《中等職業教育機電類專業規劃教材：單片機C語言實用教程》內容包括51單片機所有的內部硬件知識（I/O口控制、定時器、中斷、通信等），以及編寫C51單片機程序的C語言基礎知識，外圍硬件包括LED燈、獨立按鈕、鈕子開關、數碼管、繼電器、交/直流電動機、大/小液晶、點陣等。

龍建飛，張箭，珠海市理工職業技術學校責任教師，有多年的從教經驗，曾主編、參編教材多部。

第一章 單片機簡介和軟件使用
第二章 單片機基本I/O口的控制
任務一 用單片機控制發光二極管發光
任務二 單片機I/O控制發光二極管發光或熄滅
任務三 單片機I/O控制發光二極管的閃爍
任務四 延時函數在發光二極管閃爍中的運用
任務五 單片機控制發光二極管特效發光或閃爍
任務六 鈕子開關的應用
任務七 獨立按鈕的應用
任務八 單片機控制流水燈的顯示
第三章 單片機定時器和中斷技術
任務一 51單片機外部中斷在發光二極管中的應用
任務二 51單片機定時器在發光二極管中的應用
第四章 單片機控制數碼管的顯示
任務一 單片機控制數碼管的靜態顯示
任務二 單片機控制數碼管的動態顯示
任務三 單片機控制數碼管顯示00～99
任務四 指針控制數碼管的顯示數據
任務五 4×4鍵盤控制數碼管的顯示
第五章 單片機控制繫統的制作
第六章 單片機串口通信
任務一 單片機與上位機（計算機）通信
任務二 單片機雙機通信
第七章 單片機控制字符的顯示
任務一 單片機控制液晶1602的顯示
任務二 單片機控制液晶12864的顯示
任務三 單片機控制32×16點陣的顯示
第八章 單片機多任務模塊化編程
任務一 單片機模塊化編程控制LED閃爍
任務二 單片機多任務在模塊化編程上的應用
參考文獻

第三章單片機定時器和中斷技術任務一51單片機外部中斷在發光二極管中的應用
一、任務書 用單片機外部中斷INT0和INT1控制LED點亮、熄滅、閃爍和花樣顯示，電路如圖3—1所示。圖3—1單片機外部中斷控制發光二極管電路圖二、任務分析如圖3—1所示，利用連接在單片機INT0和INT1管腳上的按鈕SB3和SB4來控制LED發光、閃爍、流水燈的啟動、停止和一些簡單的設置，由於采用了中斷技術，不會因為長延時而使按鈕的響應變得遲緩。三、單片機控制程序（一）利用外部中斷INT0（按鈕SB3接單片機的INT0引腳 ）和外部中斷INT1（按鈕SB4接單片機的INT1引腳 ）控制LED燈的點亮和熄滅1外部中斷INT0控制1隻發光二極管LED0下載單片機程序，上電後LED1一直以05秒的時間間隔進行閃爍；當按下SB3時，LED0點亮；延時2秒，LED0熄滅，參考程序如下：01 #include 〈reg52h〉//調用52單片機頭文件reg52h
02 sbit LED0=P1^0；sbit LED1=P1^1；
03 void delay_1ms（unsigned int x）//延時函數，約1ms
04 {unsigned int i，j；
05for（i=x；i〉0；--i）for（j=114；j〉0；--j）；
06 }
07 void main（）{
08IT0=1；//設置外部中斷INT0觸發方式，下降沿觸發
09EX0=1；//啟動INT0中斷
10EA=1；//啟動總中斷
11while（1）{
12LED1=0；//點亮LED1
13delay_1ms（500）；//延時05秒
14LED1=1；//熄滅LED1
15delay_1ms（500）；
16}
17 }
18 void INT_0（void）interrupt 0//中斷子程序
19 {LED0=0；
20delay_1ms（2000）；//延時2秒
21LED0=1；
22 } 參考程序分析08～10行：外部中斷INT0的設置。① 設置中斷控制寄存器TCON中的中斷標志位IT0為1，說明連接在單片機INT0硬件上的信號要請求中斷，必須是下降沿。② 設置中斷允許寄存器IE中的EX0和EA為1，說明啟動的是外部中斷INT0，並且打開總中斷（EA=1）允許開關。12～15行：LED1閃爍程序。18～22行：外部中斷INT0的中斷處理函數，實現LED0點亮2秒後熄滅功能。中斷函數是處理中斷事件的專用函數，一般形式如下：void函數名（void）interrupt中斷號n［using寄存器組號］
