单片机软件设计教程(经典)
80C51单片机的程序设计(完整版)
第四章 80C51单片微机的程序设计 单片微机的程序设计
4.1概述 概述
4.1.1 汇编语言格式
1. 计算机语言 计算机语言——机器语言、汇编语言与高级语言 机器语言、 机器语言 程序就是为计算某一算式或完成某一工作的若干指令的有序 集合。计算机的全部工作概括起来， 集合。计算机的全部工作概括起来，就是执行这一指令序列的 过程。这一指令序列称为程序。为计算机准备这一指令前的过 过程。这一指令序列称为程序。 程称为程序设计。目前， 程称为程序设计。目前，可用于程序设计的语言基本上可分为 三种：机器语言、汇编语言和高级语言。 三种：机器语言、汇编语言和高级语言。 ⑴ 机器语言 在计算机中，所有的数符都是用二进制代码来表示的， 在计算机中，所有的数符都是用二进制代码来表示的，指令 也是用二进制代码来表示。这种用二进制代码表示的指令系统 也是用二进制代码来表示。 称为机器语言系统，简称为机器语言。 称为机器语言系统，简称为机器语言。直接用机器语言编写的 程序称为手编程序或机器语言程序。 程序称为手编程序或机器语言程序。
两种语句都由四个部分组成。其中每一部分称为域也称为字段， 两种语句都由四个部分组成。其中每一部分称为域也称为字段， 各字段之间用一个空格或字段定界符分隔， 各字段之间用一个空格或字段定界符分隔，常用的字段定界符有 冒号“ ”“逗号 逗号“ 和分号“ 冒号“：”“逗号“，”和分号“；”。其中方括号括起来的是 可选择部分。 可选择部分。
标号(也称为名字 标号 也称为名字) 域： 也称为名字 用来说明指令的地址。标号可以作为LJMP、AJMP、 用来说明指令的地址。标号可以作为 、 、 LCALL及ACALL等指令的操作数。 等指令的操作数。 及 等指令的操作数 • 在指令语句中，标号位于一个语句的开头位置，由字母和数 在指令语句中，标号位于一个语句的开头位置， 符组成， 字母打头，冒号“ 结束。 符组成 ， 字母打头 ， 冒号 “ ： ” 结束 。 在 80C51单片微机的汇编 单片微机的汇编 语言中，标号中的字符个数一般不超过8个 若超过8个 语言中，标号中的字符个数一般不超过 个，若超过 个，则以前 面的8个为有效 后面字符不起作用。 个为有效， 面的 个为有效，后面字符不起作用。 • 不能使用本汇编语言中已经定义了的符号作标号， 不能使用本汇编语言中已经定义了的符号作标号，比如指令 助记符(如 及寄存器符号名称(如 助记符 如ADD) 、伪指令 (如END) 及寄存器符号名称 如PC) 。 如 • 一条语句可以有标号，也可以没有标号， 一条语句可以有标号，也可以没有标号，标号的有无取决于 程序中的其它语句是否需要访问该条语句。 程序中的其它语句是否需要访问该条语句。 伪指令语句与指令语句主要不同是在其名字后面没有冒号。 伪指令语句与指令语句主要不同是在其名字后面没有冒号。
单片机原理教程(经典)ppt课件
三、Maxim-Dallas单片机
四、WinBond单片机
五、Motorola单片机
六、其他公司的单片机
1）NEC单片机；
2）东芝单片机；
3）Epson单片机；
4) PIC单片机—— M icrochip公司
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•9
第三节 单片机的应用领域及发展
第一章---------9
一、单片机在智能仪器中的应用
第一章---------3
一、微处理器、微机和单片机的概念
微处理器（Microprocessor）——微型计算机的控制和运算器部分；
微型计算机（Microcomputer）——有完整运算及控制功能的计算机，包 括微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口电路以及输入/输出设备等；
单片机(single chip microcomputer)——直译为单片微型计算机，它将 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出(I/O)接口电路、中断、串行通 信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上，组成单片微型 计算机简称单片机 。
一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器 合用一个存储空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构或称冯·诺依曼 结构；
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构， 称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51和80C51系列单片机采用的 是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的 结构较多。
P1口也是—个准双向I／O口，与P0口不同的是，没有多路开关MUX和控 制电路部分。输出驱动电路只有一个FET场效应管，同时内部带上拉电阻， 此电阻与电源相连。P1口可作通用双向I／O口用，而不必再外接上拉电阻。
《单片机原理及应用》软件开发工具Keil与虚拟仿真平台Proteus的使用实验一
《单片机原理及应用》软件开发工具Keil与虚拟仿真平台Proteus的使用实验实验目的(1)了解Keil和Proteus软件的基本特点和功能。
(2)学会使用Keil软件进行单片机中断应用和定时器/计数器应用的编程。
(3)学会使用Proteus软件进行单片机中断应用和定时器/计数器应用的原理图的绘制和程序实现。
(4)学会使用Keil和Proteus两种软件的联调。
实验指导一、Keil C51的使用1.创建项目编写一个新的应用程序前，首先要建立项目（Project）。
（1）在编辑界面下，单击菜单栏中的[Project]，出现下拉菜单，再点击选择中的“New Project”。
（2）单击“New Project…”选项后，就会弹出“Create New Project”窗口。
在“文件名（N）”中输入一个项目的名称，保存后的文件扩展名为“.uvx”，即项目文件的扩展名，以后可直接单击此文件就可打开先前建立的项目。
在“文件名（N）”窗口中输入新建项目文件的名字后，在“保存在（I）”下拉框中选择项目的保存目录，单击“保存（S）”即可。
（3）选择单片机，单击“保存（S）”后，会弹出“Select Device for Target”（选择单片机）窗口，按照提示选择相应的单片机。
搜索“AT89C52”并选择。
（4）单击“确定”按钮后，会出现对话框。
如果需要复制启动代码到新建的项目，选择单击“是”。
如选择单击“否”，启动代码项“STARTUP. A51”不会出现，这时新的项目已经创建完毕。
2.新建文件新的项目文件创建完成后，就需要将用户源程序文件添加到这个项目中，添加用户程序文件通常有两种方式：一种是新建文件，另一种是添加已创建的文件。
