【80.1 不再依賴第11節模板程序。】
前面大量的章節主要是講C語言本身的基礎知識,因此每次的練習例程都要依賴第11節的模板程序。從本節開始,正式進入到單片機主題,如果沒有特殊說明,以后的練習程序就不再需要依賴第11節模板程序,可以脫離模板單飛了。
【80.2 寄存器。】
寄存器是跨越在軟件與硬件之間的橋梁,單片機的C語言想控制單片機引腳輸出0V或者5V的物理電壓,本質就是通過往寄存器里填數字,往哪個寄存器填數字,填什么樣的數字,對應的引腳就輸出什么樣的電壓。至于“為什么往寄存器填數字就會在引腳上輸出對應的電壓”這個問題,對于我們“應用級”工程師來說是一個黑匣子。我們寫軟件的最底層就是操作到“寄存器”這個層面,至于“寄存器與物理電壓之間是如何關聯如何實現”的這個問題,其實是“芯片級”半導體工程師所研究的事,因為單片機本身其實就是一個成品,我們從“芯片級”半導體工程師那里拿到這個成品,這個成品的說明書告訴了我們該成品的每個寄存器的作用,我們只能在這個基礎上去做更上層的應用。該說明書其實就是大家通常所說的芯片的datasheet。
寄存器在單片機C語言層面,是一個全局變量,是一個具備特定名字的全局變量,是一個被系統征用的全局變量。寄存器的名字就像古代皇帝的名字,所有普通老百姓的變量名字都要“避尊者諱”,不能跟寄存器的名字重名,否則C編譯器就編譯不通過。

圖80.2.1 單片機的32個IO口引腳
本教程用的STC89C52單片機IO口寄存器有4個,分別是P0,P1,P2,P3這4個寄存器,每個寄存器都是一個8位的全局變量,每一位代表控制一個單片機的IO口引腳,因此,該單片機一共有32個(4乘以8)IO口引腳,每個引腳都是可以單獨控制的(俗稱位操作)。往該位填入0,對應的引腳就輸出0V的物理電壓。往該位填入1,對應的引腳就輸出5V的物理電壓。
【80.3 C語言操作IO口寄存器。】
C語言操作單片機IO口寄存器,以便在對應的引腳上輸出對應的物理電壓,有兩種方式。一種是并口的方式,另外一種是位操作的方式。并口方式,一次操作8個位(8個引腳),往往用在并口數據總線上。位操作方式,一次操作1個位(1個引腳),該方式因為單獨控制到某個引腳,所以應用更加靈活廣泛。
并口方式。并口方式的時候,可以直接對P0,P1,P2,P3這4個寄存器賦值,就像對一個unsigned char的全局變量賦值一樣。比如:
\#include "REG52.H"
void main()
{
P0=0xF0; //直接對P0賦值0xF0,意味著P0口的8個引腳,高4位全部輸出5V,低4位全部輸出0V。
while(1)
{
}
}
“P0=0xF0”這行代碼,把十六進制的0xF0分解成二進制11110000來理解,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4這4個引腳分別輸出5V物理電壓,而P0.3,P0.2,P0.1,P0.0這4個引腳分別輸出0V物理電壓。
位操作方式。并口方式因為一次操作就綁定了8個引腳,是非常不方便的,因此,位操作就顯得特別靈活實用,你可以直接操作P0,P1,P2,P3這4組引腳中(共32個)的某1個引腳,而不影響其它引腳的狀態。比如,P1.4引腳是屬于P1組的8個引腳中的某1個引腳,如果想直接位操作P1.4引腳,要用到特定的關鍵詞sbit和符號“^”這個組合,sbit和符號“^”的組合類似宏定義,使用方式如下。
\#include "REG52.H"
sbit P1\_4=P1^4; //利用sbit和符號“^”的組合,把變量名字P1\_4與P1.4引腳關聯起來
void main()
{
P1\_4=0; //P1.4引腳輸出0V物理電壓,而不影響其它P1口引腳的狀態。
while(1)
{
}
}