{
語句組；
}（1）函數名是自定義的，但符合標識符的定義規則。（2）中斷號n與中斷源要相對應（如表3—1所示）。表3—1中斷源和中斷向量表
中斷號n優先級中斷源中斷入口地址01（最高）外部中斷0（INT0 P32）0003H12定時器0000BH23外部中斷1（INT1 P33）0013H34定時器10018H45（最低）串行口0023H（3）寄存器組號是可選項，可以由編譯軟件自動分配。51單片機內部RAM中有4組不同的工作寄存器組，每個寄存器組有8個工作寄存器R0～R7，所以寄存器組號可以取0～3之間常數。如果要設置一個工作寄存器組，則必須保證任何寄存器組在切換時不能發生衝突，否則將產生不正確的結果。建議初學者不要設置此項，讓編譯器自動分配即可。（4）中斷關鍵字“interrupt”不能寫錯，其後面不允許跟一個帶運算符的表達式，也不允許用於外部函數，如原來的延時函數名“delay”不能取名為“interrupt”。當正確定義了中斷程序之後，程序在運行時，若有中斷信號的請求，其CPU就會自動進入中斷程序執行其代碼。編寫中斷函數需要注意以下幾點：（1）函數內的程序盡可能短，否則會影響主程序的執行；（2）中斷函數不能有參數和返回值，隻能通過全局變量與其他函數進行數據傳遞；（3）中斷函數不需要調用，隻有設置好後它就會自動執行。2利用外部中斷INT0（按鈕SB3接單片機的INT0引腳 ）控制一隻發光二極管LED0下載單片機程序，上電後LED1一直以05秒的時間間隔進行閃爍；當按下SB3時，LED0點亮；當松開SB3時，LED0熄滅，中斷函數參考程序如下，與前面相同部分由讀者自行完善：01 void INT_0（void）interrupt0//中斷處理函數
02 {
03LED0=0；//點亮LED0
04while（SB3==0）；//等待SB3松開
05LED0=1；//熄滅LED0
06 } 參考程序分析01行：中斷函數名為“INT_0”，外部中斷0的中斷號為“0”，按下連接在INT0管腳上的SB3，則單片機自動跳到此處執行。04行：如果按下的SB3沒有松開，則單片機一直停在INT0中斷函數裡不能返回主程序執行，導致主程序中LED1閃爍長時間沒有響應。使用外部中斷步驟如下：（1）設置觸發類型。IT0、IT1置1時下降沿觸發外部中斷INT0和INT1，清零或單片機復位默認為0則為低電平觸發外部中斷INT0和INT1。（2）允許中斷。EA=1、EX0=1或EX1=1。有時要考慮優先級IP的設置。（3）編寫中斷函數。INT0中斷號n為0，INT1中斷號n為2。（二）利用外部中斷INT0（按鈕SB3接單片機的INT0引腳 ）和外部中斷INT1（按鈕SB4接單片機的INT1引腳 ）控制LED燈的閃爍1利用外部中斷INT0控制LED0的閃爍單片機上電後LED1一直以05秒的時間間隔進行閃爍；當按下SB3時，LED0閃爍3次後熄滅，時間間隔為1秒。中斷函數參考程序如下，與前面相同部分由讀者自行完善：01 void INT_0（void）interrupt0{//中斷函數
02unsigned char i；//定義局部字符型變量i，取值範圍0~255
03for（i=0；i〈6；++i）{//LED0閃爍3次
04LED0=!LED0；//LED0狀態取反
05delay_1ms（1000）；//延時1秒
06}
07 } 參考程序分析03行：由於LED0利用位取反運算符“！”，所以每取反兩次纔是閃爍1次，故“i〈6”。2利用外部中斷INT0控制LED0啟動閃爍外部中斷INT1控制LED0停止閃爍。單片機上電後LED0熄滅；當按下SB3時，LED0開始閃爍；當按下SB4時，LED0停止閃爍並熄滅。參考程序如下：01 #include 〈reg52h〉//調用52單片機頭文件reg52h
