《我们和单片机之间进行信息交互,主要包含两大类,输入设》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我们和单片机之间进行信息交互,主要包含两大类,输入设（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 我们和单片机之间进行信息交互，主要包含两大类，输入设备和输出设备。前边讲的 LED 小灯、数码管、点阵都是输出设备，这节课我们学习一下最常用的输入设备按键。在本节课的学习过程中我们还会穿插介绍一点硬件设计的基础知识。8.1 单片机最小系统电路解析8.1.1 电源我们在学习过程中，很多指标都是直接用的概念指标，比如我们说+5V 代表 1，GND 代表 0 等等这些。但在实际电路中是没有这么精准的，那这些指标允许范围是什么呢？随着我们所学的内容不断增多，大家要慢慢培养一种阅读手册的能力。比如我们使用 STC89C52RC 单片机的时候，我们找到他的手册的 11 页，第二个选项，工作电压：5.5V
2、-3.4V(5V 单片机)，这个地方就说明我们这个单片机正常的工作电压是个范围值，只要电源 VCC 在 5.5V 到 3.4V 之间都可以正常工作，电压超过 5.5V 是绝对不允许的，会烧坏单片机，电压如果低于 3.4V，单片机不会损坏，但是也不能正常工作。而在这个范围内，最典型、最常用的电压值就是 5V，这就是后面括号里“5V 单片机” 这个名称的由来。除此之外，还有一种常用的工作电压范围是 2.7V-3.6V、典型值是 3.3V 的单片机，也就是所谓的“3.3V 单片机” 了。日后随着大家接触的东西慢慢增多，对这点会有更深刻的理解。现在我们再顺便多了解一点，大家打开 74HC138 的数据
3、手册，会发现74HC138 手册的第二页也有一个表格，上边写了 74HC138 的工作电压范围，最小值是 4.75V，额定值是 5V，最大值是 5.25V，可以得知它的工作电压范围是4.75V-5.25V。这个地方讲这些目的是让大家清楚的了解，我们获取器件工作参数的一个最重要，也是最权威的途径，就是通过器件的数据手册。8.1.2 晶振晶振通常分为无源晶振和有源晶振两种类型，无源晶振一般称之为 crystal(晶体)，而有源晶振则叫做 oscillator(振荡器)。有源晶振是一个完整的谐振振荡器，他是利用石英晶体的压电效应来起振，所以有源晶振需要供电，当我们把有源晶振电路做好后，不需要外接电路
4、，它就可以主动产生振荡频率，并且可以提供高精度的频率基准，信号质量比无源信号好。而无源晶振自身无法振荡起来，它需要芯片内部的振荡电路一起工作才能振荡，它允许不同的电压，但是信号质量和精度较有源晶振差一些。相对价格来说，无源晶振要比有源晶振价格便宜很多。无源晶振两侧通常都会有两个电容，一般其容值都选在 10pF40pF 之间，如果手册中有具体电容大小的要求则要根据要求来选电容，如果手册没有要求，我们用 20pF 就是比较好的选择，这是一个长久以来的经验值，具有极其普遍的适用性。我们来认识下比较常用的两种晶振的样貌，如图 8-1 和图 8-2 所示。 图 8-1 27Mhz有源晶振 图 8-2 1
5、1.0592M 无源晶振有源晶振通常有 4 个引脚， VCC，GND，晶振输出引脚和一个没有用到的悬空引脚。无源晶振有 2 个或 3 个引脚，如果是 3 个引脚的话，中间引脚是晶振的外壳，使用时要接到 GND，两侧的引脚就是晶体的 2 个引出脚了，这两个引脚作用是等同的，就像是电阻的 2 个引脚一样，没有正负之分。对于无源晶振，就是用我们的单片机上的两个晶振引脚接上去即可，而有源晶振，只接到单片机的晶振的输入引脚上，输出引脚上不需要接，如图 8-3 和图 8-4 所示。关于晶振的更多资料可参考：http:/ 上面有更深层的原理剖析与详细的分类. 图 8-3 无源晶振接法图 8-4 有源晶振接法
6、8.1.3 复位电路我们先来分析一下我们的复位电路，如图 8-5 所示。图 8-5 单片机复位电路当这个电路处于稳态时，电容起到隔离直流的作用，隔离了+5V，而左侧的复位按键是弹起状态，下边部分电路就没有电压差的产生，所以按键和电容C11 以下部分的电位都是和 GND 相等的，也就是 0V 电压。我们这个单片机是高电平复位，低电平正常工作，所以正常工作的电压是 0V 电压，完全 OK，没有问题。我们再来分析从没有电到上电的瞬间，电容 C11 上方是 5V 电压，下方是0V 电压，根据我们初中所学的知识，这个时候电容 C11 要进行充电，正离子从上往下充电，负电子从 GND 往上充电，这个时候电
7、容对电路来说相当于一根导线，全部电压都加在了 R31 这个电阻上，那么 RST 端口位置是+5V 电压，随着电容充电越来越多，即将充满的时候，电流会越来越小，那 RST 端口上的电压值等于电流乘以 R31 的阻值，也就会越来越小，一直到电容完全充满后，线路上不再有电流，这个时候 RST 和 GND 的电位就相等了也就是 0V 了。从这个过程上来看，我们加上这个电路，单片机系统上电后，RST 引脚会先保持一小段时间的高电平而后变成低电平，这个过程就是上电复位的过程。那这个“一小段时间”到底是多少才合适呢？每种单片机不完全一样，51 单片机手册里写的是持续时间不少于 2 个机器周期的时间。复位电压
8、值，每种单片机不完全一样，我们按照通常值 0.7Vcc 作为复位电压值，复位时间的计算过程比较复杂，我这里只给大家一个结论，时间 t=1.2RC，我们用的 R 是 4700，C是 0.0000001，那计算得知 t 是 564us，远远大于 2 个机器周期(2us)，在电路设计的时候一般留够余量就行。按键复位（即手动复位）有 2 个过程，按下按键之前，RST 的电压值是0V，当按下按键后电路导通，同时电容也会在瞬间进行放电， RST 电压值变化为 4700Vcc/(4700+18)，会处于高电平复位状态。当松开按键后就和上电复位类似了，先是电容充电，后电流逐渐减小直到 RST 电压变 0V 的
