蓝侨杯单片机编程笔记胡昶威.docx

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蓝侨杯单片机编程笔记胡昶威

蓝桥杯单片机编程笔记

一点说明

本笔记为准备第六届蓝桥杯单片机组省赛时写下，其中知识点不乏有所错漏、理解偏颇，但都是经实际测试代码，仅用于应付比赛使用。

作者：

胡昶威

一、IO口编程1

二、数码管动态扫描和定时器3

三、矩阵键盘5

四、串口通讯和串口中断9

五、外部中断的使用14

六、实时时钟DS1302的使用14

七、PCF8591与IIC总线的使用16

八、DS18B20温度芯片的使用22

九、超声波传感器的使用23

十、步进电机与直流电机的使用26

十一、扩展：

宏定义编程方法（推荐）29

十二、注意事项（常见编程错误）33

一、IO口编程

IO编程，该开发板使用了573锁存器，通过P2口的5,6,7位连接3-8译码器，扩展出了8个口，其中4个口分别连接4个573锁存器，这里以ＬＥＤ的锁存器来举例：

原理图５７３：

分析代码：

Ｐ２＝（（Ｐ２＆０ｘ１ｆ）｜０ｘ８０）；

其中０ｘ１ｆ＝０００１　１１１１，Ｐ２与０ｘ１ｆ进行与运算，高三位清零，其余位保持原来状态，不改变，即把控制３－８译码器的高三位留出来：

接着再或上０ｘ８０；容易发现０ｘ８０＝１０００　００００；或运算，与１或结果为１，与０或结果不变，所以或上０ｘ８０只需看Ｐ２的高三位，则高三位为１００，对应３－８译码器的话，Ｐ２＾７＝１；Ｐ２＾６＝０；Ｐ２＾５＝０；

所以输出Ｙ４＝０；Ｙ４再经过与非运算，看下图示：

则输出Ｙ４Ｃ＝１；即ＬＥＤ对应的锁存器的片选信号被选中，锁存器打通，接下来就可以对Ｐ０口进行操作，操作完之后，

Ｐ２＝Ｐ２＆０ｘ１ｆ；Ｐ２高三位直接清零，此时Y4C=0，则把锁存器锁上了。

类似的方法，数码管、蜂鸣器等都是如此操作，

选中锁存器代码：

P2=（（P2&0x1f）|（这里填对应锁存器的位移号））。

二、数码管动态扫描和定时器

数码管显示分为段选和位选，

数码管定义和显示函数：

codeunsignedchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

unsignedchardspbuf[]={10,10,10,10,10,10,10,10};

unsignedchardspcom=0;

voiddisplay（）

{

//段选，消隐

P2=（（P2&0x1f）|0xe0）;

P0=0xff;

P2=P2&0x1f;

//位选

P2=（（P2&0x1f）|0xc0）;

P0=（1<

P2=P2&0x1f;

//段码输入

P2=（（P2&0x1f）|0xe0）;

P0=tab[dspbuf[dspcom]];

P2=P2&0x1f;

if（++dspcom==8）

dspcom=0;

}注意：

这里1左移dspcom位，刚开始dspcom=0，则1左移dspcom位依旧为1，接着dspcom每次自增1,1对应二进制00000001，即把1每次向左移，每次都比上一次多移一位，直至8位移完，对应8个数码管。

定时器配置：

这里只需记住定时器的配置，知道怎么使用就可以了。

首先有两个定时器，T0和T1，（也有的单片机有T2），定时器有4种工作方式0,1,2,3；其中最常用的是方式1（16位），其次是方式2（8位自动重装，串口通讯中断会用到）。

定时器需要配置：

TMOD|=0x01;配置成使用定时器0，工作方式为1；同理使用定时器1工作方式1：

TMOD|=0x10;则同时使用两个定时器且工作方式为1，那么可以：

TMOD|=0x11；

定时器1配置成工作方式2：

TMOD|=0x20;

接着配置（以定时器0举例）：

TH0=（65535-2000）/256;//配置初值

TL0=（65535-2000）%256;

ET0=1；

TR0=1；//定时0中断

EA=1;//总中断

定时器1也是同理的，只不过0要改成1.