02 sbit LED0=P1^0；//定義P10引腳名為LED0，P要大寫*/
03 bitQT；//定義啟停標志位
04 void delay_1ms（unsigned int x）//延時函數，約1ms
05 {unsigned int i，j；
06for（i=x；i〉0；--i）for（j=114；j〉0；--j）；
07 }
08 void main（）{
09IT0=1；//設置外部中斷INT0觸發方式，下降沿觸發
10EX0=1；//啟動INT0中斷
11IT1=1；
12EX1=1；
13EA=1；//啟動總中斷
14while（1）{
15if（QT）{
16LED0=!LED0；//LED0取反
17delay_1ms（500）；//延時05秒
18}
19}
20 }
21 void INT_0（void）interrupt 0
22 {
23QT=1；//啟停標志位置1，啟動
24 }
25 void INT_1（void）interrupt 2
26 {
27LED0=1；//LED0熄滅
28QT=0；//啟停標志位置0，停止
29 } 參考程序分析03行：定義了一個全局位變量QT，利用QT的置1和置0作為啟動和停止的信號，而使QT發出這個信號的是在外部中斷函數“INT_0”和“INT_1”中。（三）利用外部中斷INT0（按鈕SB3接單片機的INT0引腳 ）和外部中斷INT1（按鈕SB4接單片機的INT1引腳 ）控制LED燈的花樣顯示1利用外部中斷INT0控制P1口上的8個LED花樣顯示單片機上電後接在P00口上的LED一直以05秒的時間間隔進行閃爍；當按下SB3時，8個LED從左到右依次點亮3次後熄滅。中斷函數參考程序如下，與前面相同部分由讀者自行完善：01 #include 〈reg52h〉//調用52單片機頭文件reg52h
02 sbit LED0=P0^0；/*定義P00引腳名為LED0，P要大寫*/
03 unsigned char code table［ ］={ 0xfe，0xfc，0xf8，0xf0，0xe0，0xc0，0xb80，0x00 }；
//輪流點亮
04 void delay_1ms（unsigned int x）//延時函數，約1ms
05 {unsigned int i，j；
06for（i=x；i〉0；--i）for（j=114；j〉0；--j）；
07 }
08 void main（）{
09IT0=1；//設置外部中斷INT0觸發方式，下降沿觸發
10EX0=1；//啟動INT0中斷
11EA=1；//啟動總中斷
12 while（1）{
13LED0=!LED0；//點亮LED0
14delay_1ms（500）；//延時05秒
15}
16 }
17 void INT_0（void）interrupt0{
18 unsigned char k；//定義數組下標循環變量
19 for（k=0；k〈8；++k）{//8是數組裡數據的個數
20P1=table［k］；//數組名為table，下標為變量k
21delay_1ms（1000）；//延時1秒
22 }
23 P1=0xff；//8個LED全部熄滅
24 } 參考程序分析當按下SB3後，單片機進入中斷函數開始執行流水燈程序，使得主函數中閃爍的LED0很久不能進行執行，保持在中斷前一刻的狀態，直到處理完中斷函數後LED0就又開始閃爍。2利用外部中斷INT0控制P1口上的8個LED花樣顯示的啟動外部中斷INT1按鈕SB4接單片機的INT1引腳 ）控制P1口上的8個LED花樣顯示的停止。單片機上電後8個LED熄滅；當按下SB3時，LED開始由中間向兩邊依次點亮（間隔時間為1秒），不斷循環；當按下SB4時，LED停止顯示並熄滅。參考程序如下：01 #include 〈reg52h〉//調用52單片機頭文件reg52h