(1)单击快捷按钮，这时会出现一个空白的文件编辑画面，用户可在这里输入编写的程序源代码。
(2)单击中快捷按钮,保存用户程序文件，这时会弹出窗口“Save As”的对话框，在“保存在(I)”下拉框中选择新文件的保存目录，这样就将这个新文件与刚才建立的项目保存在同一个文件夹下，然后在“文件名(N)”窗口中输入新建文件的名字，如果使用C51语言编程，则文件名的扩展名应为“.c”。
单片机软件设计方法与流程
单片机软件设计方法与流程在单片机软件设计中，方法和流程是非常重要的。
本文将介绍单片机软件设计的一般方法和流程，并提供一些实用的技巧和经验分享。
一、需求分析在进行单片机软件设计之前，首先需要进行需求分析。
了解项目的具体需求，包括功能需求、性能需求、可靠性需求等。
需求分析是软件设计的基础，只有清楚了解需求，才能进行后续的设计工作。
二、功能设计在进行单片机软件设计时，首先需要进行功能设计。
根据需求分析的结果，确定要实现的功能，并将功能进行逻辑划分和模块化设计。
可以使用流程图、UML图等工具来进行功能设计，清晰地展现出每个功能的实现流程和数据传输。
三、算法设计在进行单片机软件设计中，算法设计是关键的一步。
根据功能需求，确定合适的算法实现方案。
有效的算法设计可以提高程序的效率和性能。
在确定算法之后，可以使用伪代码或流程图来描述算法的实现过程。
四、软件架构设计在进行单片机软件设计之前，需要进行软件架构设计。
软件架构设计是整个软件设计的框架，包括模块划分、模块之间的接口设计、数据流向等。
合理的软件架构设计可以提高软件的可维护性和可扩展性。
五、编程实现在完成软件设计之后，需要进行编程实现。
根据设计的结果，采用合适的编程语言进行编写。
在编程过程中，需要注意代码的规范性和易读性，添加必要的注释和文档说明，方便后续的维护和阅读。
六、调试测试在完成编程实现之后，需要进行调试测试。
通过单元测试、集成测试等手段，验证程序的功能和性能是否符合需求。
在进行调试测试时，需要注意测试用例的编写和测试结果的分析，及时修复bug和优化程序的效率。
七、优化改进在进行单片机软件设计之后，可以进行优化改进。
通过对程序的性能进行评估和分析，找出瓶颈所在，并采取相应的优化措施。
优化改进可以提高程序的响应速度和资源利用效率。
八、文档撰写在完成单片机软件设计之后，需要进行文档撰写。
撰写软件设计文档可以记录设计的过程和结果，方便后续的维护和复用。
软件设计文档应包括需求分析、功能设计、算法设计、架构设计、编程实现、测试结果等内容。
单片机软件设计论文
单片机软件设计论文一、引言单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机，在现代电子技术领域中得到了广泛的应用。
而单片机软件设计则是实现其各种功能的关键所在。
本文将深入探讨单片机软件设计的相关内容，包括设计流程、编程语言选择、算法优化等方面。
二、单片机软件设计流程（一）需求分析在开始软件设计之前，首先需要对系统的功能需求进行详细的分析。
明确系统需要实现的任务、输入输出信号的类型和范围、工作环境等因素。
这有助于为后续的设计工作提供明确的方向。
（二）总体设计根据需求分析的结果，确定软件的总体架构和模块划分。
合理的模块划分可以提高软件的可维护性和可扩展性。
（三）详细设计在总体设计的基础上，对每个模块进行详细的设计。
包括算法的选择、数据结构的定义、流程的规划等。
（四）编码实现使用选定的编程语言，按照详细设计的方案进行代码编写。
在编码过程中，要注意代码的规范性和可读性。
（五）调试与测试对编写好的软件进行调试，查找并修复代码中的错误。
然后进行全面的测试，确保软件在各种情况下都能正常工作。
三、编程语言选择（一）C 语言C 语言是单片机软件开发中最常用的语言之一。
它具有简洁、高效、可移植性好等优点。
同时，C 语言的语法结构清晰，便于程序员理解和掌握。
（二）汇编语言汇编语言能够直接操作硬件，执行效率高。
但由于其编写难度大、可读性差，一般只在对执行效率要求极高的关键部分使用。
（三）C+＋语言C+＋在 C 语言的基础上增加了面向对象的特性，使得代码的组织更加合理。
但对于资源有限的单片机系统，其使用相对较少。
在实际开发中，通常会根据项目的需求和特点，选择合适的编程语言或者混合使用多种语言。
四、算法优化（一）时间复杂度优化通过选择合适的数据结构和算法，减少程序的执行时间。
例如，在需要频繁查找的场景中，使用哈希表可以提高查找效率。
（二）空间复杂度优化合理利用内存资源，避免内存泄漏和浪费。
对于一些占用内存较大的数据，可以采用压缩存储等方式。
PIC单片机学习资料 经典版
PIC单片机C语言编程简介用 C 语言来开发单片机系统软件最大的好处是编写代码效率高、软件调试直观、维护升级方便、代码的重复利用率高、便于跨平台的代码移植等等，因此 C 语言编程在单片机系统设计中已得到越来越广泛的运用。
针对PIC 单片机的软件开发，同样可以用 C 语言实现。
但在单片机上用 C 语言写程序和在PC 机上写程序绝对不能简单等同。
现在的PC 机资源十分丰富，运算能力强大，因此程序员在写PC 机的应用程序时几乎不用关心编译后的可执行代码在运行过程中需要占用多少系统资源，也基本不用担心运行效率有多高。
写单片机的 C 程序最关键的一点是单片机内的资源非常有限，控制的实时性要求又很高，因此，如果没有对单片机体系结构和硬件资源作详尽的了解，以笔者的愚见认为是无法写出高质量实用的 C 语言程序。
这就是为什么前面所有章节中的的示范代码全部用基础的汇编指令实现的原因，希望籍此能使读者对PIC 单片机的指令体系和硬件资源有深入了解，在这基础之上再来讨论 C 语言编程，就有水到渠成的感觉。
本书围绕中档系列PIC 单片机来展开讨论，Microchip 公司自己没有针对中低档系列PIC单片机的 C 语言编译器，但很多专业的第三方公司有众多支持PIC 单片机的 C 语言编译器提供，常见的有Hitech、CCS、IAR、Bytecraft 等公司。
其中笔者最常用的是Hitech 公司的PICC 编译器，它稳定可靠，编译生成的代码效率高，在用PIC 单片机进行系统设计和开发的工程师群体中得到广泛认可。
其正式完全版软件需要购置，但在其网站上有限时的试用版供用户评估。
另外，Hitech 公司针对广大PIC 的业余爱好者和初学者还提供了完全免费的学习版PICC-Lite 编译器套件，它的使用方式和完全版相同，只是支持的PIC 单片机型号限制在PIC16F84、PIC16F877 和PIC16F628 等几款。
这几款Flash 型的单片机因其所具备的丰富的片上资源而最适用于单片机学习入门，因此笔者建议感兴趣的读者可从PICC-Lite 入手掌握PIC 单片机的 C 语言编程。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
第3章51系列单片机程序设计(C语言部分)
idata
间接寻址片内数据存储区，可访问片内全部RAM地址空间(256字节)
pdata