接着定时中断函数和优先级：

定时器0

voidisr_timer_0（void）interrupt1//默认中断优先级1

{

TH0=（65536-2000）/256;

TL0=（65536-2000）%256;//定时器重载

display（）;

}

定时器1：

voidisr_timer_1（void）interrupt3//默认中断优先级3

{

TH0=（65536-2000）/256;

TL0=（65536-2000）%256;//定时器重载

display（）;

}

注意：

定时器0优先级为1，定时器1为3，串口中断优先级为4，总共有5个中断源，后面还会介绍外部中断和串口中断。

数码管动态扫描，显示函数放在定时中断函数里面，2ms扫一次是最稳定的！

！

三、矩阵键盘

矩阵键盘需要死记了！

这里不再讲独立键盘。

第二种单片机键盘扫描代码（没有消抖）：

sfrP4^4=0xC0;

//键盘定义

sbitr1=P3^0;//4行

sbitr2=P3^1;

sbitr3=P3^2;

sbitr4=P3^3;

//4列

sbitc1=P4^4;

sbitc2=P4^2;

sbitc3=P3^5;

sbitc4=P3^4;

//读取矩阵键盘键值

unsignedcharkey_scan（）

{

unsignedcharkey_value;

r1=0;

r2=r3=r4=1;

c1=c2=c3=c4=1;

if（!

c1）key_value=0;

elseif（!

c2）key_value=1;

elseif（!

c3）key_value=2;

elseif（!

c4）key_value=3;

r2=0;

r1=r3=r4=1;

c1=c2=c3=c4=1;

if（!

c1）key_value=4;

elseif（!

c2）key_value=5;

elseif（!

c3）key_value=6;

elseif（!

c4）key_value=7;

r3=0;

r2=r1=r4=1;

c1=c2=c3=c4=1;

if（!

c1）key_value=8;

elseif（!

c2）key_value=9;

elseif（!

c3）key_value=10;

elseif（!

c4）key_value=11;

r4=0;

r2=r3=r1=1;

c1=c2=c3=c4=1;

if（!

c1）key_value=12;

elseif（!

c2）key_value=13;

elseif（!

c3）key_value=14;

elseif（!

c4）key_value=15;

returnkey_value;

}

四、串口通讯和串口中断

串口中断配置只需记住几个寄存器就行了，

初始化：

SCON=0x50;//串口配置成模式1

TMOD|=0x20;//定时器1，方式2,8位自动重装

TH1=256-（unsigbedchar）（SYSTEMCLOK/BAUDRATE/384+0.5）;//定时初值

ES=1;//串口中断打开

TR1=1;//启动定时器1

EA=1;//总中断打开

这里必须使用定时器1，不能用定时器0.

下面是模块化的函数：

voidUart_Init（）

{

SCON=0x50;

TMOD|=0x20;

TH1=256-（SYSREMCLOCK/BAUDRATE/384+0.5）;

ES=1;

TR1=1;

EA=1;

}

voidUartSend（unsignedchar*pBuff,intlength）

{

unsignedcharc;

inti=0;

for（i=0;i

{

c=pBuff[i];

SBUF=c;

while（TI==0）;

TI=0;

}

}

接收数据可以这样写：

定义全局变量：

unsignedcharuart_buf[100];//串口缓冲区

unsignedintuart_Count=0;//串口数据长度

voiduart_inte（）interrupt4

{

unsignedcharc;

if（RI）

{

RI=0;

c=SBUF;

uart_buf[uart_Count]=c;

uart_Count++;

}

}

如果可以指定的接收，可以这样写

//串口中断服务函数

voidisr_uart（void）interrupt4{

if（RI）{

RI=0;//清除接收标志位

rxbuf[rxcnt]=SBUF;

if（rxbuf[rxcnt]=='\n'）{

rxcnt=0;

rx_over=1;

ES=0;

//回车为接收结束标志，检测到回车符后，关闭串口中断

}

else{

rxcnt++;

}

}

}

当接收完一帧数据时关闭串口中断，设一个标志位，处理完之后再打开。

#include"reg51.h"

#include"intrins.h"

typedefunsignedcharBYTE;

typedefunsignedintWORD;

BYTEcode_tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};

chararry[10]="ICANPLAY";

unsignedcharx;

#defineBAUD115200//串口波特率

#defineNONE_PARITY0//无校验

#defineODD_PARITY1//奇校验

#defineEVEN_PARITY2//偶校验

#defineMARK_PARITY3//标记校验

#defineSPACE_PARITY4//空白校验

#definePARITYBITNONE_PARITY//定义校验位

sfrAUXR=0x8e;//辅助寄存器

sfrP_SW1=0xA2;//外设功能切换寄存器1

#defineS1_S00x40//P_SW1.6

#defineS1_S10x80//P_SW1.7

sbitP22=P2^2;

bitbusy;

voidSendData（BYTEdat）;

voidSendString（char*s）;

voidmain（）

{

ACC=P_SW1;

ACC&=~（S1_S0|S1_S1）;//S1_S0=0S1_S1=0

P_SW1=ACC;//（P3.0/RxD,P3.1/TxD）

//ACC=P_SW1;

