第二章 點(diǎn)亮你的LED

這節(jié)課的標(biāo)題是點(diǎn)亮LED，但是需要大家了解的單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容也非常多，特別是對(duì)于初學(xué)者，剛開始要在頭腦中建立一個(gè)單片機(jī)的概念，課程最后通過點(diǎn)亮一個(gè)LED小燈來增加初學(xué)者對(duì)實(shí)驗(yàn)的好奇心和自信心。

1.1 單片機(jī)的內(nèi)部資源

在這里我所講到的單片機(jī)內(nèi)部資源，和傳統(tǒng)單片機(jī)書籍講單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，我這里講到的內(nèi)部資源，是指我們作為單片機(jī)用戶，單片機(jī)提供給我們可使用的一些內(nèi)容。總結(jié)起來，主要是三大資源：

1、FLASH(程序存儲(chǔ)空間，早期單片機(jī)是OTPROM)

2、RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間)

3、SFR(特殊功能寄存器)

在早期的技術(shù)里邊，主要是用OTPROM(One Time Programable Read-Only Memory，即一次可編程只讀存儲(chǔ)器)來存儲(chǔ)單片機(jī)的程序，隨著技術(shù)的發(fā)展，FLASH的以其可重復(fù)擦寫且大容量低成本的優(yōu)點(diǎn)成為絕大多數(shù)單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器。對(duì)于單片機(jī)來說FLASH最大的意義是斷電后數(shù)據(jù)不丟失，這個(gè)概念類似于我們電腦的硬盤，你看我們保存了電影、文檔、音樂等文件，我們把電源關(guān)掉后，下次重新開電腦，所有的文件都還照樣存在。

RAM是單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，用來存儲(chǔ)程序運(yùn)行過程中產(chǎn)生的和需要的數(shù)據(jù)，和我們電腦的內(nèi)存是一個(gè)概念，其實(shí)最典型的比喻是我們的計(jì)算器，我們用計(jì)算器計(jì)算個(gè)加減法，一些中間的數(shù)據(jù)都會(huì)保存在RAM里邊，關(guān)電后數(shù)據(jù)丟失，所以我們每次打開計(jì)算器，都是從歸零開始計(jì)算。但是他的優(yōu)點(diǎn)第一是讀寫速度非�？欤�第二是理論上是可無限次寫入的，即壽命無限，不管程序怎么運(yùn)行怎么讀寫它都不會(huì)壞的。

第三個(gè)資源是SFR，特殊功能寄存器。這個(gè)概念大家可能剛開始理解不了，但是一定要記住。單片機(jī)有很多很多功能，每個(gè)功能都會(huì)配一個(gè)或多個(gè)SFR，我們就是通過對(duì)SFR的讀寫來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的多種多樣的功能的。

講到這里，我們來了解一下51單片機(jī)。通常我們一說到51單片機(jī)，指的都是兼容Intel MCS-51體系架構(gòu)的一系列單片機(jī)。全球有眾多的半導(dǎo)體廠商推出了無數(shù)款這一系列的單片機(jī)，比如Atmel的AT89C52，NXP(Philips)的P89V51，宏晶科技的STC89C52，具體型號(hào)千差萬別，但他們的基本操作都是一樣的，程序開發(fā)環(huán)境也是一樣的。這里我們要分清楚51這個(gè)統(tǒng)稱和具體的單片機(jī)型號(hào)之間的關(guān)系。

單片機(jī)內(nèi)部資源的三個(gè)主要部分我們清楚了，那么我們選擇STC89C52RC這款單片機(jī)來進(jìn)行學(xué)習(xí)。STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技出品的一款51內(nèi)核的單片機(jī)，具有標(biāo)準(zhǔn)的51體系結(jié)構(gòu)，全部的51標(biāo)準(zhǔn)功能，程序下載方式簡(jiǎn)單，方便學(xué)習(xí)，我們就用它來學(xué)習(xí)單片機(jī)。它的資源呢，Flash程序空間是8K字節(jié)(1K=1024字節(jié)，1字節(jié)= 8位)，RAM數(shù)據(jù)空間是512字節(jié)，SFR我們后邊需要逐一提到并且應(yīng)用。

1.2  單片機(jī)最小系統(tǒng)