分页寻址片外数据存储区(256字节)由MOV @Ri访问(i=0,1)
xdata
片外数据存储区(64 KB)由MOVX @DPTR访问
code
程序存储器64 KB空间，由MOVC @DPTR访问
第3章 51系列单片机程序设计(C部分)
/* Ary37定义为abry[3]的第7位 */
第3章 51系列单片机程序设计(C部分)
3.5 数 组
数组：数组是一组类型相同 有序数据的集合。用数组名 和下标来唯一确定数组中的 元素。
第3章 51系列单片机程序设计(C部分)
3.5.1 一维数组
一、一维数组的定义 形式：类型说明符 数组名 [常量表达式]
使用C51进行编程时，MCS-51片内的I/O口与片外扩展的I/O可以统一在一个头文 件中定义，也可以在程序中(一般在开始的位置)进行定义。
对于MCS-51片内I/O口按特殊功能寄存器方法定义。 例如：
sfr P0=0x80 ； /* 定义P0口，地址为80H */ sfr P1=0x90 ； /* 定义P1口，地址为90H */
第3章 51系列单片机程序设计(C部分)
3.4.3 C51数据的存储类型与MCS-51存储结构
表 3.4.2 C51存储类型与MCS-51存储空间的对应关系
存储类型 与存储空间的对应关系
data
直接寻址片内数据存储区，访问速度快(128字节)
bdata
可位寻址片内数据存储区，允许位与字节混合访问(16字节)
据 浮点型(float) 类
型 指针类型
详细见表3.4.1
单片机系统开发单片机软件设计
单片机具有高度的集成度和可靠性，体积小，功耗低，价格便宜，易于编程和 控制，广泛应用于智能仪表、工业控制、智能家居等领域。
单片机系统开发的基本流程
需求分析
根据实际需求，确定系统功能和 性能要求。
系统设计
根据需求分析，进行系统整体设 计和模块划分。
硬件设计
根据系统设计，进行单片机选型 和电路板设计。
智能家居
单片机在智能家居领域中也有 广泛应用，如智能门锁、智能 照明等。
其他领域
除了以上领域外，单片机还广 泛应用于汽车电子、医疗电子
、环保监测等领域。
02
单片机软件设计基础
单片机软件设计语言
C语言
C语言是一种通用的编程语言，广泛 应用于单片机系统开发。它具有高效 、灵活和可移植性强的特点，能够实 现复杂的算法和控制逻辑。
详细描述
单片机系统的稳定性问题主要表现在系统运行过程中出 现的不正常现象，如死机、重启、数据丢失等。这些问 题可能是由于硬件设计不合理、软件缺陷、电源波动等 原因引起的。为了解决稳定性问题，可以从以下几个方 面入手：首先，合理设计硬件电路，保证电源的稳定性 和抗干扰能力；其次，优化软件算法，减少死循环和资 源竞争；最后，加强系统监控和报警机制，及时发现和 排除故障。
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单片机系统的可维护性问题
总结词
可维护性是单片机系统开发中的重要考量，直接关系 到系统的长期稳定性和成本。
详细描述
单片机系统的可维护性问题主要表现在系统升级、故 障排查和日常维护等方面。为了解决可维护性问题， 可以从以下几个方面入手：首先，采用模块化设计方 法，将系统划分为多个独立的功能模块，便于升级和 维护；其次，加强系统的日志记录和错误诊断功能， 快速定位和解决问题；最后，建立完善的文档和代码 注释体系，方便后续开发和维护人员理解和使用。
单片机控制系统的硬件设计与软件调试教程
单片机控制系统的硬件设计与软件调试教程单片机控制系统是现代电子技术中常见的一种嵌入式控制系统，其具有体积小、功耗低、成本低等优点，因而在各个领域得到广泛应用。
本文将介绍如何进行单片机控制系统的硬件设计与软件调试，帮助读者快速掌握相关知识，并实际应用于项目当中。
一、硬件设计1. 系统需求分析在进行硬件设计之前，首先需要明确单片机控制系统的需求。
这包括功能需求、性能需求、输入输出接口需求等。
根据需求分析的结果，确定采用的单片机型号、外围芯片以及必要的传感器、执行机构等。
2. 系统框图设计根据系统需求，绘制系统框图。
框图主要包括单片机、外围芯片、传感器、执行机构之间的连接关系，并标明各接口引脚。
3. 电源设计单片机控制系统的电源设计至关重要。
需要根据单片机和外围芯片的工作电压要求，选择合适的电源模块，并进行电源稳压电路的设计，以确保系统工作的稳定性。
4. 电路设计与布局根据系统框图，进行电路设计与布局。
需要注意的是，对于模拟信号和数字信号的处理需要有一定的隔离和滤波措施，以减少干扰。
此外，对于输入输出接口，需要进行保护设计，以防止过电压或过电流的损坏。
5. PCB设计完成电路设计后，可以进行PCB设计。
首先，在PCB软件中绘制原理图，然后进行元器件布局和走线。
在进行布局时，应考虑到信号传输的长度和走线的阻抗匹配；在进行走线时，应考虑到信号的干扰和电源的分布。
完成布局和走线后，进行电网设计和最后的校对。
6. PCB制板完成PCB设计后，可以将设计好的原理图和布局文件发送给PCB厂家进行制板。
制板完成后，检查排线是否正确，无误后进行焊接。
二、软件调试1. 开发环境搭建首先需要搭建开发环境。
根据单片机型号，选择合适的开发环境，如Keil、IAR等，并将其安装到计算机上。
接下来，将单片机与计算机连接，并进行相应的驱动安装。
2. 系统初始化在软件调试过程中，首先需要进行系统的初始化。
这包括设置时钟源、配置IO口、初始化外设等。
《单片机系统设计与开发案例教程(活页式教材)》电子教案 学习情境1-项目1-4C语言基础1
#include <stdio.h> int main( ) {
int a,b,sum; a = 123; b = 456; sum = a + b; printf(”sum is %d\n”,sum); return 0; }
C程序的结构
函数是C程序的主要组成部分，一个C程序是由一个或多 #include <stdio.h>
变量类型说明； 执行语句部分； }
#include <stdio.h> int main( ) {
int a,b,sum; a = 123; b = 456; sum = a + b; printf(”sum is %d\n”,sum); return 0; }
引导问题21
在点亮一个LED灯的程序中，哪些是函数首部、函数体、函数类型、 函数名、参数、声明部分、执行部分？
个函数组成的，必须包含一个main函数（只能有一个）。
每个函数都用来实现一个或几个特定功能，被调用的函
int main( ) {
数可以是库函数，也可以是自己编制设计的函数。
int a,b,sum;
一个函数包括两个部分：函数首部和函数体。
a = 123;
函数首部一般包括函数类型、函数名、参数，如下所示： b = 456;
作用：将“ reg52.h ”头文件包含到程序中来。 #define宏定义命令
宏定义命令格式：#define 宏替换名 宏替换体 程序中“#define uchar unsigned char ”是将“unsigned char” 定义为“uchar”，编译时用“unsigned char”替换“uchar”。
