中等职业教育机电类专业规划教材：单片机C语言实用教程 pdf下载

　　《中等职业教育机电类专业规划教材：单片机C语言实用教程》内容包括51单片机所有的内部硬件知识（I/O口控制、定时器、中断、通信等），以及编写C51单片机程序的C语言基础知识，外围硬件包括LED灯、独立按钮、钮子开关、数码管、继电器、交/直流电动机、大/小液晶、点阵等。

　　龙建飞，张箭，珠海市理工职业技术学校责任教师，有多年的从教经验，曾主编、参编教材多部。

第一章 单片机简介和软件使用
第二章 单片机基本I/O口的控制
任务一 用单片机控制发光二极管发光
任务二 单片机I/O控制发光二极管发光或熄灭
任务三 单片机I/O控制发光二极管的闪烁
任务四 延时函数在发光二极管闪烁中的运用
任务五 单片机控制发光二极管特效发光或闪烁
任务六 钮子开关的应用
任务七 独立按钮的应用
任务八 单片机控制流水灯的显示
第三章 单片机定时器和中断技术
任务一 51单片机外部中断在发光二极管中的应用
任务二 51单片机定时器在发光二极管中的应用
第四章 单片机控制数码管的显示
任务一 单片机控制数码管的静态显示
任务二 单片机控制数码管的动态显示
任务三 单片机控制数码管显示00～99
任务四 指针控制数码管的显示数据
任务五 4×4键盘控制数码管的显示
第五章 单片机控制系统的制作
第六章 单片机串口通信
任务一 单片机与上位机（计算机）通信
任务二 单片机双机通信
第七章 单片机控制字符的显示
任务一 单片机控制液晶1602的显示
任务二 单片机控制液晶12864的显示
任务三 单片机控制32×16点阵的显示
第八章 单片机多任务模块化编程
任务一 单片机模块化编程控制LED闪烁
任务二 单片机多任务在模块化编程上的应用
参考文献

第三章单片机定时器和中断技术任务一51单片机外部中断在发光二极管中的应用
一、任务书 用单片机外部中断INT0和INT1控制LED点亮、熄灭、闪烁和花样显示，电路如图3—1所示。图3—1单片机外部中断控制发光二极管电路图二、任务分析如图3—1所示，利用连接在单片机INT0和INT1管脚上的按钮SB3和SB4来控制LED发光、闪烁、流水灯的启动、停止和一些简单的设置，由于采用了中断技术，不会因为长延时而使按钮的响应变得迟缓。三、单片机控制程序（一）利用外部中断INT0（按钮SB3接单片机的INT0引脚 ）和外部中断INT1（按钮SB4接单片机的INT1引脚 ）控制LED灯的点亮和熄灭1外部中断INT0控制1只发光二极管LED0下载单片机程序，上电后LED1一直以05秒的时间间隔进行闪烁；当按下SB3时，LED0点亮；延时2秒，LED0熄灭，参考程序如下：01 #include 〈reg52h〉//调用52单片机头文件reg52h
02 sbit LED0=P1^0；sbit LED1=P1^1；
03 void delay_1ms（unsigned int x）//延时函数，约1ms
04 {unsigned int i，j；
05for（i=x；i〉0；--i）for（j=114；j〉0；--j）；
06 }
07 void main（）{
08IT0=1；//设置外部中断INT0触发方式，下降沿触发
09EX0=1；//启动INT0中断
10EA=1；//启动总中断
11while（1）{
12LED1=0；//点亮LED1
13delay_1ms（500）；//延时05秒
14LED1=1；//熄灭LED1
15delay_1ms（500）；
16}
17 }
18 void INT_0（void）interrupt 0//中断子程序
19 {LED0=0；
20delay_1ms（2000）；//延时2秒
21LED0=1；