02 sbit LED0=P0^0；//定義P00引腳名為LED0，P要大寫*/
03 bitQT；//啟動、停止標志位
04 unsigned char code table［ ］={ 0xe7，0xc3，0x81，0x00，0xff }；
//輪流點亮
05 void delay_1ms（unsigned int x）{//延時函數，約1ms
06unsigned int i，j；
07for（i=x；i〉0；--i）
08for（j=114；j〉0；--j）；
09 }
10 void main（）{
11unsigned char k；//定義數組下標循環變量
12IT0=1；//設置外部中斷INT0觸發方式，下降沿觸發
13EX0=1；//啟動INT0中斷
14IT1=1；
15EX1=1；
16EA=1；//啟動總中斷
17while（1）{
18if（QT） {
19P1=table［k］；//數組名為table，下標為變量k
20delay（1000）；//延時1秒
21if（++k〉=5）k=0；
22}
23else{
24P1=0xff；//LED熄滅
25k=0；
26}
27}
28 }
29 void INT_0（void）interrupt 0{
30QT=1；//啟停標志位置1，啟動
31 }
32 void INT_1（void）interrupt2{
33P1=0xff；//LED熄滅
34QT=0；//啟停標志位置0，停止
35 }四、應知應會知識鏈接（一）中斷的概念中斷就是主程序執行過程中，產生了另外一個緊急任務，需要打斷（暫停）主程序的執行，轉向執行緊急任務（中斷函數）。緊急任務完成後，再返回主程序原來被打斷的地方繼續執行接下來的主程序。舉一個例子，當你正在看書（執行主程序）→電話突然響起來（產生中斷信號1）→你在書上做記號，然後去拿起電話和對方進行通話（處理中斷1）→突然門鈴響了（產生中斷信號2）→你讓與你通話的對方稍等一下→你去開門並與來訪者交談片刻（處理中斷2）→交談結束，關好門→回到電話旁拿起電話繼續通話（中斷返回1）→通話結束掛上電話→拿起書，從作記號處繼續看書（中斷返回2）。上述例子是一個中斷嵌套，就是在中斷中又發生了一次中斷（開門交談）。在這三個任務（看書、打電話、接待來訪者）中，一個人不可能同時完成這三項任務，隻能采用中斷技術做完一件後再去做另一件。並且上述的中斷都是隨機的，不知道電話什麼時候響起，也不知道客人什麼時候來訪，在單片機中也是一樣的，突發或隨機的不確定事件，不可能在主程序中編寫程序，因為執行處理程序時，可能事件並沒有發生；或者事件發生的時候，可能處理程序還沒有執行到，就會錯過時機。所以，中斷程序就是很好地解決這種“隨機”事件處理的問題。通過中斷，單片機能夠多任務處理，提高了單片機的“應變”能力。（二）中斷控制的特殊功能寄存器：TCON、SCON、IP、IE在AT89S52單片機中，有4個寄存器是供用戶對中斷進行控制的，這4個寄存器分別是定時器控制寄存器TCON，串行口控制寄存器SCON，中斷允許控制寄存器IE，以及中斷優先控制寄存器IP。1定時器控制寄存器TCON（見表3—2）表3—2
位地址8F H 8E H 8D H 8C H 8B H 8A H 89 H 88 H 位名稱TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 （1）TF0（TF1）內部定時器/計數器0（定時器/計數器1）溢出中斷標志位如下：當片內定時器/計數器0（定時器/計數器1）計數溢出的時候，由單片機自動置1，而當進入了中斷服務程序之後再由單片機自動清零。（2）TR0（TR1）內部定時器/計數器0（定時器/計數器1）運行控制位如下：TR0（TR1）=1，啟動運行定時器T0（T1）。TR0（TR1）=0，停止運行定時器T0（T1）。（3）IE0（IE1）外部中斷請求標志位如下：當INT0（或INT1）引腳出現有效的請求信號，此位由單片機自動置1，而當進入了中斷服務程序之後再由單片機自動清零。（4）IT0（IT1）外部中斷觸發方式控制位如下：IT0（IT1）=1，脈衝觸發方式，下降沿觸發有效。IT0（IT1）=0，電平觸發方式，低電平有效。2串行口控制寄存器SCON（見表3—3）表3—3
