三，快速提高設計水平。書中大部分內容來自科研和教學實踐，許多C程序代碼都經過配套單片機學習板調試通過，可以直接應用於工程項目中。本書可作為單片機愛好者和工科電類相關專業大學生的學習用書，既適用於51單片機初學者，也可以作為51單片機項目開發人員的參考書。

作者簡介

孫鵬，副教授，主要從事電子工程方面的教學與科研工作，發表論文20餘篇，獲得科技獎勵1項，在單片機繫統設計方面具有豐富的教學經驗和實踐經驗。

入門篇
第1章基礎知識
1.1什麼是單片機
1.2如何學好單片機
1.3單片機中的數制和數制轉換
1.3.1單片機的數制
1.3.2不同數制之間的轉換
1.4二進制的邏輯運算
1.5單片機中的常用編碼
1.6單片機的引腳功能
1.7單片機的C51基礎
1.7.1C語言的突出優點
1.7.2語言程序的基本結構
1.7.3數據類型

入門篇

第1章基礎知識

1.1什麼是單片機

1.2如何學好單片機

1.3單片機中的數制和數制轉換

1.3.1單片機的數制

1.3.2不同數制之間的轉換

1.4二進制的邏輯運算

1.5單片機中的常用編碼

1.6單片機的引腳功能

1.7單片機的C51基礎

1.7.1C語言的突出優點

1.7.2語言程序的基本結構

1.7.3數據類型

1.7.4C51中的運算符

1.7.5C51中的函數

思考題

本章小結

第2章Keil軟件使用方法

2.1Keil μVision4的工作界面

2.2Keil μVision4的菜單欄

2.3Keil工程的建立

2.4Keil程序的調試

2.4.1啟動執行菜單

2.4.2調試步驟與事項

2.4.3調試窗口介紹

2.5點亮一個發光二極管

2.5.1原地踏步指令的應用

2.5.2延時程序設計

2.6流水燈的控制

2.6.1延時子程序的應用

2.6.2移位指令的應用

2.6.3循環移位指令的應用

思考題

本章小結

應用篇

第3章單片機C語言開發基礎

3.1運算符的應用

3.2C語言的語句

3.2.1if語句

3.2.2switch…case多分支選擇語句

3.2.3do…while循環語句

3.3C語言的數組

3.3.1一維數組

3.3.2二維數組

3.3.3字符數組

3.3.4數組的應用

3.3.5數組作為函數參數

3.4C語言的指針

3.4.1指針的定義和引用

3.4.2指針的應用

3.4.3指針作函數參數的應用

3.4.4函數型指針的應用

3.5C語言的編譯預處理

思考題

本章小結

第4章單片機的定時器/計數器和中斷

4.1單片機的定時器/計數器

4.1.1基本概念

4.1.2結構及工作原理

4.1.3控制寄存器與功能設置

4.2單片機的中斷

4.2.1基本概念

4.2.2中斷繫統的結構及控制

4.3定時器/計數器和中斷的應用

思考題

本章小結

第5章數碼管的顯示及驅動

5.1數碼管顯示原理

5.2數碼管的靜態和動態顯示

5.3數碼管顯示的編程實現

5.4數碼管計時顯示的實現

思考題

本章小結

第6章鍵盤接口技術

6.1獨立式鍵盤

6.1.1工作原理

6.1.2獨立式鍵盤的編程實現

6.2矩陣式鍵盤

6.2.1工作原理

6.2.2矩陣式鍵盤的編程實現

思考題

本章小結

第7章A/D和D/A的應用

7.1D/A轉換器的工作原理與性能指標

7.2A/D轉換器的工作原理與性能指標

7.3XPT2046芯片功能

7.4D/A轉換器DAC0832

7.5A/D和D/A轉換的實現方法

7.6A/D轉換的編程

7.7D/A轉換的編程

思考題

本章小結

第8章串行口的應用

8.1基本概念

8.2串行口的結構

8.3串行口控制寄存器

8.4工作方式與波特率設置

8.5串行通信的實現

8.5.1硬件實現

8.5.2軟件實現

思考題

本章小結

第9章液晶顯示器的驅動

9.1字符型LCD1602的工作原理

9.2LCD1602的軟件編程實現

9.3圖形LCD12864工作原理

9.4LCD12864的軟件編程實現