来讲，能够掌握基本的C语言编程是必备的能力。
单片机课程设计实例教程
单片机课程设计实例教程一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握单片机的基本原理、硬件结构和编程方法，能够运用单片机进行简单的项目设计和实践，培养学生的创新能力和实践能力。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：了解单片机的基本原理、硬件结构和常见型号；掌握单片机的编程语言和编程方法；熟悉单片机应用系统的开发流程。
2.技能目标：能够使用单片机开发工具进行程序编写和调试；能够运用单片机进行简单的项目设计和实践。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电子技术的兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.单片机的基本原理和硬件结构：介绍单片机的工作原理、特点和分类，常见单片机的硬件结构和功能。
2.单片机的编程语言和编程方法：介绍单片机的编程语言，如C语言和汇编语言，以及编程方法和技巧。
3.单片机应用系统的开发流程：介绍单片机应用系统的开发流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计、系统调试和测试等。
4.项目实践：通过实际项目案例，使学生掌握单片机的应用和实践，培养学生的创新能力和实践能力。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解单片机的基本原理、硬件结构和编程方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析实际项目案例，使学生了解单片机的应用和实践。
3.实验法：通过实际操作单片机开发板，使学生掌握单片机的编程和应用技巧。
4.讨论法：通过分组讨论和课堂讨论，激发学生的学习兴趣，培养学生的团队合作意识。
四、教学资源为了保证本课程的顺利进行，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本适合学生水平的单片机教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐一些相关的参考书，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件和教学视频，提高学生的学习兴趣和效果。
4.实验设备：准备单片机开发板和实验器材，为学生提供实践操作的机会。
51单片机100例程序设计（可编辑）
51单片机100例程序设计100例程序设计范例汇总第一章 4【实例1】使用累加器进行简单加法运算：4【实例2】使用B寄存器进行简单乘法运算： 4【实例3】通过设置RS1，RS0选择工作寄存器区1： 4【实例4】使用数据指针DPTR访问外部数据数据存储器： 4 【实例5】使用程序计数器PC查表： 4【实例6】if语句实例： 4【实例7】switch-case语句实例： 4【实例8】for语句实例： 4【实例9】while语句实例： 5【实例10】do…while语句实例： 5【实例11】语句形式调用实例：5【实例12】表达式形式调用实例： 5【实例13】以函数的参数形式调用实例： 5【实例14】函数的声明实例： 5【实例15】函数递归调用的简单实例：5【实例16】数组的实例：6【实例17】指针的实例：6【实例18】数组与指针实例： 6【实例19】P1口控制直流电动机实例 6第二章8【实例20】用74LS165实现串口扩展并行输入口8【实例21】用74LS164实现串口扩展并行输出口10【实例22】P0 I/O扩展并行输入口 12【实例23】P0 I/O扩展并行输出口 12【实例24】用8243扩展I/O端口12【实例25】用8255A扩展I/O口14【实例26】用8155扩展I/O口19第三章26【实例29】与AT24系列EEPROM接口及驱动程序26【实例30】EEPROM X5045 接口及驱动程序30【实例31】与铁电存储器接口及驱动程序33【实例32】与双口RAM存储器接口及应用实例35【实例33】与NANDFLASH（K9F5608）接口及驱动程序35 第四章43【实例34】独立键盘控制43【实例35】矩阵式键盘控制44【实例36】改进型I/O端口键盘46【实例37】PS/2键盘的控制 49【实例38】LED显示53【实例39】段数码管（HD7929）显示实例54 【实例40】16×2字符型液晶显示实例 55【实例41】点阵型液晶显示实例61【实例42】LCD显示图片实例63第五章70【实例43】简易电子琴的设计70【实例44】基于MCS-51单片机的四路抢答器71 【实例45】电子调光灯的制作76【实例46】数码管时钟的制作81【实例47】LCD时钟的制作96【实例48】数字化语音存储与回放103【实例49】电子标签设计112第六章120【实例50】指纹识别模块121【实例51】数字温度传感器121第七章124【实例53】超声波测距124【实例54】数字气压计125【实例55】基于单片机的电压表设计132【实例56】基于单片机的称重显示仪表设计133 【实例57】基于单片机的车轮测速系统136第八章138【实例58】电源切换控制138【实例59】步进电机控制140【实例60】单片机控制自动门系统141【实例61】控制微型打印机144【实例62】单片机控制的EPSON微型打印头144 【实例63】简易智能电动车145【实例64】洗衣机控制器149第九章152【实例65】串行A/D转换152【实例66】并行A/D转换153【实例67】模拟比较器实现A/D转换154【实例68】串行D/A转换155【实例69】并行电压型D/A转换156【实例70】并行电流型D/A转换156【实例71】接口的A/D转换157【实例72】接口的D/A转换161第十章164【实例73】单片机间双机通信164【实例74】单片机间多机通信方法之一166【实例75】单片机间多机通信方法之二171【实例76】 PC与单片机通信176【实例77】红外通信接口178【实例79】单片机实现PWM信号输出180【实例80】实现基于单片机的低频信号发生器182 【实例81】软件滤波方法183【实例82】FSK信号解码接收186【实例83】单片机浮点数运算实现187【实例84】神经网络在单片机中的实现192【实例85】信号数据的FFT变换194第十二章198【实例86】总线接口的软件实现198【实例87】SPI总线接口的软件实现200【实例88】1-WIRE总线接口的软件实现205 【实例89】单片机外挂CAN总线接口207【实例90】单片机外挂USB总线接口210【实例91】单片机实现以太网接口214【实例92】单片机控制GPRS传输221【实例93】单片机实现TCP/IP协议223第十三章229【实例94】读写U盘229【实例95】非接触IC卡读写234【实例96】SD卡读写 