第2章 51单片机C程序简介
51单片机及C语言入门教程
51单片机及C语言入门教程本教程将介绍51单片机及C语言的入门知识，帮助初学者快速掌握这两个方面的基本内容。
以下是本教程的详细内容：一、51单片机概述（200字）51单片机是由Intel公司推出的一种常见的单片机芯片，具有广泛应用的特点。
它采用了Harvard结构，具有8位数据总线和16位地址总线。
其主要特点是结构简单、易于学习、应用广泛，适用于各种嵌入式系统。
二、C语言基础（300字）C语言是一种高级编程语言，具有跨平台、可移植性强等特点，被广泛应用于各种软件开发和嵌入式系统中。
学习C语言的基础知识是学习51单片机编程的必要前提。
C语言基础知识主要包括数据类型、变量、常量、运算符、表达式、流程控制语句等内容。
这些知识是学习C语言和51单片机编程的基础，需要仔细理解和掌握。
三、51单片机编程入门（400字）1. 搭建开发环境：首先需要安装51单片机的开发工具，如KeilC51等。
然后，连接单片机开发板和电脑，确保硬件连接正确。
2.了解开发板：学习使用51单片机的开发板是学习51单片机编程的第一步。
具体包括开发板上各个接口的功能和使用方法。
3.编写第一个程序：根据教材或教程，编写第一个简单的程序，如让LED灯闪烁等。
学习如何通过C语言编写程序，将其烧录到单片机中，并运行和调试。
四、C语言与51单片机的应用（300字）在学习了C语言和51单片机的基础知识之后，可以进一步学习它们的应用。
1.输入输出操作：学习如何通过51单片机与外部设备进行输入输出操作，如控制LED灯的亮灭、读取按键输入等。
2.定时器和中断：学习如何使用51单片机的定时器和中断功能来实现定时任务和外部事件处理。
3.串口通信：学习如何通过51单片机的串口通信功能与其他设备进行数据交换和通信。
五、实例项目及拓展应用（200字）完成了基础学习后，可以尝试一些实例项目，如温度测量系统、遥控器、电子钟等。
同时，可以进一步学习其他相关知识，如LCD显示、SPI 通信等，以扩展自己的应用能力。
单片机原理 第2章 MCS-51单片机体系结构
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
1. 工作寄存器区
字节地址为00H~1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区，每组占用8个 字节，都标记为R0~R7。在某一时刻，CPU只能使用其中的一组工作寄存 器，工作寄存器的选择由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0两位来确定 ，如表2-3所示。
2. 数据总线DB 数据总线宽度为8位（D0~D7），由P0提供。
3. 控制总线CB 控制总线由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、 和ALE组成。
2.3 MCS-51单片机的中央处理器
• 8051系列单片机的中央处理器CPU是单片机 的指挥中心和执行机构，它的作用是产生合适的 时序，读入和分析每条指令代码，根据每条指令 代码的功能要求，指挥并控制单片机的有关部件 和器件，具体执行指定的操作。
2.2.3 并行I/O引脚
3. P2口
P2口，为准双向I/O口，具有内部上拉电阻。一共8位，有P2.0～P2.7共8 条引脚。当8051系列单片机扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P2口作为 地址总线（高8位），和P0输出的低8位地址一起构成16位地址，可以寻址 64KB的地址空间。
P2口位结构图如图2-3 （c）所示，它比P1口多了 一个转换控制部分，当P2 与P0配合作为“地址/数据总 线”方式下的高8位数据线 （A8~A15）时，CPU将写 控制信号“1”使MUX切换到 右边，在“地址/数据总线” 方式下，无论P2口剩余多 少地址线，均不能被用于 普通I/O操作。
（2）控制引脚—— 、
第2章MCS-51单片机基本结构
2.1.4
复位和复位电路
单片机在重新启动时都需要复位，MCS-51 系列单片机有一个复位引脚输入端RST。 1. MCS-51系列的单片机复位方法为：在RST上加
一个维持两个机器周期（24个时钟周期）以上
的高电平，则单片机被复位。 2. 复位时单片机各部分将处于一个固定的状态。
复位后单片机各单元的初始状态