為什么稱之為單片機(jī)最小系統(tǒng)呢？單片機(jī)最小系統(tǒng)，也叫做單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的原件組成單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)的三要素就是電源、晶振、復(fù)位電路，如圖2-1所示。

圖2-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路

備注：本教材中的大部分電路圖示例都節(jié)選自我們的KST-51開發(fā)板原理圖，但也有部分電路圖示例與KST-51開發(fā)板無關(guān)，而僅是用其來說明一些具體問題。讀者可自行對(duì)照KST-51開發(fā)板原理圖，以下不再做特殊說明。

1.2.1 電源

這個(gè)很好理解，電子設(shè)備都需要供電，就連我們的家用電器(手電筒^_^)也不例外。主流單片機(jī)的電源現(xiàn)在是5V和3.3V這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然現(xiàn)在還有對(duì)電壓要求更低的單片機(jī)系統(tǒng)。

我們所學(xué)的STC89C52RC，它需要5V的供電系統(tǒng)，我們的開發(fā)板是使用USB口出來的5V直流電壓直接供電的。從圖2-1可以看到，供電電路在40腳和20腳的位置上，40腳接的是VCC，代表的是電源正極，20腳接的是GND，代表的是電源的負(fù)極。VCC和GND之間還有個(gè)電容，作用我們下節(jié)課介紹。

這個(gè)地方我們還要普及一個(gè)看原理圖的知識(shí)。電路原理圖是為了表達(dá)這個(gè)電路的工作原理而存在的，很多器件在繪制的時(shí)候更多考慮是方便分析原理，不是表達(dá)各個(gè)器件實(shí)際位置的。比如上邊的單片機(jī)引腳圖，引腳的位置我們是可以隨意放的，但是每個(gè)引腳上有一個(gè)引腳標(biāo)號(hào)（在表示芯片的方框的內(nèi)部），這個(gè)引腳標(biāo)號(hào)代表的才是單片機(jī)真正的引腳位置，如圖2-2所示。一般情況下，這種雙列直插的封裝的芯片，左上角是1腳，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)引腳號(hào)依次增加，一直到右上角是最大腳位，咱們現(xiàn)在選用的單片機(jī)一共40個(gè)引腳，因此右上角就是40。

圖2-2單片機(jī)封裝圖

1.2.2 晶振

    晶振，又叫晶體振蕩器，從這個(gè)名字我們就可以看出來，它注定一生都要不停振動(dòng)的。他起到的作用是為單片機(jī)系統(tǒng)提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，類似于我們部隊(duì)訓(xùn)練時(shí)喊口令的人，單片機(jī)內(nèi)部所有的工作都是以這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)為步調(diào)基準(zhǔn)來進(jìn)行工作的。STC89C52RC單片機(jī)的18腳和19腳是晶振的引腳，我們接了一個(gè)11.0592M的晶振（它每秒鐘震蕩11,059,200次），外加兩個(gè)20pF的電容，電容的作用是幫助晶振起振，并維持震蕩信號(hào)的穩(wěn)定。

1.2.3 復(fù)位電路

在圖2-1左側(cè)是一個(gè)復(fù)位電路，接到了單片機(jī)的9腳RST(Reset)復(fù)位引腳上，這個(gè)復(fù)位電路如何起到的作用我們后邊再講，現(xiàn)在著重講一下復(fù)位對(duì)單片機(jī)的作用。單片機(jī)復(fù)位一般是3種情況，上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、程序自動(dòng)復(fù)位。

我們假如我們的單片機(jī)程序有100行，當(dāng)某一次運(yùn)行到第50行的時(shí)候，突然停電了，這個(gè)時(shí)候單片機(jī)內(nèi)部有的區(qū)域數(shù)據(jù)會(huì)丟失掉，有的區(qū)域數(shù)據(jù)沒丟失，那么下次打開設(shè)備的時(shí)候，我們希望單片機(jī)能正常運(yùn)行。所以上電后，單片機(jī)要進(jìn)行一個(gè)內(nèi)部的初始化過程，這個(gè)過程就可以理解為上電復(fù)位，上電復(fù)位保證單片機(jī)每次都從一個(gè)固定的相同的狀態(tài)開始工作。這個(gè)過程跟我們打開電腦電源開電腦的過程是一致的。

