单片机初学者迈向单片机工程师

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1、一、LED 主题讨论周第一章-写在前面. 1二、LED 主题讨论周第二章-学会释放CPU. 2三 、 LED 主 题 讨 论 周 第 三 章 -模 块 化 编 程 初识8四 、 LED 主 题 讨 论 周 第 四 章 -渐 明 渐 暗 的灯25五、 LED 主题讨论周第五章-多任务环境下的数码管编程设计. 28六 、 KEY 主 题 讨 论 第 一 章 按 键 程 序 编 写 的 基础. 37七、 KEY 主题讨论第二章 基于状态转移的独立按键程序设计 40八 、 综 合 应 用 之 一 如 何 设 计 复 杂 的 多 任 务 程序 47九、综合应用之二 DS1320/DS18B20 应用.6

2、0-cn-www.ourD- 2一、LED 主题讨论周第一章 -写在前面学习单片机也已经有几年了，藉此机会和大家聊一下我学习过程中的一些经历和想法吧。也感谢一线工人提供了这个机会。希望大家有什么好的想法和建议都直接跟帖说出来。毕竟只有交流才能够碰撞出火花来_ 。“ 卖弄 ” 也好， “ 吹嘘 ” 也罢，我只是想认真的写写我这一路走来历经的总总，把其中值得注意，以及经验的地方写出来， 权当是我对自己的一个总结吧。而作为看官的你，如果看到了我的错误，还请一定指正，这样对我以及其它读者都有帮助，而至于你如果从中能够收获到些许，那便是我最大的欣慰了。姑妄言之，姑妄听之。如果有啥好的想法和建议一定要说出

3、来。几年前，和众多初学者一样，我接触到了单片机，立刻被其神奇的功能所吸引，从此不能自拔。很多个日夜就这样陪伴着它度过了。期间也遇到过非常多的问题，也一度被这些问题所困惑等到回过头来，看到自己曾经走过的路，唏嘘不已。经常混迹于论坛里，也看到了很多初学者发的求助帖子，看到他们走在自己曾走过的弯路上，忽然想到了自己的那段日子，心里竟然莫名的冲动，凡此总总，我总是尽自己所能去回帖。很多时候，都想写一点什么东西出来，希望对广大的初学者有一点点帮助。但总是不知从何处写起。今天借一线工人的台，唱一唱我的戏一路学习过来的过程中，帮助最大之一无疑来自于网络了。很多时候，通过网络，我们都可以获取到所需要的学习资料

4、。但是，随着我们学习的深入，我们会慢慢发现，网络提供的东西是有限度的，好像大部分的资料都差不多，或者说是适合大部分的初学者所需，而当我们想更进一步提高时，却发现能够获取到的资料越来越少，相信各位也会有同感，铺天盖地的单片机资料中大部分不是流水灯就是LED，液晶，而且也只是仅仅作功能性的演示。于是有些人选择了放弃，或者是转移到其他兴趣上面去了，而只有少部分人选择了继续摸索下去，结合市面上的书籍，然后在网络上锲而不舍的搜集资料，再从牛人的只言片语中去体会，不断动手实践，慢慢的，也摸索出来了自己的一条路子。当然这个过程必然是艰辛的，而他学会了之后也不会在网络上轻易分享自己的学习成果。如此恶性循环下去

5、，也就不难理解为什么初级的学习资料满天飞，而深入一点的学习资料却很少的原因了。相较于其他领域，单片机技术的封锁更加容易。尽管已经问世了很多年了，有价值的资料还是相当的欠缺，大部分的资料都是止于入门阶段或者是简单的演示实验。但是在实际工程应用中却是另外一回事。有能力的高手无暇或者是不愿公开自己的学习经验。很多时候，我也很困惑，看到国外爱好者毫不保留的在网络上发布自己的作品，我忽然感觉到一丝丝的悲哀。也许，我们真的该转变一下思路了，帮助别人，其实也是在帮助自己。啰啰嗦嗦的说了这么多，相信大家能够明白说的是什么意思。在接下来的一段日子里，我将会结合电子工程师之家举办的主题周活动写一点自己的想法。尽可

6、能从实用的角度去讲述。希望能够帮助更多的初学者更上一层楼。而关于这个主题周的最大主题我想了这样的一个名字“ 从单片机初学者迈向单片机工程师 ” 。名字挺大挺响亮，给我的压力也挺大的，但我会努力，争取使这样的一系列文章能够带给大家一点帮助，而不是看后大跌眼镜。这样的一系列文章主要的对象是初学者，以及想从初学者更进一步提高的读者。而至于老手，以及那些牛XX的人，希望能够给我们这些初学者更多的一些指点哈_.二、LED 主题讨论周第二章 -学会释放 CPU从这一章开始，我们开始迈入单片机的世界。在我们开始这一章具体的学习之前，有必要给大家先说明一下。 在以后的系列文章中， 我们将以 51 内核的单片机

7、为载体， C 语言为编程语言，开发环境为KEIL uv3 。至于为什么选用C 语言开发，好处不言而喻，开发速度快，效率高，代码可复用率高，结构清晰，尤其是在大型的程序中，而且随着编译器的不断升级，其编译后的代码大小与汇编语言的差距越来越小。而关于C 语言和汇编之争，就像那个啥，每隔一段时间总会有人挑起这个话题，如果你感兴趣，可以到网上搜索相关的帖子自行阅读。不是说汇编不重要，在很多对时序要求非常高的场合，需要利用汇编语言和C 语言-cn-www.ourD- 3混合编程才能够满足系统的需求。在我们学习掌握C 语言的同时，也还需要利用闲余的时间去学习了解汇编语言。1.从点亮 LED(发光二极管 )