22 } 参考程序分析08～10行：外部中断INT0的设置。① 设置中断控制寄存器TCON中的中断标志位IT0为1，说明连接在单片机INT0硬件上的信号要请求中断，必须是下降沿。② 设置中断允许寄存器IE中的EX0和EA为1，说明启动的是外部中断INT0，并且打开总中断（EA=1）允许开关。12～15行：LED1闪烁程序。18～22行：外部中断INT0的中断处理函数，实现LED0点亮2秒后熄灭功能。中断函数是处理中断事件的专用函数，一般形式如下：void函数名（void）interrupt中断号n［using寄存器组号］
{
语句组；
}（1）函数名是自定义的，但符合标识符的定义规则。（2）中断号n与中断源要相对应（如表3—1所示）。表3—1中断源和中断向量表
中断号n优先级中断源中断入口地址01（最高）外部中断0（INT0 P32）0003H12定时器0000BH23外部中断1（INT1 P33）0013H34定时器10018H45（最低）串行口0023H（3）寄存器组号是可选项，可以由编译软件自动分配。51单片机内部RAM中有4组不同的工作寄存器组，每个寄存器组有8个工作寄存器R0～R7，所以寄存器组号可以取0～3之间常数。如果要设置一个工作寄存器组，则必须保证任何寄存器组在切换时不能发生冲突，否则将产生不正确的结果。建议初学者不要设置此项，让编译器自动分配即可。（4）中断关键字“interrupt”不能写错，其后面不允许跟一个带运算符的表达式，也不允许用于外部函数，如原来的延时函数名“delay”不能取名为“interrupt”。当正确定义了中断程序之后，程序在运行时，若有中断信号的请求，其CPU就会自动进入中断程序执行其代码。编写中断函数需要注意以下几点：（1）函数内的程序尽可能短，否则会影响主程序的执行；（2）中断函数不能有参数和返回值，只能通过全局变量与其他函数进行数据传递；（3）中断函数不需要调用，只有设置好后它就会自动执行。2利用外部中断INT0（按钮SB3接单片机的INT0引脚 ）控制一只发光二极管LED0下载单片机程序，上电后LED1一直以05秒的时间间隔进行闪烁；当按下SB3时，LED0点亮；当松开SB3时，LED0熄灭，中断函数参考程序如下，与前面相同部分由读者自行完善：01 void INT_0（void）interrupt0//中断处理函数
02 {
03LED0=0；//点亮LED0
04while（SB3==0）；//等待SB3松开
05LED0=1；//熄灭LED0
06 } 参考程序分析01行：中断函数名为“INT_0”，外部中断0的中断号为“0”，按下连接在INT0管脚上的SB3，则单片机自动跳到此处执行。04行：如果按下的SB3没有松开，则单片机一直停在INT0中断函数里不能返回主程序执行，导致主程序中LED1闪烁长时间没有响应。使用外部中断步骤如下：（1）设置触发类型。IT0、IT1置1时下降沿触发外部中断INT0和INT1，清零或单片机复位默认为0则为低电平触发外部中断INT0和INT1。（2）允许中断。EA=1、EX0=1或EX1=1。有时要考虑优先级IP的设置。（3）编写中断函数。INT0中断号n为0，INT1中断号n为2。（二）利用外部中断INT0（按钮SB3接单片机的INT0引脚 ）和外部中断INT1（按钮SB4接单片机的INT1引脚 ）控制LED灯的闪烁1利用外部中断INT0控制LED0的闪烁单片机上电后LED1一直以05秒的时间间隔进行闪烁；当按下SB3时，LED0闪烁3次后熄灭，时间间隔为1秒。中断函数参考程序如下，与前面相同部分由读者自行完善：01 void INT_0（void）interrupt0{//中断函数
02unsigned char i；//定义局部字符型变量i，取值范围0~255
03for（i=0；i〈6；++i）{//LED0闪烁3次
04LED0=!LED0；//LED0状态取反
05delay_1ms（1000）；//延时1秒
06}
07 } 参考程序分析03行：由于LED0利用位取反运算符“！”，所以每取反两次才是闪烁1次，故“i〈6”。2利用外部中断INT0控制LED0启动闪烁外部中断INT1控制LED0停止闪烁。单片机上电后LED0熄灭；当按下SB3时，LED0开始闪烁；当按下SB4时，LED0停止闪烁并熄灭。参考程序如下：01 #include 〈reg52h〉//调用52单片机头文件reg52h