當(dāng)我們的程序運(yùn)行，遭受到意外干擾而導(dǎo)致程序死機(jī)，或者程序跑飛的時(shí)候，我們就可以按下一個(gè)復(fù)位按鍵，讓程序重新初始化重新運(yùn)行，這個(gè)過程就叫做手動(dòng)復(fù)位，最典型的就是我們電腦的重啟按鈕。

當(dāng)我們的程序死機(jī)或者跑飛的時(shí)候，我們的單片機(jī)往往有一套自動(dòng)復(fù)位機(jī)制，比如看門狗，具體應(yīng)用以后再了解。在這種情況下，如果程序長(zhǎng)時(shí)間失去響應(yīng)，單片機(jī)看門狗模塊會(huì)自動(dòng)復(fù)位重啟單片機(jī)。還有一些情況是我們程序故意重啟復(fù)位單片機(jī)。

電源、晶振、復(fù)位構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)的三要素，也就是說，一個(gè)單片機(jī)具備了這三個(gè)條件，就可以運(yùn)行我們下載的程序了，其他的比如LED小燈、數(shù)碼管、液晶等設(shè)備都是屬于單片機(jī)的外設(shè)，我們最終完成我們想要的功能就是通過對(duì)單片機(jī)編程來控制這些外設(shè)實(shí)現(xiàn)的。

1.3  LED小燈 

LED小燈通常我們也叫做發(fā)光二極管，它的種類很多，參數(shù)也不盡相同，我們板子上用的是最普通的貼片發(fā)光二極管。這種二極管通常的正向?qū)��?/span>電壓是1.8V到2.2V之間，工作電流一般在1mA～20mA之間。其中，當(dāng)電流在1mA～5mA之間變化時(shí)，隨著通過發(fā)光二極管(LED)的電流越來越大，我們的肉眼會(huì)感覺到這個(gè)小燈越來越亮，當(dāng)電流從5mA～20mA之間變化時(shí)，我們看到的發(fā)光二極管的亮度基本上沒有什么太大變化了。當(dāng)電流超過20mA時(shí)，LED就會(huì)有燒壞的危險(xiǎn)了，電流越大，燒壞的也就越快。所以我們?cè)谑褂眠^程中應(yīng)該特別注意他在電流參數(shù)上的設(shè)計(jì)要求。

那么下面我們來看一下這個(gè)發(fā)光二極管在我們的開發(fā)板上的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

圖2-3 USB接口電路

圖2-3是我們開發(fā)板上的USB接口電路，通過USB線，電腦給我們的開發(fā)板供電和下載程序以及實(shí)現(xiàn)電腦和開發(fā)板之間的通信。從圖上可以看出，USB座共有6個(gè)接口，其中2腳和3腳是數(shù)據(jù)通信引腳，1腳和4腳是電源引腳，1腳是VCC正電源，4腳是GND即地線。5腳和6腳是外殼，我們直接接到了GND上，大家可以觀察一下開發(fā)板上的這個(gè)USB口的座的6個(gè)引腳。

我們現(xiàn)在主要來看1腳VCC和4腳GND。1腳通過F1(自恢復(fù)保險(xiǎn)絲)接到右側(cè)，在正常工作的情況下，保險(xiǎn)絲可以直接看成導(dǎo)線，因此左右兩邊都是USB電源+5V，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的作用是，當(dāng)你后級(jí)電路哪個(gè)地方有發(fā)生短路的時(shí)候，保險(xiǎn)絲會(huì)自動(dòng)切斷電路，保護(hù)我們的板子以及電腦的USB口，當(dāng)電路正常后，保險(xiǎn)絲會(huì)恢復(fù)暢通，正常工作。

右側(cè)有2條支路，第一條是在+5V和GND接了一個(gè)470uF的電容，電容是隔離直流的，所以這條支路是沒有電流的，電容的作用，我們下節(jié)課再介紹，這節(jié)課我們主要看第二條支路。我們把第二條支路摘取出來就是這個(gè)樣子了。

圖2-4 Led小燈電路(1)