//ACC&=~（S1_S0|S1_S1）;//S1_S0=1S1_S1=0

//ACC|=S1_S0;//（P3.6/RxD_2,P3.7/TxD_2）

//P_SW1=ACC;

//

//ACC=P_SW1;

//ACC&=~（S1_S0|S1_S1）;//S1_S0=0S1_S1=1

//ACC|=S1_S1;//（P1.6/RxD_3,P1.7/TxD_3）

//P_SW1=ACC;

//#if（PARITYBIT==NONE_PARITY）

SCON=0x50;//8位可变波特率

//#elif（PARITYBIT==ODD_PARITY）||（PARITYBIT==EVEN_PARITY）||（PARITYBIT==MARK_PARITY）

//SCON=0xda;//9位可变波特率,校验位初始为1

//#elif（PARITYBIT==SPACE_PARITY）

//SCON=0xd2;//9位可变波特率,校验位初始为0

//#endif

AUXR=0x40;//定时器1为1T模式

TMOD=0x20;//定时器1为模式2（8位自动重载）

TL1=（256-（FOSC/32/BAUD））;//设置波特率重装值

TH1=（256-（FOSC/32/BAUD））;

TR1=1;//定时器1开始工作

ES=1;//使能串口中断

EA=1;

while

（1）

{

//SendString（arry）;

SendString（"ICANPLAY~~\r\n"）;//上位机显示接收文本模式

//SendData（x）;

}

}

/*----------------------------

UART中断服务程序

-----------------------------*/

voidUart（）interrupt4using1

{

if（RI）//单片机接收数据，发送数字0~9,可在数码管上显示，发送hex模式

{

RI=0;//清除RI位

//P0=SBUF;

x=SBUF;//将缓存器的数据赋值给x

P0=0xff;//消隐

P2|=0xe0;

P2&=0x1f;

P0=code_tab[x];//段选

P2|=0xe0;

P2&=0x1f;

P0=0x01;//位选第一位

P2|=0xc0;

P2&=0x3f;

}

if（TI）

{

TI=0;//清除TI位

busy=0;//清忙标志

}

}

/*----------------------------

发送串口数据

----------------------------*/

voidSendData（BYTEdat）

{

while（busy）;//等待前面的数据发送完成

ACC=dat;//获取校验位P（PSW.0）

if（P）//根据P来设置校验位

{

#if（PARITYBIT==ODD_PARITY）

TB8=0;//设置校验位为0

#elif（PARITYBIT==EVEN_PARITY）

TB8=1;//设置校验位为1

#endif

}

else

{

#if（PARITYBIT==ODD_PARITY）

TB8=1;//设置校验位为1

#elif（PARITYBIT==EVEN_PARITY）

TB8=0;//设置校验位为0

#endif

}

busy=1;

SBUF=ACC;//写数据到UART数据寄存器

}

/*----------------------------

发送字符串

----------------------------*/

voidSendString（char*s）

{

while（*s）//检测字符串结束标志

{

SendData（*s++）;//发送当前字符

}

}

记不住可以看手册！

！

#include"reg51.h"

#include"intrins.h"

typedefunsignedcharBYTE;

typedefunsignedintWORD;

#defineBAUD115200

sfrAUXR=0x8e;//辅助寄存器

sbitP22=P2^2;

bitbusy;

voidSendData（BYTEdat）;

voidSendString（char*s）;

voidmain（）

{

SCON=0x50;

AUXR=0x40;//设置定时器T1为1T，即一个机器周期模式

TMOD=0x20;

TL1=（256-（FOSC/32/BAUD））;

TH1=（256-（FOSC/32/BAUD））;

TR1=1;

ES=1;

EA=1;

SendString（"Hello"）;

while

（1）;

}

voidUart（）interrupt4using1

{

if（RI）

{

RI=0;

P0=SBUF;

}

if（TI）

{

TI=0;

busy=0;

}

}

voidSendData（BYTEdat）

{

while（busy）;

busy=1;

SBUF=dat;

}

voidSendString（char*s）

{

while（*s）

{

SendData（*s++）;

}

}

五、外部中断的使用

#include

sbitL1=P0^0;

intmain（）{

IT0=1;//IT0=1，下降沿触发外部中断0，IT0=0边沿触发

EX0=1;//使用外部中断0

EA=1;

while

（1）{

}

}

voidEx_int0（）interrupt0//外部中断优先级最高

{

P2=（（P2&0x1f）|0x80）;

L1=~L1;

P2=（P2&0x1f）;