02 sbit LED0=P1^0；//定义P10引脚名为LED0，P要大写*/
03 bitQT；//定义启停标志位
04 void delay_1ms（unsigned int x）//延时函数，约1ms
05 {unsigned int i，j；
06for（i=x；i〉0；--i）for（j=114；j〉0；--j）；
07 }
08 void main（）{
09IT0=1；//设置外部中断INT0触发方式，下降沿触发
10EX0=1；//启动INT0中断
11IT1=1；
12EX1=1；
13EA=1；//启动总中断
14while（1）{
15if（QT）{
16LED0=!LED0；//LED0取反
17delay_1ms（500）；//延时05秒
18}
19}
20 }
21 void INT_0（void）interrupt 0
22 {
23QT=1；//启停标志位置1，启动
24 }
25 void INT_1（void）interrupt 2
26 {
27LED0=1；//LED0熄灭
28QT=0；//启停标志位置0，停止
29 } 参考程序分析03行：定义了一个全局位变量QT，利用QT的置1和置0作为启动和停止的信号，而使QT发出这个信号的是在外部中断函数“INT_0”和“INT_1”中。（三）利用外部中断INT0（按钮SB3接单片机的INT0引脚 ）和外部中断INT1（按钮SB4接单片机的INT1引脚 ）控制LED灯的花样显示1利用外部中断INT0控制P1口上的8个LED花样显示单片机上电后接在P00口上的LED一直以05秒的时间间隔进行闪烁；当按下SB3时，8个LED从左到右依次点亮3次后熄灭。中断函数参考程序如下，与前面相同部分由读者自行完善：01 #include 〈reg52h〉//调用52单片机头文件reg52h
02 sbit LED0=P0^0；/*定义P00引脚名为LED0，P要大写*/
03 unsigned char code table［ ］={ 0xfe，0xfc，0xf8，0xf0，0xe0，0xc0，0xb80，0x00 }；
//轮流点亮
04 void delay_1ms（unsigned int x）//延时函数，约1ms
05 {unsigned int i，j；
06for（i=x；i〉0；--i）for（j=114；j〉0；--j）；
07 }
08 void main（）{
09IT0=1；//设置外部中断INT0触发方式，下降沿触发
10EX0=1；//启动INT0中断
11EA=1；//启动总中断
12 while（1）{
13LED0=!LED0；//点亮LED0
14delay_1ms（500）；//延时05秒
15}
16 }
17 void INT_0（void）interrupt0{
18 unsigned char k；//定义数组下标循环变量
19 for（k=0；k〈8；++k）{//8是数组里数据的个数
20P1=table［k］；//数组名为table，下标为变量k
21delay_1ms（1000）；//延时1秒
22 }
23 P1=0xff；//8个LED全部熄灭
24 } 参考程序分析当按下SB3后，单片机进入中断函数开始执行流水灯程序，使得主函数中闪烁的LED0很久不能进行执行，保持在中断前一刻的状态，直到处理完中断函数后LED0就又开始闪烁。2利用外部中断INT0控制P1口上的8个LED花样显示的启动外部中断INT1按钮SB4接单片机的INT1引脚 ）控制P1口上的8个LED花样显示的停止。单片机上电后8个LED熄灭；当按下SB3时，LED开始由中间向两边依次点亮（间隔时间为1秒），不断循环；当按下SB4时，LED停止显示并熄灭。参考程序如下：01 #include 〈reg52h〉//调用52单片机头文件reg52h