238【实例97】高精度实时时钟芯片的应用242【实例98】智能手机充电器设计247【实例99】单片机控制门禁系统248第一章【实例1】使用累加器进行简单加法运算：MOV A,#02H ;A←2ADD A,#06H ;A←A+06H【实例2】使用B寄存器进行简单乘法运算：MOV A,#02H ; A←2MOV B,#06H ; B←6MUL AB ; BA←A*B 6*2【实例3】通过设置RS1，RS0选择工作寄存器区1：CLR PSW.4 ; PSW.4←0SETB PSW.5 ; PSW.5←1【实例4】使用数据指针DPTR访问外部数据数据存储器：MOV DPTR, #data16 ; DPTR←data16MOVX A, @ DPTR ; A← DPTRMOVX @ DPTR, A ; DPTR ←A【实例5】使用程序计数器PC查表：MOV Ａ, #data ;Ａ←dataMOVC A, @ A+DPTR ; PC← PC +1 ,A← A + PC 【实例6】if语句实例：void mainint a,b,c,min;printf "\n please input three number:" ;scanf "%d%d%d ",&a,&b,&c ;if a b&&a c printf "min %d\n",a ;else if b a&&b c printf "min %d\n",b ;else if c a&&c c printf "min %d\n",c ;else printf "There at least two numbers are equal\n" ;【实例7】switch-case语句实例：void mainint num; printf "input one number:" ;scanf "%d",& num ;switch numcase 1: printf "num %d\n", num ;break;case 2: printf "num %d\n", num ;break;case 3: printf "num %d\n", num ;break;case 4: printf "num %d\n", num ;break;default: printf "The number is out of the range\n", num ;【实例8】for语句实例：void mainfor int a 10;n 0;a --printf "%d",a ;【实例9】while语句实例：void mainint i 0;while i 10 i++;【实例10】do…while语句实例：void mainint i 0;do i++;while i 10 ;【实例11】语句形式调用实例：void mainint i 0; while i 10 i++; … … Sum ; /*函数调用*/【实例12】表达式形式调用实例：void mainint a,b,i 0; while i 10 i++; … …i 4*Sum a,b ; /*函数调用*/【实例13】以函数的参数形式调用实例：void mainint a,b,c,i 0; while i 10 i++; … …i c,Sum a,b ; /*函数调用*/【实例14】函数的声明实例：void mainint int x,int y ; /*函数的声明*/ int a,b,c,i 0; while i 10 i++; … … i c,Sum a,b ; /*函数调用*/【实例15】函数递归调用的简单实例：void funint a 1, result,i;for i 0;i 10;i a+I;result fun ; /*函数调用*/return result;【实例16】数组的实例：void mainchar num[3] [3] ’’，’#’，’’ , ’#’，’’，’#’ , ’’，’#’，’’ ; /*定义多维数组*/int i 0,j 0；for ;i 3;i++for ;j 3;j++ printf “%c”,num[i][j] ;printf “/n” ;【实例17】指针的实例：void mainint a 3,*p;p &a; /*将变量a的地址赋值给指针变量p*/printf “%d,%d”,a,*p ; /*输出二者的数值进行对比*/【实例18】数组与指针实例：void mainint i 3,num[3] 1,2,3 ,*p;p num; /*将数组num[]的地址赋值给指针变量p*/result p,3 ; /*函数调用,计算数组的最大值*/【实例19】P1口控制直流电动机实例sfr p1 0x90;sbit p10 p1^0;sbit p11 p1^1;void mainint i, m;int j 100;int k 20;// 正快转for i 0; i 100; i++P10 1;for j 0; j 50; j++m 0;P10 0;for j 0; j 10; j++//正慢转for i 0; i 100; i++P10 1;for j 0; j 10; j++ m 0p10 0;for j 0; j 50; j++ m 0// 负快转for i 0; i 100; i++p11 1;for j 0; j 50; j++p11 0;for j 0; j 10; j++m 0;// 负慢转for i 0; i 100; i++p11 1;for j 0;j 10;j++m 0;p11 0for j 0; j 50; j++ m 0;第二章【实例20】用74LS165实现串口扩展并行输入口（1）函数声明管脚定义//#includesbit LOAD P1^7;//用P1^7控制SH/ 管脚（2）串口初始化函数UART_init//// 函数名称：UART_init// 功能说明：串口初始化，设定串口工作在方式0 //void UART_init voidSCON 0x10;//设串行口方式0，允许接收，启动接收过程ES 0;//禁止串口中断（3）数据接收函数PA//// 函数名称：PA// 输入参数：无// 输出参数：返回由并口输入的数据// 功能说明：接收八位串行数据//unsigned char PA voidunsigned char PA_data;LOAD 0;//当P1.7输出低电平，74LS165将并行数据装入寄存器//当中LOAD 1;//当P1.7输出高电平，74LS165在时钟信号下进行移位UART_init ;//74LS165工作在时钟控制下的串行移位状态while RI 0 ;//循环等待RI 0;PA_data SBUF;return PA_data;//返回并行输入的数据（1）函数声明管脚定义//#includesbit a7 ACC^7;sbit simuseri_CLK P1^6;//用P1^6模拟串口时钟sbit simuseri_DATA P1^5;//用P1^5模拟串口数据sbit drive74165_LD P1^7;//用P1^7控制SH/ 管脚（2）数据输入函数in_simuseri//// 