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第二章 初步認(rèn)識(shí)51單片機(jī)
前面我們學(xué)會(huì)了如何操作一個(gè)MCU的管腳(P1.0)，讓它設(shè)置為低電平(sbit LED= P1^0;LED=0)，那么我們很容易的就能想到如何將MCU的管腳設(shè)置成高電平.這一講，我們就來討論如何控制單片機(jī)的IO口，也就是輸入輸出端口(input and outputport)
2.1單片機(jī)IO口操作與延時(shí)
既然我們學(xué)會(huì)了如何控制P1.0，那么同樣的方式我們就能控制P1.1，P1.2, ...P1.7了。很奇怪，為什么單片機(jī)的引腳從P1.0開始到P1.7，為什么不是從P1.1到P1.8？基本上你所見到的控制芯片都是以0為起始的。我們把P1.0到P1.7叫做P1端口。那么這樣的端口有多少個(gè)呢，在STC89C52中，一共有4組這樣的端口，分別是P0,P1,P2,P3.每個(gè)端口都有8個(gè)管腳，這樣很快，我們應(yīng)該知道操作這4組共32個(gè)管腳了。我相信寫到這里，每個(gè)人都已經(jīng)知道了如何使用這32個(gè)任意一個(gè)管腳來控制LED。
既然我們學(xué)會(huì)了如何控制一個(gè)LED，那么如何控制兩個(gè)LED？很容易的能猜到代碼如下：
#include
sbit LED1 = P1^0;
sbit LED2 = P1^1;
sbit LED3 = P2^1;
void main(void)
{
while(1)
{
LED1=0;
LED2=0;
LED3=0;
}
}
通過以上方式我們能用任意的IO端口來點(diǎn)亮LED。這里就不再贅述了。
既然我們學(xué)會(huì)了如何點(diǎn)亮一個(gè)LED，相信熄滅一個(gè)LED也會(huì)了，并且你能很快的寫出代碼：
#include
sbit LED = P1^0;
void main(void)
{
while(1)
{
LED = 0;
LED = 1;
}
}
這樣對(duì)不對(duì)？是對(duì)的。LED=0,燈亮了，LED=1燈滅了。程序確實(shí)是沒有問題，LED也是這樣操作的。問題是人的肉眼分辨不出來，為什么呢？這里就涉及到了單片機(jī)的運(yùn)行速度以及人眼的分辨間隔。下面我們來分析從LED=0(亮)到LED=1(滅)，中間的間隔是多長(zhǎng)時(shí)間？這個(gè)涉及到單片機(jī)的執(zhí)行速度與時(shí)鐘周期，機(jī)器周期，指令周期相關(guān)，我們暫且不討論。現(xiàn)在我們通過keil軟件調(diào)試的方法找到從LED=0到LED=1這個(gè)過程花了多長(zhǎng)時(shí)間。
(1)打開keil軟件，新建一個(gè)工程，并將以上代碼拷入led.c文件
(2) 點(diǎn)擊Project->options for TargetTarget1...
(3) 在彈出的對(duì)話框中選擇target,Xtal選擇11.0592，然后點(diǎn)擊OK
(4) 點(diǎn)擊debug圖標(biāo)，紅色方框所示
(5)彈出來的界面比較糟糕，可以自己調(diào)節(jié)，如何調(diào)節(jié)？這里舉一個(gè)例子，比如我想移動(dòng)Register這個(gè)窗口，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊Register窗口的標(biāo)題欄(窗口的藍(lán)色部分)，按住鼠標(biāo)不松開并拖動(dòng)。
此時(shí)界面如上圖所示，四個(gè)紅色方框內(nèi)的方框表示四個(gè)方向。此時(shí)將鼠標(biāo)不松開繼續(xù)拖動(dòng)到右邊紅色方框中(注意是要把鼠標(biāo)放到方框內(nèi))，結(jié)果如下：
此時(shí)右邊區(qū)域會(huì)變?yōu)樗{(lán)色，該區(qū)域表示Register即將存放的區(qū)域，然后松開鼠標(biāo)，拖動(dòng)結(jié)束。
點(diǎn)擊Register窗口中Autohide圖標(biāo)，如下圖紅色方框所示，將Register窗口自動(dòng)隱藏。
其他窗口的調(diào)整方法類似。
(6) 插入斷點(diǎn)。如下圖所示，在紅色方框位置雙擊鼠標(biāo)，則自動(dòng)插入斷點(diǎn)，并且出現(xiàn)紅色斷點(diǎn)標(biāo)志。
這里我們插入兩個(gè)斷點(diǎn)如圖所示
點(diǎn)擊紅色方框(1)中的RST,然后點(diǎn)擊紅色方框(2)中的run，此時(shí)黃色箭頭會(huì)跳到紅色方框(3)處，記錄紅色方框(4)中的時(shí)間t1=0.00042209s
點(diǎn)擊方框(2)中的run，此時(shí)黃色箭頭會(huì)跳到紅色方框(5)處，記錄紅色方框(4)中的時(shí)間t2=0.00042426s,那么t2-t1=0.00000217s=2.17us,
表示LED從點(diǎn)亮到熄滅只用了2.17微秒，而人眼的最小分辨時(shí)間間隔大約為0.27s(270000微秒)，因此感知不到燈的亮滅過程。你可以將這個(gè)程序下載到單片機(jī)中做做實(shí)驗(yàn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)LED很暗。事實(shí)上以上程序?qū)?dǎo)致LED循環(huán)亮滅，由于變化時(shí)間太快，幾個(gè)微秒，我們無法感知，因此給人的感覺就是燈很暗。現(xiàn)在我們?nèi)绾卧O(shè)置延時(shí)，讓我們能更清楚的觀察燈的亮滅過程？思路很簡(jiǎn)單，讓單片機(jī)點(diǎn)亮LED后，去干點(diǎn)別的事情，然后再熄滅LED。這個(gè)就好比你坐火車時(shí)，提前到了一個(gè)小時(shí)，你可以看看書，玩玩手機(jī)。目的是坐火車，看書，玩手機(jī)只起到消磨時(shí)間的作用。那么同樣，在本例中，我們讓單片機(jī)干什么事情呢？可以選擇休眠(我們后面講到)，或者讓它去數(shù)數(shù)。比如從1數(shù)到10000等等。這種方式就叫做軟件延時(shí)。
#include
sbit LED = P1^0;
void main(void)
{
unsigned int i;
while(1)
{
LED = 0;
for(i=0;i<40000;i++);
LED =1;
for(i=0;i<40000;i++);
}
}
將以上代碼復(fù)制到led.c文件中并保存。該段代碼中，通過去做別的事情來達(dá)到延時(shí)的作用。我們?cè)俅握{(diào)試看看LED熄滅和點(diǎn)亮?xí)r間的間隔，設(shè)置斷點(diǎn)如下：
以上可以看出，1.60636393s-0.00042318s大約1.6s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人的分辨時(shí)間。
既然我們能控制一個(gè)LED的亮滅了，那么同理可知，我們當(dāng)然知道如何控制并延時(shí)其他LED了，這樣我們就學(xué)會(huì)如何操作單片機(jī)的IO端口以及如何通過軟件延時(shí)了。
下面我們來看看就這兩招能干什么事情？
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