發(fā)光二極管是二極管中的一種，因此和普通二極管一樣，這個(gè)二極管有陰極和陽極，習(xí)慣上也稱之為正極和負(fù)極，這樣方便在電路上觀察，方向必須接對(duì)了才會(huì)有電流通過讓LED小燈發(fā)光。剛才我提到了我們接入的VCC電壓是5V，發(fā)光二極管自身壓降大概可認(rèn)為是2V，那么在右邊RES這個(gè)電阻上承受的電壓就是3V。那么現(xiàn)在我們要求電流范圍是1~20mA的話，就可以根據(jù)伏安特性，把這個(gè)電阻的上限和下限值求出來。

(VCC - 2)/I= R

當(dāng)電流是1mA的時(shí)候，電阻值是3K；當(dāng)電流是20mA的時(shí)候，電阻值是150歐，也就是RES的取值范圍是150~3000歐姆。這個(gè)電阻值大小的變化，直接可以限制整條通路的電流的大小，因此這個(gè)電阻我們通常稱之為“限流電阻”。在圖2-3中，我們用的電阻是1K，這條支路電流的大小，我想大家可以輕松計(jì)算出來了，而這個(gè)發(fā)光二極管在這里的作用，就是個(gè)電源指示燈，使用USB線將開發(fā)板和電腦連起來，這個(gè)燈就會(huì)亮了。

同理，我們?cè)诎遄雍蠹?jí)開關(guān)控制的地方，又添加了一個(gè)LED10發(fā)光二極管，作用就是當(dāng)我們打開開關(guān)時(shí)，這個(gè)二極管才會(huì)亮起。

 

圖2-5 USB供電電路

    大家注意，這里的開關(guān)雖然只有一個(gè)，但是是2路的，2路開關(guān)并聯(lián)更能確保給后級(jí)提供更大的電流。電容C19和C10，都是隔離斷開直流的，作用我們下節(jié)課介紹，這里大家可以忽略。

那么下面呢，我們把圖2-4進(jìn)行一下變化，把右側(cè)的GND去掉，改成一個(gè)單片機(jī)的IO口，如圖2-6所示。

圖2-6 LED小燈電路(2)

圖2-4由于電源從正極到負(fù)極有電壓差，并且電路是導(dǎo)通的，所以就會(huì)有電流通過，LED小燈因?yàn)橛辛穗娏魍ㄟ^，所以就會(huì)直接發(fā)光。我們把右側(cè)的原GND處接到單片機(jī)P0.0引腳上，那么如果我們單片機(jī)輸出一個(gè)低電平，也就是跟GND一樣的0V電壓，就可以讓LED小燈和圖2-4一樣發(fā)光。

因?yàn)槲覀兊膯纹瑱C(jī)是可以編程控制的，我們可以讓P0.0這個(gè)引腳輸出一個(gè)高電平，就是跟VCC一樣的5V電壓，那么這個(gè)時(shí)候，左側(cè)VCC電壓和右側(cè)的P0.0的電壓是一致的，那就沒有電壓差，沒有電壓差就不會(huì)產(chǎn)生電流，沒有電流LED小燈就不會(huì)亮，也就是會(huì)處于熄滅狀態(tài)。下面，我們就用我們的編程軟件來實(shí)現(xiàn)控制小燈的亮和滅。

1.4 程序代碼編寫

這是我們第一個(gè)實(shí)驗(yàn)程序，因此大家還是得耐心點(diǎn)，先來了解一下一些51單片機(jī)特有的程序語法以及Keil軟件的基本操作步驟。

1.4.1 特殊功能寄存器和位定義

    我們主要是用C語言來對(duì)單片機(jī)編程，有的單片機(jī)也有那么幾條很特殊的獨(dú)有的編程語句，51單片機(jī)就有，先介紹2條。

    第一條語句是：  sfr  P0 = 0x80；

SFR這個(gè)關(guān)鍵字，是51單片機(jī)特有的，他的作用是定義一個(gè)單片機(jī)特殊功能寄存器(special function register)。51單片機(jī)內(nèi)部有很多個(gè)小模塊，每個(gè)模塊有8個(gè)開關(guān)。每個(gè)模塊呢，都有一個(gè)房間和唯一的房間號(hào)。那么P0就是一個(gè)功能模塊，就住在了0x80這個(gè)房間里，我們就是通過設(shè)置P0的內(nèi)部這個(gè)模塊的8個(gè)開關(guān)，來讓單片機(jī)的P0這8個(gè)IO口輸出高電平或者低電平的。