02 sbit LED0=P0^0；//定义P00引脚名为LED0，P要大写*/
03 bitQT；//启动、停止标志位
04 unsigned char code table［ ］={ 0xe7，0xc3，0x81，0x00，0xff }；
//轮流点亮
05 void delay_1ms（unsigned int x）{//延时函数，约1ms
06unsigned int i，j；
07for（i=x；i〉0；--i）
08for（j=114；j〉0；--j）；
09 }
10 void main（）{
11unsigned char k；//定义数组下标循环变量
12IT0=1；//设置外部中断INT0触发方式，下降沿触发
13EX0=1；//启动INT0中断
14IT1=1；
15EX1=1；
16EA=1；//启动总中断
17while（1）{
18if（QT） {
19P1=table［k］；//数组名为table，下标为变量k
20delay（1000）；//延时1秒
21if（++k〉=5）k=0；
22}
23else{
24P1=0xff；//LED熄灭
25k=0；
26}
27}
28 }
29 void INT_0（void）interrupt 0{
30QT=1；//启停标志位置1，启动
31 }
32 void INT_1（void）interrupt2{
33P1=0xff；//LED熄灭
34QT=0；//启停标志位置0，停止
35 }四、应知应会知识链接（一）中断的概念中断就是主程序执行过程中，产生了另外一个紧急任务，需要打断（暂停）主程序的执行，转向执行紧急任务（中断函数）。紧急任务完成后，再返回主程序原来被打断的地方继续执行接下来的主程序。举一个例子，当你正在看书（执行主程序）→电话突然响起来（产生中断信号1）→你在书上做记号，然后去拿起电话和对方进行通话（处理中断1）→突然门铃响了（产生中断信号2）→你让与你通话的对方稍等一下→你去开门并与来访者交谈片刻（处理中断2）→交谈结束，关好门→回到电话旁拿起电话继续通话（中断返回1）→通话结束挂上电话→拿起书，从作记号处继续看书（中断返回2）。上述例子是一个中断嵌套，就是在中断中又发生了一次中断（开门交谈）。在这三个任务（看书、打电话、接待来访者）中，一个人不可能同时完成这三项任务，只能采用中断技术做完一件后再去做另一件。并且上述的中断都是随机的，不知道电话什么时候响起，也不知道客人什么时候来访，在单片机中也是一样的，突发或随机的不确定事件，不可能在主程序中编写程序，因为执行处理程序时，可能事件并没有发生；或者事件发生的时候，可能处理程序还没有执行到，就会错过时机。所以，中断程序就是很好地解决这种“随机”事件处理的问题。通过中断，单片机能够多任务处理，提高了单片机的“应变”能力。（二）中断控制的特殊功能寄存器：TCON、SCON、IP、IE在AT89S52单片机中，有4个寄存器是供用户对中断进行控制的，这4个寄存器分别是定时器控制寄存器TCON，串行口控制寄存器SCON，中断允许控制寄存器IE，以及中断优先控制寄存器IP。1定时器控制寄存器TCON（见表3—2）表3—2
位地址8F H 8E H 8D H 8C H 8B H 8A H 89 H 88 H 位名称TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 （1）TF0（TF1）内部定时器/计数器0（定时器/计数器1）溢出中断标志位如下：当片内定时器/计数器0（定时器/计数器1）计数溢出的时候，由单片机自动置1，而当进入了中断服务程序之后再由单片机自动清零。（2）TR0（TR1）内部定时器/计数器0（定时器/计数器1）运行控制位如下：TR0（TR1）=1，启动运行定时器T0（T1）。TR0（TR1）=0，停止运行定时器T0（T1）。（3）IE0（IE1）外部中断请求标志位如下：当INT0（或INT1）引脚出现有效的请求信号，此位由单片机自动置1，而当进入了中断服务程序之后再由单片机自动清零。（4）IT0（IT1）外部中断触发方式控制位如下：IT0（IT1）=1，脉冲触发方式，下降沿触发有效。IT0（IT1）=0，电平触发方式，低电平有效。2串行口控制寄存器SCON（见表3—3）表3—3