位地址 9F H 9E H 9D H 9C H 9B H 9A H 99 H 98 H 位名稱 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI （1）TI 串行口發送中斷標志位如下：當單片機串行口發送完一幀數據後，此位由單片機自動置1，而當進入了中斷服務程 序之後是不會自動清零的，必須由用戶在中斷服務程序中用軟件清零。（2）RI串行口接收中斷標志位如下：當單片機串行口接收完一幀數據後，此位由單片機自動置1，而當進入了中斷服務程序之後是不會自動清零的，必須由用戶在中斷服務程序中用軟件清零。3中斷允許控制寄存器IE（見表3—4）表3—4
位地址AF H AE H AD H AC H AB H AA H A9 H A8 H 位名稱EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 （1）EA中斷允許總控制位如下：EA=0，關閉總中斷。EA=1，啟動總中斷，當啟動了總中斷後，再由各中斷源的中斷允許控制位進行設置。（2）ES串行中斷允許控制位如下：ES=0，關閉串行中斷。ES=1，啟動串行中斷。（3）（30EX0（EX1）外部中斷允許控制位如下：EX0（EX1）=0，關閉外部中斷0（外部中斷1）。（4）EX0（EX1）=1，啟動外部中斷0（外部中斷1）。ET0（ET1）定時中斷允許控制位如下：ET0（ET1）=0，關閉定時中斷0（定時中斷1）。ET0（ET1）=1，啟動定時中斷0（定時中斷1）。4中斷優先級控制寄存器IP（見表3—5）表3—5
位地址BF H BE H BD H BC H BB H BA H B9 H B8 H 位名稱PS PT1 PX1 PT0 PX0 （1）PX0（PX1）外部中斷0（外部中斷1）優先級設定位如下：PX0（PX1）=1，外部中斷0（外部中斷1）定義為最高優先級中斷。PX0（PX1）=0，外部中斷0（外部中斷1）定義為最低優先級中斷。（2）PT0（PT1）定時中斷0（定時中斷1）優先級設定位如下：PT0（PT1）=1，定時中斷0（定時中斷1）定義為最高優先級中斷。PT0（PT1）=0，定時中斷0（定時中斷1）定義為最低優先級中斷。（3）PS 串行通信優先級設定位如下：PS=1，串行通信定義為最高優先級中斷。PS=0，串行通信定義為最低優先級中斷。如果在同時收到幾個同一優先級的中斷請求時，哪一個中斷請求優先得到響應，取決於內部的查詢順序，其查詢順序為：外部中斷0定時器0中斷外部中斷1定時器中斷1串行中斷。優先級的作用如下：① 當一個中斷函數正在執行時，能被比它級別高的中斷所中斷。圖3—2外部中斷響應示意圖② 當一個中斷函數正在執行時，不能立即響應同級或低級的中斷請求。③ 同級中斷同時產生中斷請求時，先響應中斷號小的中斷。④ 當一個中斷函數正在執行時，產生的同級或低級的中斷請求，如果前一個中斷函數執行完成時，同級或低級的中斷請求信號不存在了（標志位被清零），則中斷不會發生。（三）中斷響應如圖3—2所示，正常情況下單片機執行主程序，但是如果有中斷事件的發生，它就會把當前的事件保存起來，去執行中斷程序，當執行完中斷程序之後，再回來原來主程序的程序段中開始執行。圖3—2為中斷響應的流程。在允許中斷時，一旦出現中斷信號，就會進入中斷執行中斷程序。不同的中斷源，執行中斷程序的方法不同，但流程是相似的。（1）保護現場。指保護主程序當前的數據。對於C語言編程，保護現場是自動的。（2）執行中斷程序。根據中斷號來選擇執行專門的中斷函數，完成中斷事件的處理。（3）中斷返回。中斷程序執行完時，需要恢復主程序的現場，以便主程序能接著剛纔被中斷的地方繼續執行下去。對於C語言編程，恢復現場是自動的。