    第二條語句是： sbit  LED = P0^0;

這個(gè)sbit，就是對(duì)剛才所說的SFR里邊的8個(gè)開關(guān)其中的一個(gè)進(jìn)行定義。經(jīng)過上邊第二條語句后，以后只要在程序里寫LED，就代表了P0.0口(“^”這個(gè)符號(hào)在數(shù)字鍵6上邊)，注意這個(gè)P必須大寫，也就是說我們給P0.0又取了一個(gè)更形象的名字叫做LED。

了解了這兩個(gè)語句后，我們來大概看一下單片機(jī)的特殊功能寄存器。注意，每個(gè)型號(hào)的單片機(jī)都會(huì)配有生產(chǎn)廠商所寫的數(shù)據(jù)手冊(cè)（Datasheet），所以我們來看一下STC89C52RC的數(shù)據(jù)手冊(cè)，從21頁到24頁，全部是對(duì)特殊功能寄存器的介紹以及地址映射列表。我們?cè)谑褂眠@個(gè)寄存器之前，必須對(duì)這個(gè)寄存器的地址進(jìn)行說明。是不是花花綠綠的太多了，記不住啊，這個(gè)沒關(guān)系的，不需要你記住，了解一下，后邊大部分我會(huì)慢慢給大家解釋，少部分需要用到的時(shí)候，自己過來查手冊(cè)就可以了，做技術(shù)不是為了應(yīng)付考試，你可以隨時(shí)翻閱手冊(cè)查找你需要的資料。

繼續(xù)往下看，在22頁最下邊有一個(gè)表格

表2-1 IO口特殊功能寄存器

我們來看一下表2-1，其中P4口是擴(kuò)展出來的功能，我們暫時(shí)先不看，只看前邊的P0，P1，P2，P3這4個(gè)，每個(gè)Px口本身又有8個(gè)控制端口。大家可以結(jié)合我們的開發(fā)板原理圖或者圖2-1來看，那么這樣就確定了我們的單片機(jī)一共有32個(gè)IO口(IO，Input和Output，分別是輸入和輸出)。

其中P0口所在的地址是0x80，一共有從7到0這8個(gè)IO口控制位，后邊有個(gè)Reset Value(復(fù)位值)，這個(gè)很重要，我們看寄存器必看的一個(gè)參數(shù)，8個(gè)控制位復(fù)位值全部都是1。這里也就告訴了我們，這個(gè)單片機(jī)上電復(fù)位的時(shí)候，所有的引腳的值默認(rèn)是高電平，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路的時(shí)候也要充分的考慮這個(gè)問題。

那么上邊那2條語句，我們寫sfr的時(shí)候，必須要根據(jù)手冊(cè)里的這個(gè)地址(add)去寫，sbit的時(shí)候，就可以直接將一個(gè)字節(jié)其中某一位取出來。我們編程的時(shí)候，也有現(xiàn)成的寫好寄存器地址的頭文件，我們直接包含該頭文件就可以了，不需要逐一去寫了。

1.4.2 新建一個(gè)工程

對(duì)于單片機(jī)程序來說，每個(gè)功能程序，都必須要有一個(gè)配套的工程文件(Project)，即使是點(diǎn)亮LED這樣簡(jiǎn)單的功能程序也不例外，因此我們首先要新建一個(gè)工程，打開我們的Keil軟件后，點(diǎn)擊：Project-->New uVision Project...然后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新建工程的界面，如圖2-7所示。

圖2-7 新建一個(gè)工程

我們首先改一下路徑，改到了我們預(yù)先建立好的LED文件夾內(nèi)，這樣方便我們今后管理我們的程序，不同的功能程序放到不同的文件夾下，并且給這個(gè)工程起一個(gè)名字叫做LED，軟件會(huì)自動(dòng)加擴(kuò)展名為.uvproj。

我們直接點(diǎn)保存就可以了，工程會(huì)自動(dòng)保存成LED.uvproj文件，下次你要打開LED這個(gè)工程，可以直接找到文件夾，雙擊這個(gè).uvproj文件就可以直接打開了。