【80.4 點亮LED。】
LED燈要有電流通過,才會發光。要有電流通過,必須要有電壓的“正壓差”,“壓差”可以用水壓來比喻。
比如在2樓的水,對于1樓來說,它就有“正壓差”(2減去1等于“正1”),因此只要構成回路(有水管),2樓的水是可以往1樓流動的。
比如在2樓的水,對于3樓來說,它雖然有壓差,但是有的只是“負壓差”(2減去3等于“負1”),因此哪怕構成回路(有水管),2樓的水也是不可以往3樓流動的。
比如在2樓的水,對于同樓層的2樓來說,它的壓差是0壓差(2減去2等于“0壓差”),因此哪怕構成回路(有水管),2樓的水也是不可以在2樓之間流動的。
上面三個比喻很關鍵,精髓在于是否有“正壓差”。要點亮一個LED燈,并不是說你單片機引腳直接輸出一個5V的物理電壓就能點亮的,還要看它構成的整個LED燈回路,也就是實際的電路圖是什么樣的。在本教程的原理圖中,我們點亮LED燈是采樣“灌入式”的電路,也就是單片機輸出5V電壓的時候LED燈是熄滅的,而輸出0V物理電壓時LED燈反而是被點亮的。如下兩個圖:

圖80.4.1 灌入式驅動8個LED

圖80.4.2 灌入式驅動4個LED
現在根據這原理圖,編寫一個并口和位操作的練習例子,直接把程序燒錄進開發板,就可以看到對應的LED燈的狀態。
\#include "REG52.H"
sbit P1\_4=P1^4; //利用sbit和符號“^”的組合,把變量名字P1\_4與P1.4引腳關聯起來
void main()
{
P0=0xF0; //直接對P0賦值0xF0,意味著P0口的8個引腳,高4位全部輸出5V,低4位全部輸出0V。
P1\_4=0; //P1.4引腳輸出0V物理電壓,而不影響其它P1口引腳的狀態。
while(1)
{
}
}
現象分析:
“P0=0xF0”直接對P0賦值0xF0,意味著P0口的8個引腳,高4位全部輸出5V(LED燈反而滅),低4位全部輸出0V(LED燈反而被點亮)。
“P1\_4=0”P1.4引腳輸出0V物理電壓(LED燈反而被點亮)。
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- 第一節:我的價值觀
- 第二節:初學者的疑惑
- 第三節:單片機最重要的一個特性
- 第四節:平臺軟件和編譯器軟件的簡介
- 第五節:用Keil2軟件關閉,新建,打開一個工程的操作流程
- 第六節:把.c源代碼編譯成.hex機器碼的操作流程
- 第七節:本節預留
- 第八節:把.hex機器碼程序燒錄到單片機的操作流程
- 第九節:本節預留
- 第十節:程序從哪里開始,要到哪里去?
- 第十一節:一個在單片機上練習C語言的模板程序
- 第十二節:變量的定義和賦值
- 【TODO】第十三節:賦值語句的覆蓋性
- 【TODO】第十四節:二進制與字節單位,以及常用三種變量的取值范圍
- 【TODO】第十五節:二進制與十六進制
- 【TODO】第十六節:十進制與十六進制
- 【TODO】第十七節:加法運算的5種常用組合
- 【TODO】第十八節:連加、自加、自加簡寫、自加1
- 【TODO】第十九節:加法運算的溢出
- 【TODO】第二十節:隱藏中間變量為何物?
- 【TODO】第二十一節:減法運算的5種常用組合。
- 【TODO】第二十二節:連減、自減、自減簡寫、自減1
- 【TODO】第二十三節:減法溢出與假想借位
- 【TODO】第二十四節:借用unsigned long類型的中間變量可以減少溢出現象
- 【TODO】第二十五節:乘法運算中的5種常用組合
- 【TODO】第二十六節:連乘、自乘、自乘簡寫,溢出
- 【TODO】第二十七節:整除求商
- 【TODO】第二十八節:整除求余
- 【TODO】第二十九節:“先余后商”和“先商后余”提取數據某位,哪家強?