位地址 9F H 9E H 9D H 9C H 9B H 9A H 99 H 98 H 位名称 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI （1）TI 串行口发送中断标志位如下：当单片机串行口发送完一帧数据后，此位由单片机自动置1，而当进入了中断服务程 序之后是不会自动清零的，必须由用户在中断服务程序中用软件清零。（2）RI串行口接收中断标志位如下：当单片机串行口接收完一帧数据后，此位由单片机自动置1，而当进入了中断服务程序之后是不会自动清零的，必须由用户在中断服务程序中用软件清零。3中断允许控制寄存器IE（见表3—4）表3—4
位地址AF H AE H AD H AC H AB H AA H A9 H A8 H 位名称EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 （1）EA中断允许总控制位如下：EA=0，关闭总中断。EA=1，启动总中断，当启动了总中断后，再由各中断源的中断允许控制位进行设置。（2）ES串行中断允许控制位如下：ES=0，关闭串行中断。ES=1，启动串行中断。（3）（30EX0（EX1）外部中断允许控制位如下：EX0（EX1）=0，关闭外部中断0（外部中断1）。（4）EX0（EX1）=1，启动外部中断0（外部中断1）。ET0（ET1）定时中断允许控制位如下：ET0（ET1）=0，关闭定时中断0（定时中断1）。ET0（ET1）=1，启动定时中断0（定时中断1）。4中断优先级控制寄存器IP（见表3—5）表3—5
位地址BF H BE H BD H BC H BB H BA H B9 H B8 H 位名称PS PT1 PX1 PT0 PX0 （1）PX0（PX1）外部中断0（外部中断1）优先级设定位如下：PX0（PX1）=1，外部中断0（外部中断1）定义为最高优先级中断。PX0（PX1）=0，外部中断0（外部中断1）定义为最低优先级中断。（2）PT0（PT1）定时中断0（定时中断1）优先级设定位如下：PT0（PT1）=1，定时中断0（定时中断1）定义为最高优先级中断。PT0（PT1）=0，定时中断0（定时中断1）定义为最低优先级中断。（3）PS 串行通信优先级设定位如下：PS=1，串行通信定义为最高优先级中断。PS=0，串行通信定义为最低优先级中断。如果在同时收到几个同一优先级的中断请求时，哪一个中断请求优先得到响应，取决于内部的查询顺序，其查询顺序为：外部中断0定时器0中断外部中断1定时器中断1串行中断。优先级的作用如下：① 当一个中断函数正在执行时，能被比它级别高的中断所中断。图3—2外部中断响应示意图② 当一个中断函数正在执行时，不能立即响应同级或低级的中断请求。③ 同级中断同时产生中断请求时，先响应中断号小的中断。④ 当一个中断函数正在执行时，产生的同级或低级的中断请求，如果前一个中断函数执行完成时，同级或低级的中断请求信号不存在了（标志位被清零），则中断不会发生。（三）中断响应如图3—2所示，正常情况下单片机执行主程序，但是如果有中断事件的发生，它就会把当前的事件保存起来，去执行中断程序，当执行完中断程序之后，再回来原来主程序的程序段中开始执行。图3—2为中断响应的流程。在允许中断时，一旦出现中断信号，就会进入中断执行中断程序。不同的中断源，执行中断程序的方法不同，但流程是相似的。（1）保护现场。指保护主程序当前的数据。对于C语言编程，保护现场是自动的。（2）执行中断程序。根据中断号来选择执行专门的中断函数，完成中断事件的处理。（3）中断返回。中断程序执行完时，需要恢复主程序的现场，以便主程序能接着刚才被中断的地方继续执行下去。对于C语言编程，恢复现场是自动的。