R2 2 00
2 2u F
R S T/VP D
R1 1K
V ss
GND
未稳压电源
WDI R1 PFI MR R2 MAX813L P1.0
RESET
WDO
﹠
RST MCS-51
“看门狗”复位电路
2.1.5 MCS-51单片机的引脚功能
MCS-51单片机采用40脚双列直插式封装形式，主要包括以 下几个部分： 1. 电源引脚Vcc和Vss Vcc(40脚)：电源端，为十5V； Vss(20脚)：接地端 ，GND。 2. 时钟电路引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1为内部振荡电路反相放大器的输入端 。 XTAL2为内部振荡电路反相放大器的输出端 。 3. 控制信号引脚RST、ALE、PSEN和EA 4. I／O(输入／输出)端口P0、P1、P2和P3 5. MCS-51单片机P3口的第二功能
单片机各种周期的关系图
机器周期 S1 S2 S3 S4 S5 S6 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
时钟周期 状态周期
1个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期
4、指令周期: 它是指CPU完成一条操作所需的全部
时间。 每条指令执行时间都是有一个或几个机器周
期组成。MCS - 51 系统中, 有单周期指令、双周期指
51单片机编程开发之c语言基础
51单片机编程开发之c语言基础51单片机是一种非常常用的单片机，而C语言是51单片机编程的基础。
本文将从C语言基础的角度，介绍如何在51单片机上进行编程开发。
我们需要了解C语言的基本语法和数据类型。
C语言是一种结构化的、高级的编程语言，它不仅可以进行底层的操作，还具备高级语言的特性。
在C语言中，我们可以使用各种数据类型来存储和处理数据，例如整型、浮点型、字符型等。
同时，C语言还提供了丰富的运算符和控制语句，使得程序的编写更加灵活和高效。
在51单片机上进行C语言编程，我们需要使用相关的开发工具和编译器。
目前，市面上有很多种开发工具可供选择，例如Keil、IAR 等。
这些开发工具可以帮助我们创建、编辑和编译C语言程序，并将其下载到51单片机上运行。
在开始编写程序之前，我们需要对51单片机的硬件结构有一定的了解。
51单片机由CPU、存储器、外设等组成。
我们可以通过C语言编写程序来控制这些硬件，实现各种功能。
例如，我们可以通过C 语言控制LED灯的亮灭、读取按键的状态、驱动液晶屏显示等。
在编写程序时，我们需要熟悉51单片机的寄存器和外设的相关操作。
51单片机的寄存器用于控制和配置各种硬件，我们可以通过C语言对寄存器进行读写操作，来实现对硬件的控制。
同时，51单片机还提供了丰富的外设接口，例如串口、定时器、ADC等，我们可以通过C语言编写程序来实现对这些外设的配置和操作。
在编写程序时，我们需要使用51单片机的特定的编程语法和函数库。
51单片机的编程语法与标准C语言有一些差异，我们需要了解这些差异并进行相应的调整。
同时，51单片机还提供了一些特定的函数库，例如LCD显示库、PWM波形库等，我们可以使用这些函数库来简化编程的过程。
在编写程序时，我们需要注意一些常见的问题和技巧。
例如，51单片机是一种8位的单片机，其存储器空间有限，我们需要合理利用存储空间，避免浪费。
同时，由于51单片机的时钟频率有限，我们需要注意程序的效率，避免出现性能瓶颈。
第2章 MCS-51单片机
（4）可寻址外部程序存储器和数据存储器，各64KB；
（5）两个16位定时器／计数器； （6）32位可编程并行I／O口； （7）一个可编程全双工串行I／O口； （8）二十多个特殊功能寄存器； （9）5个中断源，两个优先级嵌套中断结构。
2. 微处理器 8051微处理器的组成如下所示：
累 加 器 ACC（ Accumulator） 程 序 状 态 字 寄 存 器 PSW（ Program Status Word） 运算器 暂存寄存器 CPU 寄存器B 指 令 寄 存 器 IR 控制器 指 令 译 码 器 ID 程 序 计 数 器 PC
(2)位寻址区
内部RAM的0x20～0x2F为位寻址区，这16个字节的每
一位都对应一个8位地址，位地址范围为0x00～0x7F。该区 域可按字节读写，也可按位读写，位地址从0x20单元最低位 开始，共有16×8位，即128个位地址。 如果系统需要位操作，最好保留0x20～0x2F单元的部分