圖2-8 保存工程

保存之后會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，這個(gè)對(duì)話框讓我們選擇單片機(jī)型號(hào)。因?yàn)?font face="Times New Roman">Keil這軟件是外國人開發(fā)的，所以我們國內(nèi)的STC89C52RC沒有上榜，但是只要選擇同類型號(hào)就可一樣編程和應(yīng)用，因?yàn)?font face="Times New Roman">51內(nèi)核是Intel公司創(chuàng)始的，所以這里我們直接選擇Intel公司名下的80/87C52來代替，這個(gè)選項(xiàng)的選擇對(duì)于我們后邊的編程是沒有什么影響的，所以大家跟著我來選就可以了。

圖2-9 單片機(jī)型號(hào)選擇

點(diǎn)OK之后，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，如果2-10所示，這個(gè)地方會(huì)有部分啟動(dòng)代碼，如果點(diǎn)“否”編譯器會(huì)自動(dòng)處理這個(gè)問題，如果點(diǎn)“是”，這部分代碼會(huì)提供給我們用戶，我們用戶就可以自己去處理這部分代碼，那這部分代碼在我們初學(xué)51的這個(gè)時(shí)間段，我們一般是不需要去修改的，但是隨著技術(shù)的提高和知識(shí)的擴(kuò)展，我們有可能會(huì)了解這塊內(nèi)容，因此這個(gè)地方我們選一下“是”，讓這段代碼出現(xiàn)，但是我們暫時(shí)不需要修改它，大家知道這么回事就可以了。

圖2-10 初始化文件選擇

這樣工程就建立好了，如圖2-11所示，如果我們點(diǎn)擊Target 1左邊的加號(hào)，會(huì)出現(xiàn)我們剛才加入的初始化文件STARTUP.A51，這個(gè)我們先不管。

圖2-11 工程文件

工程有了之后，我們要建立編寫代碼的文件，點(diǎn)擊File-->New，新建一個(gè)文件，也就是我們編寫程序的平臺(tái)。然后點(diǎn)File-->Save或者直接點(diǎn)擊那個(gè)Save的快捷鍵，可以保存文件并且命名為LED.C，這個(gè)地方必須加上.C了，因?yàn)槿绻麑憛R編語言，這個(gè)地方的擴(kuò)展名是.ASM，頭文件就是.H等等，我們編寫的是C語言程序，這個(gè)地方必須自己添加文件的擴(kuò)展名.C，如圖2-13所示。

圖2-12新建文件

圖2-13 保存文件

    現(xiàn)在我們就可以在我們建立好的文件中輸入我們編寫的程序了，在編寫之前還有個(gè)工作要做。我們每做一個(gè)功能程序，必須要新建一個(gè)工程，一個(gè)工程代表了單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)功能。但是一個(gè)工程，有時(shí)候我們可以把我們的程序分多個(gè)文件寫，所以每寫一個(gè)文件，我們都要添加到我們所建立的工程中去，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)Source Group 1，點(diǎn)Add Files to Group ‘Source Group 1’，

圖2-14 添加文件(一)

圖2-15 添加文件(二)

   單擊LED.C然后點(diǎn)Add，或者雙擊LED.C都可以將文件加入到這個(gè)工程下，然后點(diǎn)Close，關(guān)閉添加。 這個(gè)時(shí)候大家會(huì)看到在Source Group 1下邊又多了一個(gè)LED.C文件。

1.4.3 編寫點(diǎn)亮小燈的程序

忙活了半天，準(zhǔn)備工作做了那么多，終于要編寫我們的代碼了。如果有學(xué)過C語言的話，你應(yīng)該很輕松的跟著我的編程自己寫出來，如果沒學(xué)過C語言也沒關(guān)系，你先照著我的抄，我會(huì)在合適的位置寫出來對(duì)C語言語法的一些解釋，這樣抄幾次后再看看解釋，就應(yīng)該很明確了。

#include <reg52.h>       //包含特殊功能寄存器定義的頭文件

sbit  LED = P0^0;        //位地址聲明，注意：sbit必須小寫、P大寫！  

void  main()              //任何一個(gè)C程序都是從main函數(shù)開始執(zhí)行的

{

    LED = 0;