函数名称：in_simuseri// 输入参数：无// 输出参数：data_buf// 功能说明：8位同位移位寄存器，将simuseri_DATA串行输入的数据按从低位到// 高位// 保存到data_buf//unsigned char in_simuseri voidunsigned char i;unsigned char data_buf;i 8;doACC ACC 1;for ;simuseri_CLK 0; ;a7 simuseri_DATA;for ;simuseri_CLK 1; ;while --i! 0 ;simuseri_CLK 0;data_buf ACC;return data_buf ;（3）数据输出函数PAs//// 函数名称：PAs// 输入参数：无// 输出参数：PAs _buf，返回并行输入74LS165的数据// 功能说明：直接调用，即可读取并行输入74LS165的数据，不需要考虑74LS165的// 工作原理//unsigned char PAs voidunsigned char PAs_buf;drive74165_LD 0;drive74165_LD 1;PAs_buf in_simuseri ;return PAs_buf ;【实例21】用74LS164实现串口扩展并行输出口单片机串口驱动74LS164的程序主要包括函数声明管脚定义部分、串口初始化函数以及数据发送函数。
单片机应用系统设计方法与实例
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
第一节 单片机应用系统的研发步骤
11.1.4 系统调试、测试与运行
在系统调试阶段，考查的重点是解决本系统与其它设备的连接适应性、外观造型与机箱结构设计、长期运行可靠性、发热情况的影响等。测试不仅包括定性测试，更要做严格的定量测试，以确保精度、速度等满足设计指标，还要进行安全测试、EMC测试、高低温工作与存储等耐候性测试，以便于及早发现设计中的不足并改进。正式投产之前，还要进行一定数量的试生产，以验证批量产品的一致性、是否适合批量生产工艺等。
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
第二节 单片机应用系统设计方法
3. 接 地
接地分为两大类：一是真正的接大地，如设备的机箱外壳、机架等裸露的金属部分均要求通过较低阻抗接入大地，这也称为安全地，主要为确保接触设备的人的安全而设置。二是工作地，即设备用电回路的电压参考点。工作地是为保障电路系统正常工作而设置，一个设备中如果有多个独立电源及用电回路，就存在多个工作地。
实例1：公交车车上人数统计器
功能
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
公交车内的人数一般不会超过100人，采用2位LED数码管显示即可，当前车内人数=总上车人数-总下车人数，因此，只要能够分别检测旅客上车和下车的信息，即可进行统计，为此规定公交车的前门上车，后门下车，分别在上车门和下车门上安装开关型传感器，人每经过上车门或下车门，即发出一个脉冲进入到单片机。信号以中断的方式进行检测，上车门检测到脉冲，车上人数加1，下车门检测到脉冲，车上人数减1。
11.2 硬件设计过程
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
第二节 单片机应用系统设计方法
主要器件选型
原理图设计
确定器件封装
单片机软件系统的设计—频率和相位的测量.
单片机软件系统的设计—频率和相位的测量单片机软件系统的设计—频率和相位的测量1、测量频率参数测量频率参数只需要一个通道（电压或电流）的脉冲信号，设选用电压通道，由于是低频50Hz左右，因此要采用测周期的方案来换算出频率参数（低频测周期比较精确，高频测频率比较精确）。
由于电压通道接到单片机的外部中断INT0，只要计数两次INT0中断的间隔时间便可换算出频率。
间隔时间采用定时器1统计，设晶体振荡器为12MHz，则一个机器周期为1μS，测量的结果保存在75H、74H中，程序如下：测频准备阶段的程序：SETB EX0；允许外部中断0中断，以便于测频MOV TH1,#0原文请找腾讯3249114六,维^论~文.网MOV TL1,#0MOV TMOD,#10H 外部中断0中断服务程序：SETB TR1JNB P3.2,$JB P3.2,$CLR TR1MOV 74H,TL1MOV 75H,TH1RETI 2、测量相位参数在测频的基础上，利用另外一个通道即电流通道产生的外部中断1中断信号，我们只要统计两个通道的中断间隔时间即得到两个通道相位之间的误差时间，再除以一个周期（测频率时已经测出）的时间，再乘以360，即为相位差。
设测量结果报存在77H、76H中，程序如下：测相准备阶段的程序：SETB EX0；允许外部中断0中断SETB EX1；允许外部中断0中断 MOVTH1,#0MOV TL1,#0MOV TMOD,#10H 外部中断0中断服务程序：SETB TR1RETI外部中断1中断服务程序：CLR TR1MOV 76H,TL1MOV 77H,TH1RETI测频用到了外部中断0，测相也用到了外部中断0，要区别两个含义不同的外部中断0，需要用一个标志位加以区别。
以上检测程序就基本完成了，下面的就是关于这批数据的计算和换算程序了。
现在从70H~77H中均保存了有效数据，这些数据还都没有经过计算和换算，还都是“半成品”，但是我们要清除这里边都是什么数据。
单片机经典教程
单⽚机经典教程单⽚机经典教程1 什么是单⽚机?单⽚机的结构及组成单⽚机，专业名称—Micro Controller Unit(微控制器件)，它是由⼤名⿍⿍的INTEL公司发明的，最早的系列是MCS-48，后来有了MCS-51，现在还有MCS-96系列，我们经常说的51系列单⽚机就是MCS-51，它是⼀种8位的单⽚机，⽽MCS-96系列则是⼀种16位的单⽚机，⾄于它们之间有何区别，我们以后会讲到。
后来INTEL公司把它的核⼼技术转让给了世界上很多的⼩公司（不过，再⼩也有⼏个亿的销售/年哦），所以世界上就有许多公司⽣产51系列兼容单⽚机，⽐如飞利浦的87 LPC系列，伟邦的W78L系列，达拉斯的DS87系列，现代GSM97系列等等，⽬前在我国⽐较流⾏的就是美国ATMEL公司的89C51它是⼀种带Flash ROM的单⽚机（⾄于什么是Flash ROM，我在这⼉先不作介绍，等以后⼤家学到相关的知识时⾃然就会明⽩），我们的讲座就是以该型号的单⽚机来作实验的。
讲到这⾥，也许有的⼈会问：我平时在各种书上看到全是讲解8031，8051等型号的单⽚机，它们⼜有什么不同呢？其实它们同属于⼀个系列，只是89C51的单⽚机更新型⼀点(事实上,89C51⽬前正在⽤89S51代替，我们的实验系统采⽤就是89S52的，兼容89C52)。