或全部，作为位存储区，以支持位处理操作。位寻址区的每
一位都可以直接进行位操作。通常把各种程序状态标志位控 制变量，设在位寻址区内，同时，位寻址区的RAM单元也 可以作一般的数据缓冲器使用。RAM寻址区位地址映象如 表2-5所示。
位 寻 址 区 地 址 映 象
(3)缓冲器区
内部RAM的0x30～0x7F的地址区，可作为数据缓冲器 使用，存放数据，由于该区有丰富的操作指令，使用十分 方便。 2.外部数据存储器 在51系列中，允许用户扩展外部数据存储器和I/O接口， 用户可以通过P0、P2口最多扩展连接64K个外部单元（每
片机系统。
MCS-51的典型产品是8051、8031、8751。8051是ROM型单片 机，内部有 4KB 掩膜 ROM ； 8031 无片内 ROM ， 8751 片内有
第二课_51单片机C程序设计基础
第二课 51单片机C程序设计基础教学内容：51单片机C程序基础知识教学重点: 51单片机C程序基础知识教学难点：51单片机C程序基础知识教学目的：1、掌握51单片机C程序基础知识2、掌握KEILC51软件使用从一个例子开始：/********************************************************// 第一个发光管以间隔200ms闪烁// 晶振为11.0592M/*********************************************************/#include<reg52.h> //52单片机头文件#define uint unsigned int //宏定义#define uchar unsigned char //宏定义sbit led1=P0^0; //单片机管脚位声明void delay(uint z) //延时函数,z的取值为这个函数的延时ms数，如delay(200);大约延时200ms.{ //delay(500);大约延时500ms.uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void main() //主函数{while(1) //大循环{led1=0; //点亮小灯delay(200); //延时200毫秒led1=1; //熄灭小灯delay(200); //延时200毫秒}}●C-51与ASM-51相比，具有如下优点：1）不需要了解51单片机的指令系统，仅仅要求对存储器结构有初步了解2）寄存器分配，存储器寻址以及数据类型等细节可由编译器管理3）程序有规范的结构，课分为不同函数，使得程序结构化4）程序更具可读性5）高的编程及程序调试效率6）提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力7）程序易于做到模块化，便于移植一、数据结构●数据的不同格式称为数据类型●数据按一定的数据类型进行的排列、组合、架构称为数据结构1、数据类型1）char(字符型)：unsigned char 0~255signed char -128~+127例：#define uchar unsigned charuchar i,j;一般使用无符号数据类型，因为，有符号运算比无符号运算耗资源2）int(整型)：unsigned int 0~65535Signed int -32767~+32768例: #define uint unsigned intuint x,y;一般能用char就不用int，节省空间3）* 指针型*——地址——数据类似于寄存器间接寻址4）C-51的数据类型扩充定义sfr ：特殊功能寄存器声明sfr16：16位特殊功能寄存器声明sbit：特殊功能位声明bit：位变量声明例：sfr P0 = 0x80;sfr P1 = 0x90;sfr P2 = 0xA0;sfr P3 = 0xB0;sbit CY = PSW^7;sbit AC = PSW^6;sbit F0 = PSW^5;sbit RS1 = PSW^4;sbit RS0 = PSW^3;sbit OV = PSW^2;2、常量与变量●常量：在程序运行过程中值不能改变的量●变量：在程序运行过程中值不断能改变化的量二、运算符与表达式●>> 位右移●<< 位左移补0●i++ 使用后+1，i=1, i+1=2●++i 使用前+1 , i+1=2, i=2●== 测试等于●！= 测试不等于●&& 逻辑与三、main 函数●格式：void main()●特点：无返回值，无参任何一个C程序有且仅有一个main函数，它是整个程序开始执行的入口●例：void main(){总程序从这里开始；其他语句；}四、小结：通过本次课的学习，学生必须掌握C-51的一些基本特点，能读懂一些简单的程序。