9、过程。我们按下按键的时间通常都会有上百毫秒，这个时间足够复位了。按下按键的瞬间，电容两端的 5V 电压（注意不是电源的 5V 和 GND 之间）会被直接接通，此刻会有一个瞬间的大电流冲击，会在局部范围内产生电磁干扰，为了抑制这个大电流所引起的干扰，我们这里在电容放电回路中串入一个 18 欧的电阻来限流。如果有的同学已经开始 DIY 设计自己的电路板的时候，那单片机最小系统的设计现在已经有了足够的理论依据了，可以考虑尝试了。如在制作过程有有问题可到:单片机论坛 http:/ 求助作者会不定期回复的，基础比较薄弱的同学先不要着急，继续跟着往下学，把课程都学完了再动手操作也不迟，磨刀不误砍柴工。8.
10、2 函数的调用随着我们编程的程序量的增多，如果把所有的语句都写到 main 函数中，一方面程序会写的比较乱，另外一个方面，当我们一个功能需要多次执行的时候，我们就得不断重复写语句，这个时候，就引入了函数调用的概念。一个程序一般由若干个子程序模块组成，一个模块实现一个特定的功能，在 C语言中，这个模块就用函数来表示。一个 C 程序一般由一个主函数和若干个其他函数构成。主函数可以调用其他函数，其他函数也可以相互调用，但其它函数不能调用主函数。在我们的 51 单片机程序中，还有中断服务函数，是当相应的中断到来后自动调用执行的，不需要也不能由其他函数调用。函数调用的一般形式是：函数名(实参列表)函数名
11、就是需要调用的函数的名称，实参列表就是根据实际调用函数要传递给被调用函数的参数列表，不需要传递参数的只加括号就可以，传递多个参数时要用逗号隔开。在这里我以上节课的点阵 IU 的纵向移动的程序改动一下，大家先了解一下基本的函数调用。另外，大家不要偷懒，一定把这个程序抄下来做一下实验加深一下自己的印象。#include sbit ADDR0 = P10;sbit ADDR1 = P11;sbit ADDR2 = P12;sbit ADDR3 = P13;sbit ENLED = P14;unsigned char code graph = 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF
12、,0xFF,0xFF,0xC3,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xC3,0xFF,0x99,0x00,0x00,0x00,0x81,0xC3,0xE7,0xFF,0x99,0x99,0x99,0x99,0x99,0x81,0xC3,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF;unsigned char index = 0; /图片刷新索引void refresh(); /函数声明void main()P0 = 0xFF; /P0 口初始化ADDR3 = 0; /选择 LED 点阵ENLED = 0; /LED 显示总使能TMOD
13、 = 0x01; /设置定时器 0 为模式 1TH0 = 0xFC; /定时器初值,定时 1msTL0 = 0x67;TR0 = 1; /打开定时器 0ET0 = 1; /使能定时器 0 中断EA = 1; /打开总中断开关while(1);void refresh()static unsigned char j = 0;P0 = 0xFF; /LED 点阵动态刷新switch (j)case 0: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0; break;case 1: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=0; break; case 2: ADDR0=0; ADDR1=
14、1; ADDR2=0; break;case 3: ADDR0=1; ADDR1=1; ADDR2=0; break;case 4: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1; break;case 5: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1; break;case 6: ADDR0=0; ADDR1=1; ADDR2=1; break;case 7: ADDR0=1; ADDR1=1; ADDR2=1; break;default: break;P0 = graphindex+j;j+;if (j = 8)j = 0;void InterruptTimer0() in
15、terrupt 1static unsigned char tmr = 0;TH0 = 0xFC; /溢出后进入中断重新赋值TL0 = 0x67;refresh(); /函数调用tmr+; /图片刷新频率控制if (tmr = 250) /每隔 250ms 刷新一帧tmr = 0;index+;if (index = 32)index = 0;这个程序是对函数的简单调用，但是有以下三个细节需要大家注意一下：1、函数调用的时候，不需要加函数类型。在中断函数内调用刷新函数的时候我们只写了 refresh(); 而没有加 void。2、调用函数与被调用函数的位置关系，C 语言规定：函数在被调用之前，必须先被定时或声明。意思就是说：在一个文件中，一个函数应该先定义，然后才能被调用，也就是调用函数应位于被调用函数的下方。但是作为一种通常的编程规范，我们推荐 main 函数写在最前面（因为它起到提纲挈领的作用），其后再定义各个子函数，而中断函数则写在文件的最后。这时候，我们就在文件开头，所有函数定义之前，开辟一块区域，叫做函数声明区，用来把被调用的子函数声明一下，如此，该函