这⾥随便说⼀下，⽬前国内的单⽚机教材都是以8051为蓝本的，尽管其内核也是51系列的，但毕竟8051的单⽚机已经属于淘汰产品，在市场上也很少见到了，所以由此感叹，国内的⾼等教育是如此的跟不上时代的发展需要！这话可能会引起很多⼈的不满,所以⼤家千万别传出去哦！⼆．主要单⽚机的分类再给⼤家介绍⼀下我们经常在各种刊物上看到的AVR系列和PIC系列单⽚机是怎么回事？以便让⼤家对单⽚机的发展有⼀个较全⾯的认识。
在没有学习单⽚机之前，这是⼀个令很多初学者⾮常困惑的问题，这么多的单⽚机我该先学哪⼀种呢？AVR系列单⽚机也是ATMEL公司⽣产的⼀种8位单⽚机，它采⽤的是⼀种叫RISC（精简指令集单⽚机）的结构，所以它的技术和51系列有所不同，开发设备也和51系列是不通⽤的，它的⼀条指令的运⾏速度可以达到纳秒级（即每秒1000000000次），是8位单⽚机中的⾼端产品。
单片机软件设计教程(经典)
基础要求
• 熟练运用C语言编程。 • 熟练掌握和运用一款单片机。包括硬件 结构、寄存器、外设、了解基本汇编指 令等。 • 熟悉一款集成开发环境及编译器。 • 独立编写并调通2000行以上的小型程 序。
一、如何编写高质量软件
• 合理划分函数功能，合并常用函数 • 严格的函数、变量命名方法 • 合理划分软件层次。如硬件隔离层、驱 动程序层、功能函数层、应用层。 • 合理运用宏定义，提高程序可移植性 • 经常查看反汇编代码，练习优化指令。
• 实时性最高的任务，需要零延迟立即响 应。应考虑硬件实现。如用 CPLD/FPGA、捕获等实现。 • 实时性较高任务，允许微秒级延迟的事 件，可用中断实现。但背景程序中不允 许长时间关闭中断。且中断处理时间不 宜过长。 • 实时性较低事件，可以查询。
事件查询
• 1.事件出现时间较长，允许响应延迟也较 长。如某个按键，可以在主循环内直接 查询 • 2.事件出现时间较短，小于主循环时间， 但允许响应延迟，可以中断置标志位， 主程序处理，完毕后清除标志。比如串 口数据桢判别。 • 3.情况2中，若事件无法产生中断，可以 定时中断查询，置标志位。主程序处理
OFF /*是否打开小值切除功能*/ ON /*是否打开RS-485通讯功能*/ ON /*是否打开变送功能*/ OFF /*是否打开参数备份功能*/ NONE /*报警模式 NONE=无报警 */ ON /*是否打开偏移补偿功能*/ ON /*按键音*/
程序优化
• 打开编译器自带的优化选项。注意高级 别优化会删除部分“冗余”代码，或改动 程序结构，应注意挥发性变量 （volatile） • 查看反汇编代码，看汇编代码是否有冗 余操作，合理修改。
用宏定义作编译开关
51单片机经典教程
***************原作：平凡的单片机1、何谓单片机一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。
在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。
而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。
天！PC中的CPU一块就要卖几千块钱，这么多东西做在一起，还不得买个天价！再说这块芯片也得非常大了。
不，价格并不高，从几元人民币到几十元人民币，体积也不大，一般用40脚封装，当然功能多一些单片机也有引脚比较多的，如68引脚，功能少的只有10多个或20多个引脚，有的甚至只8只引脚。
为什么会这样呢？功能有强弱，打个比方，市场上面有的组合音响一套才卖几百块钱，可是有的一台功放机就要卖好几千。
另外这种芯片的生产量很大，技术也很成熟，51系列的单片机已经做了十几年，所以价格就低了。
既然如此，单片机的功能肯定不强，干吗要学它呢？话不能这样说，实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能，一个控制电冰箱温度的计算机难道要用PIII？应用的关键是看是否够用，是否有很好的性能价格比。
所以8051出来十多年，依然没有被淘汰，还在不断的发展中。
2、MCS51单片机和8051、8031、89C51等的关系我们平常老是讲8051，又有什么8031，现在又有89C51，它们之间究竟是什么关系? MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。
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• 每一层含义明确，功 能完整独立 • 每一层只调用其下一 层的函数,禁止跨层 调用函数。 • 所有变量对于非其它 层函数不透明。禁止 跨层使用全局变量 • 层次划分越多，执行 效率越低 • 更改或更换任何一层 的函数，不影响其它 层函数的执行。
例：电子表
• 11.月闪烁时，按A键，月+1，若超过12归0 • 12.日闪烁时，按A键，日+1，若超过31归0 • 13.显示秒时，按B键，秒归0
状态跳转图
A A 正常显示 B B 设置日 日++ A 设置时 A 时++ B A 日期显示 B 设置分 B 设置月 A 月++ 秒显示 B A 秒=0
a. 再写一个一样的函数，专供中断用。 b. 用reentrant关键字定义函数（堆栈传递 参数） c. 进入临界代码前关中断，后开中断。
临界代码保护
• 2. 中断变量传递造成的临界代码：
例如，主程序要得到存有周期计数值的长整形变量 PeriodCnt。该值 在中断内被更新。 中断: { PeriodCnt= TAOF_Cnt*65536+TAR; } Main { … Freq= 1.0/PeriodCnt;//错误! _DINT(); TempL=PeriodCnt; _EINT(); Freq= 1.0/ TempL; //正确! }
二、软件结构
• • • • • • 如何让CPU尽可能多地执行多项任务 如何让CPU尽可能快地响应各个事件 如何让程序尽可能少地占用RAM 如何让程序具有尽可能强的可扩展性 如何让编出的程序尽可能通用 如何减少编程工作量？如何减少错误概 率和调试工作量？ • 好的程序结构，可以解决上述问题
实时性
单片机软件系统 设计教程
基础要求
• 熟练运用C语言编程。 • 熟练掌握和运用一款单片机。包括硬件 结构、寄存器、外设、了解基本汇编指 令等。 • 熟悉一款集成开发环境及编译器。 • 独立编写并调通2000行以上的小型程 序。
一、如何编写高质量软件
• 合理划分函数功能，合并常用函数 • 严格的函数、变量命名方法 • 合理划分软件层次。如硬件隔离层、驱 动程序层、功能函数层、应用层。 • 合理运用宏定义，提高程序可移植性 • 经常查看反汇编代码，练习优化指令。
用宏定义自动运算
#define OSC (1000) #define BAUD (9600) ... UBR00 = ((long)OSC*1000/8)/BAUD; UBR10 = 0x00; ... #define TIMER_PERIOD 12000 ... TH1=(unsigned int)(65536-TIMER_PERIOD)/256;/*51单片机*/ TL1=(unsigned int)(65536-TIMER_PERIOD)%256; ...