8、开始在市面上众多的单片机学习资料中，最基础的实验无疑于点亮LED 了，即控制单片机的I/O 的电平的变化。如同如下实例代码一般void main(void)LedInit() ;While(1)LED = ON ;DelayMs(500) ;LED = OFF ;DelayMs(500) ;程序很简单，从它的结构可以看出，LED 先点亮 500MS ，然后熄灭 500MS ，如此循环下去，形成的效果就是 LED 以 1HZ 的频率进行闪烁。 下面让我们分析上面的程序有没有什么问题。看来看出，好像很正常的啊，能有什么问题呢？这个时候我们应该换一个思路去想了。试想，整个程序除了控制 LED = O

9、N ； LED = OFF ；这两条语句外，其余的时间，全消耗在了 DelayMs(500)这两个函数上。而在实际应用系统中是没有哪个系统只闪烁一只LED 就其它什么事情都不做了的。因此，在这里我们要想办法，把CPU 解放出来，让它不要白白浪费500MS 的延时等待时间。宁可让它一遍又一遍的扫描看有哪些任务需要执行，也不要让它停留在某个地方空转消耗CPU 时间。从上面我们可以总结出(1) 无论什么时候我们都要以实际应用的角度去考虑程序的编写。(2) 无论什么时候都不要让CPU 白白浪费等待，尤其是延时(超过1MS)这样的地方。下面让我们从另外一个角度来考虑如何点亮一颗LED。先看看我们的硬件结

10、构是什么样子的。我手上的单片机板子是电子工程师之家的开发的学习板。就以它的实际硬件连接图来分析吧。如下图所示-cn-www.ourD- 4一般的 LED 的正常发光电流为1020MA 而低电流LED 的工作电流在 2mA 以下（亮度与普通发光管相同）。在上图中我们可知，当Q1Q8 引脚上面的电平为低电平时，LED 发光。通过 LED 的电流约为（ VCC- Vd ） / RA2 。 其中 Vd 为 LED 导通后的压降， 约为 1.7V 左右。这个导通压降根据LED 颜色的不同，以及工作电流的大小的不同，会有一定的差别。下面一些参数是网上有人测出来的，供大家参考。红色的压降为 1.82-1.8

11、8V，电流 5-8mA，绿色的压降为 1.75-1.82V，电流 3-5mA，橙色的压降为 1.7-1.8V，电流 3-5mA兰色的压降为 3.1-3.3V，电流 8-10mA，白色的压降为 3-3.2V，电流 10-15mA，(供电电压 5V，LED 直径为 5mm)74HC573 真值表如下：通过这个真值表我们可以看出。当 OutputEnable 引脚接低电平的时候，并且 LatchEnable 引脚为高电平的时候， Q 端电平与 D 端电平相同。 结合我们的 LED 硬件连接图可以知道 LED_CS 端为高电平时候，-cn-www.ourD- 5P0 口电平的变化即Q 端的电平的变化，

12、进而引起LED 的亮灭变化。由于单片机的驱动能力有限，在此，74HC573 的主要作用就是起一个输出驱动的作用。需要注意的是，通过 74HC573 的最大电流是有限制的，否则可能会烧坏74HC573 这个芯片。上面这个图是从74HC573 的 DATASHEET 中截取出来的，从上可以看出，每个引脚允许通过的最大电流为 35mA 整个芯片允许通过的最大电流为75mA 。在我们设计相应的驱动电路时候，这些参数是相当重要的，而且是最容易被初学者所忽略的地方。同时在设计的时候，要留出一定量的余量出来，不能说单个引脚允许通过的电流为35mA ，你就设计为 35mA ，这个时候你应该把设计的上限值定在2

13、0mA 左右才能保证能够稳定的工作。（设计相应驱动电路时候，应该仔细阅读芯片的数据手册，了解每个引脚的驱动能力，以及整个芯片的驱动能力）了解了相应的硬件后，我们再来编写驱动程序。首先定义 LED 的接口#define LED P0然后为亮灭常数定义一个宏，由硬件连接图可以，当P0 输出为低电平时候 LED 亮，P0 输出为高电平时， LED 熄灭。#define LED_ON() LED = 0x00 ; /所有 LED 亮#define LED_OFF() LED = 0xff ; /所有 LED 熄灭下面到了重点了，究竟该如何释放CPU，避免其做延时空等待这样的事情呢。很简单，我们为系统产

14、生一个 1MS 的时标。 假定 LED 需要亮 500MS ，熄灭 500MS ，那么我们可以对这个1MS 的时标进行计数，当这个计数值达到500 时候，清零该计数值，同时把LED 的状态改变。unsigned int g_u16LedTimeCount = 0 ; /LED 计数器unsigned char g_u8LedState = 0 ; /LED 状态标志 , 0 表示亮，1 表示熄灭void LedProcess(void)if(0 = g_u8LedState) /如果 LED 的状态为亮，则点亮LEDLED_ON() ;else /否则熄灭 LEDLED_OFF() ;void LedStateChange(void)-cn-www.ourD- 6if(g_bSystemTime1Ms) /系统 1MS 时标到g_bSystemTime1Ms = 0 ;g_u16LedTimeCount+ ; /LED 计数器加一if(g_u16LedTimeCount = 500) /计数达到 500, 即 500MS 到了,改变 LED 的状态。g_u16LedTimeCount = 0 ;g_u