思考題

本章小結

第10章常用功能器件的應用

10.1IIC總線AT24C02芯片的應用

10.1.1AT24C02的工作原理

10.1.2AT24C02的編程應用

10.2DS1302時鐘芯片的應用

10.2.1DS1302時鐘芯片的工作原理

10.2.2DS1302的編程應用

10.3溫度傳感器DS18B20的應用

10.3.1DS18B20的工作原理

10.3.2DS18B20的編程實現

10.4紅外檢測的應用

10.4.1紅外檢測原理

10.4.2紅外檢測的軟件編程實現

10.5LED點陣顯示的應用

10.5.1LED點陣顯示原理

10.5.2LED點陣顯示的編程實現

思考題

本章小結

綜合篇

第11章綜合應用設計

11.1電子琴的設計

11.1.1電子琴工作原理

11.1.2軟件設計

11.2帶鬧鈴的電子萬年歷設計

11.3溫控器設計

11.4一氧化碳濃度報警器設計

11.4.1硬件選型

11.4.2報警器電路設計

11.4.3報警器軟件設計

11.5比賽計分器的設計

11.5.1計分器的硬件設計

11.5.2計分器的軟件設計

11.6十字路口交通燈模擬控制

11.6.1設計任務分析

11.6.2交通燈軟件設計

本章小結

附錄：學習板說明

參考文獻

前言

單片機是芯片級的微型計算機繫統，具有性價比高、功耗低、易於開發等優點，可以嵌入各種應用繫統中，以實現智能化控制。近20年來，嵌入式C語言的推廣普及，片載Flash程序存儲器及其在繫統內可編程（InSystem Programming,ISP）和在應用中編程（InApplication Programming,IAP）技術的廣泛采用，使得單片機越來越受到廣大電子工程師的歡迎。
C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，並具備彙編語言的功能。用C語言來編寫程序會大大縮短開發周期，可以明顯增加程序的可讀性，便於改進和擴充。采用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。本書側重於實際應用，從單片機的基礎知識入手，按照由淺入深、循序漸進的方式，讓讀者能夠快速掌握單片機C51的編程方法。
傳統的單片機教程都是開篇即介紹大量的單片機軟件和硬件知識，這些知識點信息量大、不容易記憶，提高了讀者入門的難度。而本書則結合單片機學習板，對於每個知識點都以一邊學習、一邊編程和調試的方式，讓讀者在邊學邊做中增加單片機的學習興趣，以降低入門難度，使讀者快速上手。

C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，並具備彙編語言的功能。用C語言來編寫程序會大大縮短開發周期，可以明顯增加程序的可讀性，便於改進和擴充。采用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。本書側重於實際應用，從單片機的基礎知識入手，按照由淺入深、循序漸進的方式，讓讀者能夠快速掌握單片機C51的編程方法。

傳統的單片機教程都是開篇即介紹大量的單片機軟件和硬件知識，這些知識點信息量大、不容易記憶，提高了讀者入門的難度。而本書則結合單片機學習板，對於每個知識點都以一邊學習、一邊編程和調試的方式，讓讀者在邊學邊做中增加單片機的學習興趣，以降低入門難度，使讀者快速上手。

本書內容豐富、實用性強、圖文並茂，各章內容相對獨立，脈絡清晰，既方便初學者自學，又方便項目開發人員查閱資料。本書還提供了大量在學習板上已調試通過的程序，軟件編排上注意由淺入深，減少重復性，信息量大，內容覆蓋面廣，程序完善，講解翔實，特別有利於初學者深入理解C語言的編程思路。基於C語言的可移植性，這些程序可以直接應用到工程項目的開發中，縮短開發周期。

本書配套資源包括本書全部源程序代碼和大量單片機軟件開發所需的資料。同時，作者還可提供配套單片機學習板，可幫助讀者邊學邊練，提高單片機開發實踐能力，達到使讀者快速掌握單片機的目的。