• 实时性最高的任务，需要零延迟立即响 应。应考虑硬件实现。如用 CPLD/FPGA、捕获等实现。 • 实时性较高任务，允许微秒级延迟的事 件，可用中断实现。但背景程序中不允 许长时间关闭中断。且中断处理时间不 宜过长。 • 实时性较低事件，可以查询。
事件查询
• 1.事件出现时间较长，允许响应延迟也较 长。如某个按键，可以在主循环内直接 查询 • 2.事件出现时间较短，小于主循环时间， 但允许响应延迟，可以中断置标志位， 主程序处理，完毕后清除标志。比如串 口数据桢判别。 • 3.情况2中，若事件无法产生中断，可以 定时中断查询，置标志位。主程序处理
RTOS
• 嵌入一个微型实时操作系统(RTOS)，可 以轻松实现多任务（进程）并发执行。 • 商品化或免费的的RTOS，如uC-OSII， RTX-TINY，国产Small-RTOS等。 • 允许每个任务都是死循环，由RTOS负责 调度CPU程序指针分时执行每个任务。 • CPU、RAM开销较大，8位CPU或简单程 序不建议使用。
避免函数重入
• 重入（reentrant）:指函数直接或间接调 用函数自身。 • 和PC不同，PC采用堆栈传递允许函数重 入。单片机采用静态变量传递，不允许 函数重入。 • 造成重入的原因： 1.递归调用。例如A函数调用B函数，B函 数调用C函数，C函数调用A函数。
避免函数重入
• 2.中断重入 假设主程序循环会调用A函数，中断也使 用了A函数，那么有可能在主循环A函数 执行一半的时候，中断，又执行A函数， 造成A函数原来的变量被更改。 3.硬件重入 假设主程序操作液晶显示，中断也操作 液晶显示，有可能在液晶时序一半的时 候，中断，时序重新开始，造成液晶收 到错误指令，发生不可恢复的错误。
OFF /*是否打开小值切除功能*/ ON /*是否打开RS-485通讯功能*/ ON /*是否打开变送功能*/ OFF /*是否打开参数备份功能*/ NONE /*报警模式 NONE=无报警 */ ON /*是否打开偏移补偿功能*/ ON /*按键音*/
程序优化
• 打开编译器自带的优化选项。注意高级 别优化会删除部分“冗余”代码，或改动 程序结构，应注意挥发性变量 （volatile） • 查看反汇编代码，看汇编代码是否有冗 余操作，合理修改。
顺序多任务程序
void main (void) { int counter = 0; while (1) /* repeat forever */ { SleepDelay_ms(10); check_serial_io (); /* check for serial input */ process_serial_cmds (); /* process serial input */ check_kbd_io (); /* check for keyboard input */ process_kbd_cmds (); /* process keyboard input */ adjust_ctrlr_parms (); /* adjust the controller */ counter++; /* increment counter */ if(counter%100==0) {…} }
基于状态机编程
• 例：当某对象处于A状态时，假设发生了 B事件，就执行C代码，并且跳转到D状 态。 • 例：电子表。键A 键B 1.当显示时间时（状态1），按下键A，就 显示日期。 2.当显示日期时，按下A键，就显示秒 3.当显示秒时，按下A键，回到显示时间。
例：电子表
• 4.当显示时间时，按下B键，时闪烁，提示 设置“时” • 5.当提示提示设置“时”，按B键，分闪烁 • 6.当分闪烁时按B键，月闪烁 • 7.当月闪烁时按B键，日闪烁 • 8.当日闪烁时按B键，恢复时间显示 • 9.时闪烁时，按A键，时+1，若超过12归0 • 10.分闪烁时，按A键，分+1，若超过59归0
临界代码保护
• 临界代码（Critical Code）:指运行过程中 不允许被中断打断的代码。 • 几种产生临界代码的原因： 1.执行时间严格，不允许被延长。如软件 模拟串口，软件循环产生精确延迟，软 件模拟时间严格的异步时序（如1Wire总 线），不允许被打断。
临界代码保护
• • 2.中断时间很长，某函数不允许长时间 暂停。比如液晶。 3.因为避免函数重入产生的临界代码。
分++
系统抽象
• 属性可以为7种值 • 方法有5种 • 事件有2种
用宏定义作功能开关
#define ON 1 #define OFF 0 #define HI_LO 2 #define LEV_2 1 #define NONE 0 #define MINORCUT #define RS485 #define DAC #define DEFAULT #define ALARM_MODE LEV_2=双限 HI_LO=高低限 • #define OFFSET • #define KEYTONE • • • • • • • • • •
函数划分
• 常用的功能集合，可以合理合并成一个函数 • 利用参数传递，将多个函数合并。
• 例如：某菜单需要将选中的菜单条反色显示，因此需要2个 中文显示函数： DisplayString(char *ptr,char x,char y); DisplayStringInvert(char *ptr,char x,char y); 可以合并成一个函数 DisplayString (char *ptr,char x,char y,bool InvertFlag); 注意函数过分合并会造成运算性能下降。
}
并发多任务程序
void main() { while(1) {LPM0;} } 串口中断 { … } 键盘中断 { … } 定时中断 { … }
低功耗程序首选结构 每个事件不宜执行时间过长 注意中断随机嵌套,注意保护临界代码 全部信息通过全局变量传递和保存 事件 B 事件 C 事件 D
事件 A
休眠
LCD驱动层划分范例
合理运用宏定义
• 1.用宏定义作硬件隔离
#define #define #define #define #define LED1_POUT P1OUT LED1_PDIR P1DIR LED1_BIT (BIT2) /*更换IO只需改以上3行*/ LED_ON LED1_POUT |= LED1_BIT /*亮*/ LED_OFF LED1_POUT &= ~LED1_BIT /*灭*/ /*更换单片机只需修改以上2行*/
用宏定义作编译开关
#define AVE 0 #define RMS 1 #define PEK 2 #define UMODE AVE /AVE:平均值 RMS真有效值 PEK 峰值*/ ... #if (UMODE==RMS) VAC_Ch1=(long int)TempIntV1*TempIntV1; VAC_Ch2=(long int)TempIntV2*TempIntV2; #endif #if (UMODE==AVE) VAC_Ch1=absv(TempIntV1); VAC_Ch2=absv(TempIntV2); #endif ...