### 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。