第2章 MCS-51单片机的硬件结构
(2)通用I/O接口功能
P2口作准双向口使用，与P1口相同，也有输入、 输出、端口操作三种工作方式。
3.P2口负载能力
4个LSTTL负载，输出电流≥ 400uA
三、P3口
1. P3口1位结构原理图如图所示
P 奇偶标志
A中1的个数若为奇数P=1,否则P=0
例如：MOV A, #7FH ADD A, #4FH 0111,1111B + 0100,1111B 1100,0110B
结果:(A)=C6H, C=0,AC=1,OV=1,P=0
2.控制器 3.片内存储器
4.4个I/O接口
5.串行接口
6.定时/计数器
先片内、后片外，片内片外连续，二者 一般不作重叠。 EA＝0，只访问片外程序存储器 EA＝1，先访问片内程序存储器。当PC >0FFFH（51子系统）或PC>1FFFH(52子系统) ，再去访问片外程序存储器。
存储器编址图如下图所示
0000H
片内ROM /EA=1 0FFFH 0FFFH 1000H 片外ROM 0000H 片外ROM /EA=0 00H 7FH 80H FFH 片外RAM 片内RAM 0000H
有5个中断源
11.111条指令，含乘、除法，有很强
的位处理能力 12.片内采用单总线结构，单一＋5V
电源
52系列主要有8032、8052两种机型。 与51系列不同在于：片内数据存储器增 至256个字节，3个16位定时/计数器，6 个中断源。
二、内部结构
MCS-51系列单片机的内部结构如 下图所示：
1 2 . . .
第二章 MCS-51系列单片机结构与工作
2.3.1运算器 2.3.1运算器
• 4．程序状态字寄存器PSW • 程序状态字寄存器PSW是8位寄存器，用来存储当前指令执行后的状 态，便于程序查询和判别。程序状态字寄存器各位的定义如表2-2。
• （1）进位标志位C：又名CY，在加法和减法运算时， 表示运算结果 最高位的进位或借位情况。
2.3.1运算器 2.3.1运算器
2.2.1 MCS-51系列单片机的引脚与功能 MCS-51系列单片机的引脚与功能
• （8）XTAL2（18脚）：片内振荡电路反向放大器的输出端，采用外 部时钟时该引脚为振荡信号的输入端。 • （9）P0口：P0.0～P0.7依次为第39～32脚，P0口除了可以作普通 的双向I/O口使用外，也可以在访问外部存储器时用作低8位地址线和 数据总线。 • （10）P1口：P1.0～P1.7依次为第1～8脚，P1口是带内部上拉电 阻的双向I/O口，向P1口写入“1” 时，P1口被内部上拉为高电平， 可用作输入口。当作为输出脚时，被外部拉低的P1口会因为内部上拉 电阻的存在而输出电流。
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2.2.4 变量
《单片机技术基础教程与实践
1. 变量的定义 在C语言中，定义变量需要四方面的内容： （1）变量的数据类型，例如int， char 等 （2）变量的作用范围，与变量声明的位置有关 （3）变量的存储种类，就是在变量的存储方法，不同的存储方法，影响变量的存 在时间。 （4）变量的存储类型，就是确定变量的存储在哪类存储器中。 2. 变量的定义格式 定义一个变量的格式如下： [存储种类] 数据类型 [存储类型] 变量名表 （1）在定义格式中除了数据类型和变量名表是必要的，其它是可选项。 （2）变量的存储类型 按照变量的有效作用范围，可以将变量划分为局部变量和全局变量，还可以按照 作者：夏路易 电子工业出版社所有 变量的存储种类对变量进行划分。
（4）符号常量 代替常量的标识符，称为符号常量。例如，语句#define DATA 60中，DATA就是代 表常数60的符号常量。符号常量不是变量，常用大写字母书写，而变量常用小写字 母书写。 符号常量的定义： #difine False 0x0; //用预定义语句可以定义常量
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（3）long 长整型
《单片机技术基础教程与实践