- 【TODO】第三十節:邏輯運算符的“與”運算
- 【TODO】第三十一節:邏輯運算符的“或”運算
- 【TODO】第三十二節:邏輯運算符的“異或”運算
- 【TODO】第三十三節:邏輯運算符的“按位取反”和“非”運算
- 【TODO】第三十四節:移位運算的左移
- 【TODO】第三十五節:移位運算的右移
- 【TODO】第三十六節:括號的強制功能---改變運算優先級
- 【TODO】第三十七節:單字節變量賦值給多字節變量的疑惑
- 【TODO】第三十八節:第二種解決“運算過程中意外溢出”的便捷方法
- 【TODO】第三十九節:if判斷語句以及常量變量的真假判斷
- 【TODO】第四十節:關系符的等于“==”和不等于“!=”
- 【TODO】第四十一節:關系符的大于“>”和大于等于“>=”
- 【TODO】第四十二節:關系符的小于“<”和小于等于“<=”
- 【TODO】第四十三節:關系符中的關系符:與“&&”,或“||”
- 【TODO】第四十四節:小括號改變判斷優先級
- 【TODO】第四十五節: 組合判斷if...else if...else
- 【TODO】第四十六節: 一維數組
- 【TODO】第四十七節: 二維數組
- 【TODO】第四十八節: while循環語句
- 【TODO】第四十九節: 循環語句do while和for
- 【TODO】第五十節: 循環體內的continue和break語句
- 【TODO】第五十一節: for和while的循環嵌套
- 【TODO】第五十二節: 支撐程序框架的switch語句
- 【TODO】第五十三節: 使用函數的三要素和執行順序
- 【TODO】第五十四節: 從全局變量和局部變量中感悟“棧”為何物
- 【TODO】第五十五節: 函數的作用和四種常見書寫類型
- 【TODO】第五十六節: return在函數中的作用以及四個容易被忽略的功能
- 【TODO】第五十七節: static的重要作用
- 【TODO】第五十八節: const(./book/或code)在定義數據時的作用
- 【TODO】第五十九節: 全局“一鍵替換”功能的#define
- 【TODO】第六十節: 指針在變量(./book/或常量)中的基礎知識
- 【TODO】第六十一節: 指針的中轉站作用,地址自加法,地址偏移法
- 【TODO】第六十二節: 指針,大小端,化整為零,化零為整
- 【TODO】第六十三節: 指針“化整為零”和“化零為整”的“靈活”應用
- 【TODO】第六十四節: 指針讓函數具備了多個相當于return的輸出口
- 【TODO】第六十五節: 指針作為數組在函數中的入口作用
- 【TODO】第六十六節: 指針作為數組在函數中的出口作用
- 【TODO】第六十七節: 指針作為數組在函數中既“入口”又“出口”的作用
- 【TODO】第六十八節: 為函數接口指針“定向”的const關鍵詞
- 【TODO】第六十九節: 宏函數sizeof(./book/)
- 【TODO】第七十節: “萬能數組”的結構體
- 【TODO】第七十一節: 結構體的內存和賦值
- 【TODO】第七十二節: 結構體的指針
- 【TODO】第七十三節: 結構體數據的傳輸存儲和還原
- 【TODO】第七十四節: 結構體指針在函數接口處的頻繁應用
- 【TODO】第七十五節: 指針的名義(例:一維指針操作二維數組)
- 【TODO】第七十六節: 二維數組的指針
- 【TODO】第七十七節: 指針唯一的“單向輸出”通道return
- 【TODO】第七十八節: typedef和#define和enum
- 【TODO】第七十九節: 各種變量常量的命名規范
- 【TODO】第八十節: 單片機IO口驅動LED
- 【TODO】第八十一節: 時間和速度的起源(指令周期和晶振頻率)
- 【TODO】第八十二節: Delay“阻塞”延時控制LED閃爍
- 【TODO】第八十三節: 累計主循環的“非阻塞”延時控制LED閃爍