本書內容共分3篇，分別為入門篇、應用篇、綜合篇，對各篇內容編排及學習建議如下：

入門篇主要講解單片機和C51的基礎知識、C語言調試軟件Keil的使用方法、C51函數的用法。讀者對於第1章單片機的有關基礎知識可以簡單了解；第2章可以從2.5節的“點亮一個發光二極管”開始，學習Keil軟件的使用方法，包括工程建立、程序的編譯、軟件的調試，在遇到問題時再回頭查詢軟件具體用法，通過實例快速掌握軟件；第3章要注意以具體程序分析為主，通過實例深入理解函數的用法。

應用篇講解了定時計數器和中斷的用法，並分章節主要講解了一些常用器件的驅動，如數碼管、LCD、鍵盤、串行口、溫度傳感器、時鐘芯片等器件是構成常用單片機繫統的器件，掌握好這些器件的用法，對單片機繫統設計很有必要。同時，這裡也提供了大量經過實際調試通過的程序，基於C語言的可移植性，51單片機項目開發人員可以直接把其中的一些子程序用於自己的項目中，縮短開發周期。

綜合篇主要列舉了幾個基於單片機的繫統軟硬件設計方法。這些實例綜合了前面各章的知識，具有一定代表性。深入學習這些知識，對於單片機愛好者從事單片機開發會很有幫助。

在本書編寫過程中參考了大量的51單片機原理及相關著作，在此向這些作者表示感謝！由於編者知識水平和經驗有限，書中難免存在缺點和錯誤，敬請廣大讀者給予批評指正。作者的電子郵箱地址為splyc 916@sina.com，您在使用本書過程中遇到任何問題都可進行咨詢。

本書由孫鵬主編，同時為編寫工作提供幫助的老師還有宋一兵、馮新宇、管殿柱、王獻紅、李文秋、張忠林、趙景波、曹立文、郭方方、初航等，在此一並感謝。

感謝您選擇了本書，希望我們的努力對您的工作和學習有所幫助，也希望您把對本書的意見和建議告訴我們。

在線試讀

第3章單片機C語言開發基礎
1.7節已經介紹了C語言的結構、數據類型、運算符、函數，本章將主要通過C語言編程控制學習板上的流水燈，學習如何靈活運用C語言中的運算符、控制語句、數組、指針、預處理。本章內容可以說是對C51知識點的一個完整總結，內容較多，初學者全面掌握有一定難度。初學者對其中一些知識點可做簡單了解，在後續章節的學習中再結合具體應用，以加深理解。
3.1運算符的應用
C語言中的運算符主要包括：算術運算符、關繫運算符、邏輯運算符、賦值運算符等。以下就是幾個應用運算符來編程的實例。
【例31】用單片機實現乘法78×18的運算，並通過P2口的發光二極管分時顯示結果的高八位和低八位狀態。

分析：先設置兩個字符型變量i和j，將它們分別賦值為78和18，可以先計算它們相乘的結果為1404，等於十六進制數0x057C，在程序中用變量s保存它們相乘的這個結果。因為i和j的值小於255，所以用字符型變量保存即可；變量s的值大於255並小於65535，所以必須保存為整型變量。相乘的十六位結果在八位並口P2上顯示，隻能把它拆成高八位和低八位分別顯示，顯示時，為區別高八位和低八位，它們中間讓發光二極管全滅，並停頓1s。變量s高八位的二進制數是0000 0101B，因為發光二極管的狀態是並口為高時熄滅，所以高八位送顯示時，將有位、倒數第二位的燈熄滅，其他燈亮；變量s低八位的二進制數是0111 1100B，當高八位送顯示時，將有位、位兩位燈亮，其他燈熄滅。我們可以把以下程序下載到學習板，觀察顯示狀態是否正確。
#include reg51.h
#define uint unsigned int //宏定義
#define uchar unsigned char
delay()
{
uint m,n;

第3章單片機C語言開發基礎

1.7節已經介紹了C語言的結構、數據類型、運算符、函數，本章將主要通過C語言編程控制學習板上的流水燈，學習如何靈活運用C語言中的運算符、控制語句、數組、指針、預處理。本章內容可以說是對C51知識點的一個完整總結，內容較多，初學者全面掌握有一定難度。初學者對其中一些知識點可做簡單了解，在後續章節的學習中再結合具體應用，以加深理解。