}

按照正常的邏輯，程序這樣寫就可以了，但是在實(shí)際單片機(jī)應(yīng)用中，存在一個(gè)問題。比如我們的程序空間可以寫100行代碼，但是我們程序只有50行代碼，當(dāng)運(yùn)行完了50行，再繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，第51行的程序不是我們想運(yùn)行的程序，而是不確定的未知內(nèi)容，所以我們通常要在程序中加一個(gè)死循環(huán)，讓程序停留在我們希望的這個(gè)狀態(tài)下，不要亂運(yùn)行，有以下兩種寫法可以參考：

參考程序一：                     參考程序二：

#include <reg52.h>             #include <reg52.h>     

sbit  LED = P0^0;              sbit  LED = P0^0; 

void  main()                    void  main()

{                                {

    while(1)                         LED = 0;

    {                                 while(1);

        LED = 0;                 }

    }                            

}

這兩個(gè)程序都可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮LED小燈的功能，看起來第二種比較簡(jiǎn)潔一些。針對(duì)于圖2-6，我們這個(gè)程序能夠完全把小燈點(diǎn)亮，但是這個(gè)程序卻點(diǎn)不亮我們板子上的小燈，這是為什么呢？

這里我們大家就要培養(yǎng)一個(gè)意識(shí)了，我們做單片機(jī)編程，實(shí)際上算是硬件底層驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)，這種程序的開發(fā)，是離不開電路圖的，必須根據(jù)我們的電路圖來進(jìn)行程序的編寫。如果我們?cè)O(shè)計(jì)電路板的電路圖和圖2-6一樣的話，我們那個(gè)程序可以成功點(diǎn)亮，但是如果不一樣，就不能點(diǎn)亮小燈。

我們的開發(fā)板上，還有一個(gè)74HC138作為8個(gè)LED小燈的總開關(guān)，而P0.0僅僅是個(gè)分開關(guān)。如同我們家里總是有一個(gè)供電總閘，然后每個(gè)電燈又有一個(gè)專門的開關(guān)，我們剛才的程序僅僅打開了那個(gè)電燈的開關(guān)，但是沒有打開那個(gè)總電閘，所以程序需要加上這部分代碼。因?yàn)檫@節(jié)課要介紹的內(nèi)容比較多，所以我們把74HC138的原理以及為什么要加額外的代碼在下節(jié)課統(tǒng)一介紹，這節(jié)課我們直接加上這部分代碼，大家知道有這么一回事就可以了。

#include <reg52.h>        //包含寄存器的庫文件                   

sbit  LED = P0^0;         //位地址聲明，注意：sbit必須小寫！ 

sbit  ADDR0 = P1^0;

sbit  ADDR1 = P1^1;

sbit  ADDR2 = P1^2;

sbit  ADDR3 = P1^3;

sbit  ENLED = P1^4;

void  main()

{

    ENLED = 0;

    ADDR0 = 0;

    ADDR1 = 1;

    ADDR2 = 1;

    ADDR3 = 1;            //74HC138開啟三極管           

    LED = 0;              //點(diǎn)亮小燈

    while(1);             //程序停止在這里 

}

寫了這么多啰嗦的語句，剛開始大家可能覺得很麻煩，為什么有的書上程序很簡(jiǎn)單就可以點(diǎn)亮小燈，我們這里要這樣來做。大家要了解一點(diǎn)，就是我們做這個(gè)學(xué)習(xí)板呢，雖然僅僅提供給大家簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)使用，但是我們也得按照實(shí)際產(chǎn)品的開發(fā)模式去設(shè)計(jì)，所以綜合考慮因素很多，大家學(xué)到后邊就會(huì)明白它的設(shè)計(jì)價(jià)值了，這里大家只要跟著我們?nèi)プ鼍涂梢粤恕?/span>

程序編好了，我們要對(duì)我們的程序編譯進(jìn)行編譯，生成我們需要的可以下載到單片機(jī)里的文件，在編譯之前，我們先要勾選一個(gè)選項(xiàng)，Project-->Options for Target‘Target1’...，或者直接點(diǎn)圖2-16中的快捷圖標(biāo)：

