### 单片机C语言学习知识点总结
#### 前言
本文档旨在提供一系列关于单片机C语言编程的基础知识及实践案例，适合初学者系统性地学习单片机编程技术。
#### 基础知识：单片机编程基础
1. **单片机的外部结构**
- DIP40双列直插封装形式，这是最常见的单片机封装形式之一。
- 四个8位准双向I/O端口（P0、P1、P2、P3），这些端口可以用于数据输入或输出。需要注意的是，在用作输入时，需先输出高电平以启用内部上拉电阻。
- 电源VCC（PIN40）和地线GND（PIN20），分别用于提供工作电压和接地。
- 高电平复位RESET（PIN9），通过连接一个10μF的电容至VCC，实现上电复位功能。
- 内置振荡电路，通过连接晶体至X1（PIN18）和X0（PIN19）来实现，其频率为主频的12倍。
- 程序配置EA（PIN31），连接到VCC时，运行单片机内部ROM中的程序。
- P3端口支持第二功能，包括接收数据（RXD）、发送数据（TXD）、外部中断0（INT0）、外部中断1（INT1）、定时器/计数器0（T0）和定时器/计数器1（T1）。
2. **单片机内部I/O部件**
- 四个8位通用I/O端口，分别对应P0、P1、P2和P3。
- 两个16位定时计数器（TMOD、TCON、TL0、TH0、TL1、TH1），可用于定时或计数任务。
- 一个串行通信接口（SCON、SBUF），支持简单的串行数据传输。
- 一个中断控制器（IE、IP），管理各种中断请求。
3. **C语言编程基础**
- 十六进制表示法：例如0x5a转换成二进制为01011010B，0x6E为01101110B。
- 将一个16位二进制数赋给8位变量时，高8位会被自动截断。
- `++var`表示先增加变量值再使用；`var--`表示先使用变量值后再减少。
- `x |= 0x0f;`等同于`x = x | 0x0f;`，即对x进行按位或操作。
- `TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x05;`表示修改TMOD的低四位为0x5，而保持高四位不变。
- `while(1);`创建一个无限循环。
4. **基本编程示例**
- **输出高电平**：通过设置特定I/O端口的位为1来实现，例如`P1_3 = 1;`使得P1.3引脚输出高电平。
- **输出低电平**：通过设置特定I/O端口的位为0来实现，例如`P2_7 = 0;`使得P2.7引脚输出低电平。
- **输出方波**：通过交替设置I/O端口的位为1和0来实现，例如`P3_1 = 1; P3_1 = 0;`使得P3.1引脚输出方波信号。
- **取反并输出**：读取某个I/O端口的位状态，并将其取反后输出到另一个端口，例如`if(P1_1 == 1) { P0_4 = 0; } else { P0_4 = 1; }`实现P0.4输出P1.1的取反值。
#### 实践案例
1. **第一节：单数码管按键显示**
- 利用单个数码管显示数字，并通过按键进行切换。
- 主要涉及I/O端口的控制以及简单的状态机设计。
2. **第二节：双数码管可调秒表**
- 设计一个能够调节时间的秒表，利用两个数码管显示时间。
- 需要实现计数器功能，并通过按键调整时间。
3. **第三节：十字路口交通灯**
- 模拟交通信号灯的控制逻辑。
- 需要考虑多个I/O端口的协调工作，以及不同状态之间的切换。
4. **第四节：数码管驱动**
- 介绍如何驱动数码管，包括静态显示和动态显示两种方式。
- 掌握数码管的基本原理及其驱动方法。
5. **第五节：键盘驱动**
- 学习键盘扫描的方法，包括行列式键盘的设计和驱动。
- 掌握键盘按键检测和去抖动的技术。
6. **第六节：低频频率计**
- 利用单片机的定时计数器功能实现频率测量。
- 适用于测量低频信号。
7. **第七节：电子表**
- 设计一个电子表，能够显示时间和日期。
- 需要结合时钟电路和显示驱动技术。
8. **第八节：串行口应用**
- 学习串行通信的基本原理和技术。
- 包括硬件连接和软件编程两部分，掌握串行通信的应用场景。
通过以上内容的学习，读者不仅能够掌握单片机C语言编程的基础知识，还能通过实际项目加深理解，提高实际操作能力。