}

其中，外部中断的引脚控制是P3^2，P3^3，即对应独立按键的S5，S4。

六、实时时钟DS1302的使用

蓝桥杯提供函数，解释为：

里面的命令和写入的数据可以看芯片手册：

左侧的READ、WRITE分别是读写的命令，BIT7-BIT0是要写入的数据，根据需要进行配置。

DS1302只需记住这两个函数即可：

Write_Ds1302（，）与Read_Ds1302（x），配置看手册。

重点：

芯片表说明：

第一行：

秒->因为秒的范围是0-59，所以6,5,4位表示秒的十位，3,2,1，0表示个位，十位最大是5，所以三位即可。

第二行：

跟上面一样；

第三行：

7位：

1为12小时制，0为24小时制；5位：

12小时制时为0表示上午，1表示下午，24小时制时，和4位一起表示小时的十位；

其余的时间一样的表示。

倒数第二行：

只看7位：

为1时禁止写数据，所以开始写数据时必须置0；

读数时：

！

！

需要加“写操作这一行代码”。

读的话直接按照命令读即可。

DS1302进阶（BCD码转换）：

解决之前60秒不能进位的问题。

1）写入初始值时，要把10十进制数转换为ＢＣＤ码，

例：

写入时间－＞１７:

５８:

５０

Ds1302_Single_Byte_Write（0x8e,0x00）;//写操作

Ds1302_Single_Byte_Write（0x85,（（17/10）<<4|（17%10）））;//写时

Ds1302_Single_Byte_Write（0x83,（（58/10）<<4|（58%10）））;//写分

Ds1302_Single_Byte_Write（0x81,（（50/10）<<4|（50%10）））;//写秒

Ds1302_Single_Byte_Write（0x8e,0x80）;//写保护

即转换的公式是：

（（Value/10）<<4|（Value%10）），可以写一个settime（）函数。

2）读数：

读回来的数要进行转换成十进制数

（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;

八进制转十进制->

ReadValue=Ds1302_Single_Byte_Read（0x85）;

hour=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;

！

！

（这句一定不要省）Ds1302_Single_Byte_Write（0x00,0x00）;//写操作

ReadValue=Ds1302_Single_Byte_Read（0x83）;

minute=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;

Ds1302_Single_Byte_Write（0x00,0x00）;//写操作

ReadValue=Ds1302_Single_Byte_Read（0x81）;

sec=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;

Ds1302_Single_Byte_Write（0x00,0x00）;//写操作

显示：

dspbuf[0]=hour/10;

dspbuf[1]=hour%10;

dspbuf[2]=minute/10;

dspbuf[3]=minute%10;

dspbuf[4]=sec/10;

dspbuf[5]=sec%10;

七、PCF8591与IIC总线的使用

（1）IIC总线的使用：

比赛提供了IIC的两个库文件，IIC.h;IIC.c，其中需要注意的函数是：

其中，该函数是初始化的，当使用AD转换的时候需要在main函数开始时调用，该函数内部只需看这句代码即可：

i2c_sendbyte（0x03）;//ADC通道3，板上有4个模拟输入口，分别为0,1,2,3；设置哪一个模拟输入口就是根据这句代码，0x03表示通道3，这是根据芯片手册配置的，如图：

8位前6位不用管，都为0，最后两位就是配置选择哪一个通道的。

第二个函数：

读取AD转换后的数值，这个函数直接调用就可以了，函数内部如何实现不用管，但是需要注意的是：

该函数扫描调用最好是100ms。

第三个函数，上面的都是AD转换，即模拟信号转数字信号，下面这个函数是DA转换，数字信号转换成模拟信号，就是单片机输出数字信号，用万能表去量单片机引出的引脚，量一下电压大小，这个估计比赛不会考，不过预防万一：

该函数和上面两个函数分离开来的，一、二函数是要在一起使用，初始化后之后才能调用，第三个加入头文件，直接调用即可，比较简单！

！

!

!

上面说法有误，A/D转换的初始化函数和读取转换后的数值都需要自己写。

这里了解一下PCF8591只需根据时序格式发送地址字节和控制字节：

，这是地址字节，其中A2，A1，A0硬件已经接地，故都为0，最低位表示的是你要从IIC总线上读数还是写数据，1表示读，0表示写，即读数据发的地址是：

0x91；写数据发的地址是0x90；

控制字节：

由芯片资料知，控制字节有8位，有两位固定是0，除了第0、1位需要自己设置，其他的我们都设为0，那些位都是一些具体的功能，我们暂时用不着，不用管先，第0、1位是模拟通道选择，PCF8591上提供了4路模拟通道，根据需求进行选择，如选择通道3即发送控制字节：

0x03;

地址字节和控制字节都明白了，接下来根据时序要求进行配置，A/D转换需要一个初始化函数：

Init_ADpcf8591（）;