圖2-16 Options for Target

在彈出的對(duì)話框中，點(diǎn)擊Output選項(xiàng)頁，勾選其中的“Create HEX File”復(fù)選框，然后點(diǎn)OK。

圖2-17 創(chuàng)建HEX選項(xiàng)配置

設(shè)置好以后呢，點(diǎn)擊“Project-->rebuild all target files”，或者鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖2-18上的快捷圖標(biāo)。

圖2-18 編譯程序

編譯完成后，在我們的Keil下方的Output窗口會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的提示，大家注意看圖2-19，這個(gè)窗口告訴我們編譯完成后的情況，data=9.0，指的是我們的程序使用了單片機(jī)內(nèi)部的256字節(jié)RAM資源中的9個(gè)字節(jié)，code=29的意思是使用了8K代碼Flash資源中的29個(gè)字節(jié)。當(dāng)提示“0 Error, 0 warning”表示我們的程序沒有錯(cuò)誤和警告，就會(huì)出現(xiàn)“creating hex file from “LED”，意思是從當(dāng)前工程生成了一個(gè)HEX文件，我們下載給單片機(jī)的就是這個(gè)HEX文件。如果出現(xiàn)有錯(cuò)誤和警告提示的話，就是Error和warning不是0，那么我們要對(duì)我們的程序進(jìn)行檢查，找出問題，解決好了再進(jìn)行編譯產(chǎn)生HEX才可以。

圖2-19 編譯輸出信息

這樣就編譯好了，下邊我們就可以把我們編譯好的程序文件下載到單片機(jī)里邊了。

1.5 程序下載

首先，我們要把硬件連接好，把板子插到我們的電腦上，通過設(shè)備管理器里找到是哪個(gè)COM口，這些基礎(chǔ)的知識(shí)我在測(cè)試視頻里都介紹過了，就不多說了，說一下STC-ISP下載軟件的設(shè)置，如圖2-20所示。

圖2-20 程序下載設(shè)置

下載軟件一共有5個(gè)步驟：第一步，選擇單片機(jī)型號(hào)，我們現(xiàn)在用的單片機(jī)型號(hào)是STC89C52RC，這個(gè)一定不能錯(cuò)了；第二步，點(diǎn)擊“打開程序文件”，找到我們剛才建立工程的那個(gè)LED文件夾下，找到LED.HEX這個(gè)文件，點(diǎn)擊打開；第三步，選擇正確的COM口，這個(gè)COM口在裝好驅(qū)動(dòng)插上板子后，在電腦上的設(shè)備管理器里才會(huì)出現(xiàn)，這個(gè)問題大家可以參考“全板子測(cè)試視頻”，波特率我們使用默認(rèn)的就行了；第四步里邊的所有選項(xiàng)我們?nèi)�部使用默認(rèn)，不要隨便改動(dòng)，有的選項(xiàng)改錯(cuò)了以后可能會(huì)產(chǎn)生麻煩。第五步，因?yàn)?font face="Times New Roman">STC單片機(jī)要冷啟動(dòng)下載，就是先點(diǎn)下載，然后給單片機(jī)上電，所以我們先關(guān)閉板子上的電源開關(guān)，然后點(diǎn)擊“Download/下載”，等待軟件提示你請(qǐng)上電后，如圖2-21所示，然后再打開板子開關(guān)，就可以將程序下載到單片機(jī)里邊，當(dāng)軟件顯示“已加密”就表示程序成功下載，如圖2-22所示。

圖2-21 程序下載過程

2-22 程序下載完畢

    程序下載完畢后，程序會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，大家可以在板子上看到那一排LED最右側(cè)的小燈已經(jīng)發(fā)光了。那現(xiàn)在如果我們把LED = 0改成LED = 1，再編譯程序下載進(jìn)去新的HEX文件，燈就會(huì)熄滅。至此，點(diǎn)亮一個(gè)LED的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)完成，終于邁出了第一步，是不是還挺好玩的呢。如有不懂可參考: http://www.torrancerestoration.com/mcuteach/252.html  第2課里面的詳解.

1.6 作業(yè)

1、了解普通發(fā)光二級(jí)管的參數(shù)，掌握限流電阻的計(jì)算方法。

2、理解單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)外圍電路，FLASH，RAM和SFR這些概念。