长整型长度为四个字节，用于存放一个四字节数据。分有符号long长整型signed long和无符号长整型unsigned long，默认值为signed long类型。signed int表示的数 值范围是－2147483648～+2147483647，字节中最高位表示数据的符号，"0"表示 正数，"1"表示负数。unsigned long表示的数值范围是0～4294967295。 （4）float 浮点型 浮点型符合IEEE－754标准的单精度浮点型数据，占用四个字节（32位二进制数）。 （5）* 指针型 指针型本身就是一个变量，在这个变量中存放指向另一个数据的地址。这个指针 变量要占据一定的内存单元，对不同的处理器长度也不尽相同，在C51中它的长度 一般为1～3个字节。指针变量也具有类型。 （6）bit 位标量 位标量是C51编译器的一种扩充数据类型，利用它可定义一个位标量，但不能定义 位指针，也不能定义位数组。它的值是一个二进制位，不是0就是1，类似一些高 级语言中的Boolean类型中的True和False。与51单片机有关的位操作必须定位在片 内RAM中的位寻址空间。
作者：夏路易
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3. 特殊功能寄存器SFR
《单片机技术基础教程与实践
SFR中很多寄存器都可位寻址，而且可以通过名字进行引用，例如如果要对中 断使能寄存器IE中的EA 位进行寻址，可使用EA或IE.7或0AFH，SFR中包含控制定 时/计数器、串行口中断源及中断优先级等寄存器，他们的寻址方式和DATA区中的 其它字节和位一样可位寻址。 4. IDATA 区 51系列中的一些单片机，如8052，有附加的128字节的内部RAM，位于从80H 开始的地址空间中，被称为IDATA。虽然IDATA区的地址和SFR的地址是重叠的， 但因为IDATA区只能通过间接寻址来访问，所以可以分别寻址。
.
特殊功能 寄存器
F0H E0H D0H B8H B0H A8H A0H 98H 90H 88H 80H
FFFFH
位寻址区
RAM
内部 EA=1
0FFFH 0000H
外部 EA=0
30H 2FH 20H 1FH 00H
数据 缓冲区 位寻址区 工作 寄存器区 内部数据存储器 0000H 外部数据存储器
.
数据类型 char 字符 unsigned char signed char int 整型 unsigned int signed int long 长整型 unsigned long signed long 浮点 指针 位标量 特殊寄存器 16位特殊 可寻址位 float * bit sfr sfr16 sbit 长度 单字节 单字节 双字节 双字节 四字节 四字节 四字节 1～3字节 位 单字节 双字节 位 值域 0～255 -128～+127 0～65535 -32768～+32767 0～4294967295 -2147483648～+2147483647 ±1.175494E-38～±3.402823E+38 对象的地址 0或1 0～255 0～65535 0或1 默认 默认 默认 说明
这样在以后的程序语句中就可以用P1_1来对P1口的引脚1进行读写操作了，
以上所述的数据类型中，只有bit与unsigned char两种数据类型可以直接机器指令。
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2.2.3 常量
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在程序运行过程中，数值不改变的量称为常量。 （1）整型常量可以表示为十进制如123,0，－89等。十六进制则以0x开头如0x34,0x3B等。长整型就在数字后面加字母L，如104L，034L，0xF340等。 （2）字符型常量是单引号内的字符，如'a'，'d'等，不可以显示的控制字符，可以 在该字符前面加一个反斜杠"\"组成专用转义字符。
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（1）char字符类型
《单片机技术基础教程与实践