3.1運算符的應用

C語言中的運算符主要包括：算術運算符、關繫運算符、邏輯運算符、賦值運算符等。以下就是幾個應用運算符來編程的實例。
【例31】用單片機實現乘法78×18的運算，並通過P2口的發光二極管分時顯示結果的高八位和低八位狀態。

分析：先設置兩個字符型變量i和j，將它們分別賦值為78和18，可以先計算它們相乘的結果為1404，等於十六進制數0x057C，在程序中用變量s保存它們相乘的這個結果。因為i和j的值小於255，所以用字符型變量保存即可；變量s的值大於255並小於65535，所以必須保存為整型變量。相乘的十六位結果在八位並口P2上顯示，隻能把它拆成高八位和低八位分別顯示，顯示時，為區別高八位和低八位，它們中間讓發光二極管全滅，並停頓1s。變量s高八位的二進制數是0000 0101B，因為發光二極管的狀態是並口為高時熄滅，所以高八位送顯示時，將有位、倒數第二位的燈熄滅，其他燈亮；變量s低八位的二進制數是0111 1100B，當高八位送顯示時，將有位、位兩位燈亮，其他燈熄滅。我們可以把以下程序下載到學習板，觀察顯示狀態是否正確。
#include
#define uint unsigned int //宏定義
#define uchar unsigned char
delay()
{
uint m,n;

for(m=1000;m>0;m--)
for(n=110;n>0;n--);
}
void main()
{
uint s;//保存乘法結果
uchar i,j; //保存相乘的因數
i=78;
j=18;
s=i*j;
while(1)
{
P2=s/256; //取乘積的高八位送P2口顯示
delay();
P2=0xff;
delay();
P2=s%256; //取乘積的低八位送P2口顯示
delay();
}
}

程序中用指令“P2=s/256”取變量s的高八位送顯示，指令右面的算式變量s除以256後取整，所以P2得到的是乘積的高八位。而用指令P2=s%256取變量s的低八位送顯示，符號“%”表示取s和256相除的餘數，即變量s的低八位。通過這個例子，我們練習了除法和取餘運算的用法。如果修改程序中i和j所賦的初值，還可以得到其他情況下乘法運算的結果。

這個程序裡用到了宏定義，宏定義的格式為：

#define 新名稱原內容

#define命令的作用是：用“新名稱”代替後面的“原內容”，一般用於“原內容”比較長，又在程序裡反復用到的情況。這樣如果在程序中出現“原內容”，就可以用一個比較簡短的“新名稱”代替，使程序的書寫更加簡化。例如，本例在程序開始已經做了宏定義“#define uint unsigned int”，在此宏定義的後面，所有應該寫unsigned int的地方，都用uint代替了。同一個程序中，宏定義對一個內容隻能定義一次。

【例32】用16個發光二極管顯示除法運算結果。
在學習板上除了P2口接的8個發光二極管以外，P3口利用串並轉換接口芯片74HC595也擴展了8個發光二極管。電路如圖31所示。

其中，芯片74HC595是八位串行輸入轉並行輸出移位寄存器。引腳SER(14)是串行移位輸入引腳，串行數據從低位到高位在該引腳輸入；引腳SRCLK(11)移位時鐘輸入引腳，該引腳的上升沿可以使14腳的數據輸入芯片內，即該引腳的上升沿控制數據串行移入；引腳RCLK(12)並行輸出時鐘端，通常情況下該引腳保持低電平，當串行數據移入完成時，

圖31發光二極管硬件驅動電路圖注：接地符號與軟件界面截圖保持一致，全書同。

該引腳產生一個上升沿，將剛纔移入的數據在QA~QH端並行輸出。由74HC595的工作原理可見，僅用了這一個芯片，就可以隻占用單片機的3個I/O口(即P3.4~P3.6)來驅動8個發光二極管，大大節約了硬件資源。感興趣的讀者可以把例31中乘法運算的程序修改一下，結果在圖31的16位發光二極管上顯示出來。
假設本例中除法運算為“10÷6”結果隻保留一位小數，結果中整數部分可以在P2口的發光二極管上顯示，結果中，小數部分在74HC595擴展的發光二極管上顯示。程序如下：

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