- 【TODO】第八十四節: 中斷與中斷函數
- 【TODO】第八十五節: 定時中斷的寄存器配置
- 【TODO】第八十六節: 定時中斷的“非阻塞”延時控制LED閃爍
- 【TODO】第八十七節: 一個定時中斷產生N個軟件定時器
- 【TODO】第八十八節: 兩大核心框架理論(四區一線,switch外加定時中斷)
- 【TODO】第八十九節: 跑馬燈的三種境界
- 【TODO】第九十節: 多任務并行處理兩路跑馬燈
- 【TODO】第九十一節: 蜂鳴器的“非阻塞”驅動
- 【TODO】第九十二節: 獨立按鍵的四大要素(自鎖,消抖,非阻塞,清零式濾波)
- 【TODO】第九十三節: 獨立按鍵鼠標式的單擊與雙擊
- 【TODO】第九十四節: 兩個獨立按鍵構成的組合按鍵
- 【TODO】第九十五節: 兩個獨立按鍵的“電腦鍵盤式”組合按鍵
- 【TODO】第九十六節: 獨立按鍵“一鍵兩用”的短按與長按
- 【TODO】第九十七節: 獨立按鍵按住不松手的連續均勻觸發
- 【TODO】第九十八節: 獨立按鍵按住不松手的“先加速后勻速”的觸發
- 【TODO】第九十九節: “行列掃描式”矩陣按鍵的單個觸發(原始版)
- 【TODO】第一百節: “行列掃描式”矩陣按鍵的單個觸發(優化版)
- 【TODO】第一百零一節: 矩陣按鍵鼠標式的單擊與雙擊
- 【TODO】第一百零二節: 兩個“任意行輸入”矩陣按鍵的“有序”組合觸發
- 【TODO】第一百零三節: 兩個“任意行輸入”矩陣按鍵的“無序”組合觸發
- 【TODO】第一百零四節: 矩陣按鍵“一鍵兩用”的短按與長按
- 【TODO】第一百零五節: 矩陣按鍵按住不松手的連續均勻觸發
- 【TODO】第一百零六節: 矩陣按鍵按住不松手的“先加速后勻速”觸發
- 【TODO】第一百零七節: 開關感應器的識別與軟件濾波
- 【TODO】第一百零八節: 按鍵控制跑馬燈的啟動和暫停和停止
- 【TODO】第一百零九節: 按鍵控制跑馬燈的方向
- 【TODO】第一百一十節: 按鍵控制跑馬燈的速度
- 第一百一十一節: 工業自動化設備的開關信號的運動控制
- 【TODO】第一百一十二節: 數碼管顯示的基礎知識
- 【TODO】第一百一十三節: 動態掃描的數碼管顯示數字
- 【TODO】第一百一十四節: 動態掃描的數碼管顯示小數點
- 【TODO】第一百一十五節: 按鍵控制數碼管的秒表
- 【TODO】第一百一十六節: 按鍵控制數碼管的倒計時
- 【TODO】第一百一十七節: 按鍵切換數碼管窗口來設置參數
- 【TODO】第一百一十八節: 按鍵讓某位數碼管閃爍跳動來設置參數
- 【TODO】第一百一十九節: 一個完整的人機界面的程序框架的脈絡
- 【TODO】第一百二十節: 按鍵切換窗口切換局部來設置參數
- 【TODO】第一百二十一節: 可調參數的數碼管倒計時
- 【TODO】第一百二十二節: 利用定時中斷做的“時分秒”數顯時鐘
- 【TODO】第一百二十三節: 一種能省去一個lock自鎖變量的按鍵驅動程序
- 【TODO】第一百二十四節: 數顯儀表盤顯示“速度、方向、計數器”的跑馬燈
- 【TODO】第一百二十五節: “雙線”的肢體接觸通信
- 【TODO】第一百二十六節: “單線”的肢體接觸通信
- 【TODO】第一百二十七節: 單片機串口接收數據的機制
- 【TODO】第一百二十八節: 接收“固定協議”的串口程序框架
- 【TODO】第一百二十九節: 接收帶“動態密匙”與“累加和”校驗數據的串口程序框架
- 【TODO】第一百三十節: 接收帶“動態密匙”與“異或”校驗數據的串口程序框架
- 【TODO】第一百三十一節: 靈活切換各種不同大小“接收內存”的串口程序框架
- 【TODO】第一百三十二節:“轉發、透傳、多種協議并存”的雙緩存串口程序框架
- 【TODO】第一百三十三節:常用的三種串口發送函數
- 【TODO】第一百三十四節:“應用層半雙工”雙機串口通訊的程序框架