char类型的长度是一个字节，通常用于定义处理字符数据的变量或常量。分无符号字 符类型unsigned char和有符号字符类型signed char，默认值为signed char类型。 signed char类型用字节中最高位字节表示数据的符号，"0"表示正数，"1"表示负数， 负数用补码表示。所能表示的数值范围是－128～+127。unsigned char常用于处理 ASCII字符或用于处理小于或等于255的整型数。正数的补码与原码相同，负数的补 码等于它的绝对值按位取反后加1。 unsigned char类型用字节中所有的位来表示数值，所可表达的数值范围是0～255； 非常适合51单片机使用，因为51单片机每次处理8位数据。 （2）int 整型 整型长度为两个字节，用于存放一个双字节数据。分有符号int整型数signed int和 无符号整型数unsigned int，默认值为signed int类型。signed int表示的数值范围是－ 32768～+32767，字节中最高位表示数据的符号，"0"表示正数，"1"表示负数。 unsigned int表示的数值范围是0～65535。
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（9）sbit 可寻址位
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sbit是C51中的一种扩充数据类型，利用它可以访问芯片内部的RAM中的可寻址位或 特殊功能寄存器中的可寻址位。 例如，sfr P0 = 0x80; //因P1端口的寄存器是可位寻址的，所以我们可以定义 sbit P0_1 = P0＾1; //P1_1为P1中的P1.1引脚 //同样我们可以用P1.1的地址去写,如sbit P1_1 = 0x91;
Flash代码存储器
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《单片机技术基础教程与实践 1. 代码区CODE 代码区又称为代码段，用来存放可执行代码，对于51单片机存储代码的片内部空间 为4K，外部空间为64k。
2. 数据区DATA 51单片机能直接访问的片内128字节内部RAM称为数据段DATA，常把频繁使用的变 量或局部变量存储在DATA 段。 位寻址段BDATA是片内RAM中的可位寻址字节，包括16个字节共128位，每一位 都可单独寻址；这使得程序控制非常方便。
第2章 51单片机程序的C语言描述 51单片机程序的C 单片机程序的
《单片机技术基础教程与实践
使用C语言进行51单片机编程是单片机系统开发的发展方向， C语言是通用计算机程序设计语言，但现在也广泛用于单片 机开发，C语言与汇编语言相比具有使用容易、可移植性好、 可以直接操作硬件的特点，特别是在单片机上采用操作系统， 则必须采用C语言编程。 对于初学单片机来说，采用C语言入门单片机也是一个好的 选择，使用C语言可以避免汇编语言需要记忆大量指令的缺 点，快速学会单片机。 Keil软件是一个简单易学的单片机C语言开发工具，Keil软 件具有使用简单，功能强的特点。Keil软件加上C语言，是 开发51单片机的利器，也是初学单片机必须掌握的单片机开 发手段。
《单片机技术基础教程与实践 变量分为：内部变量（自动变量（auto）、静态变量（static）、寄存器变量 （register） 外部变量（全局变量、静态变量）
自动变量： 在变量前加存储种类说明符号 auto 则该变量是自动变量。在函数体内部定义的 变量，如果没有存储类型说明，都是自动变量。自动变量的作用范围在定义它的函 数体内部。自动类变量在动态存储器中分配单元，调用函数时，建立该变量存储单 元，函数返回时，该变量存储单元自动放弃。 外部变量： 使用存储类型说明符号extern定义的变量为外部变量，凡是在所有函数之前， 在函数外部定义的变量都是外部变量，定义时可以没有说明符号extern，但是一个函 数体内说明一个已经定义过的外部变量时，则必须有说明符号extern。一个外部变量 被定义后，就为它分配了固定的内存空间，外部变量的生存期是整个程序执行时间， 一直占用存储单元，因此外部变量是全局变量。各个函数使用的外部变量，只需要 在一个函数中定义，在使用该变量的函数中用extern说明就可以使用了。 若一个源文件中要引用其他源文件中定义的全局变量，就需要在文件的开头用 关键字extern说明引进的变量，例如，extern int x；则说明x是其他文件中已经定义 的全局变量。
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2.2 C语言基础知识 语言基础知识
《单片机技术基础教程与实践
2.2.1 C语言的标识符和关键字 语言的标识符和关键字