单片机及C语言教程.doc

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1、51 单片机 及 C 语言入门教程 注：排成 16 开版式，是为了方便自已打印阅读。请不要用于非法用途。 2007.12.20 51单片机及C语言入门 作者：明浩 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 51 单片机及C语言入门教程 第一课 建立您的第一个 C 项目 使用C语言肯定要使用到C编译器，以便把写好的C程序编译为机器码，这样单片机才能执行 编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一，它支持众多不同 公司的MCS51架构的芯片，它集编辑，编译，仿真等于一体，同时还支持，PLM，汇编和C语言 的程序设计，它的界面和常用的微软VC+的界面

2、相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软 件仿真方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者，都对它十 分喜欢。 以上简单介绍了KEIL51软件，要使用KEIL51软件，必需先要安装它。KEIL51是一个商业的 软件，对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周立功公司的网站上下载一份能编译2K的 DEMO版软件，基本可以满足一般的个人学习和小型应用的开发。（安装的方法和普通软件相当 这里就不做介绍了） 安装好后，你是不是迫不及待的想建立自己的第一个C程序项目呢？下面就让我们一起来建 立一个小程序项目吧。或许你手中还没有一块实验板，甚至没有一块单片机，不过没有关系我

3、们 可以通过KEIL软件仿真看到程序运行的结果。 首先当然是运行KEIL51软件。怎么打开？噢，天！那你要从头学电脑了。呵呵，开个玩笑， 这个问题我想读者们也不会提的了：P。运行几秒后，出现如图11的屏幕。 图 11 启动时的屏幕 - 2 - 51单片机及C语言入门 作者：明浩 接着按下面的步骤建立您的第一个项目： 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 （ 1）点击Project菜单，选择弹出的下拉式菜单中的New Project，如图12。接着弹出一 个标准Windows文件对话窗口，如图13，这个东东想必大家是见了N次的了，用法技巧也不是 这里要说的，以后的章节中出现类似情

4、况将不再说明。在文件名中输入您的第一个C程序项目 名称，这里我们用test，这是笔者惯用的名称，大家不必照搬就是了，只要符合Windows文件 规则的文件名都行。保存后的文件扩展名为uv2，这是KEIL uVision2项目文件扩展名，以后我 们可以直接点击此文件以打开先前做的项目。 图 12 New Project菜单 图 13 文件窗口 （ 2）选择所要的单片机，这里我们选择常用的Ateml公司的AT89C51。此时屏幕如图14 - 3 - 51单片机及C语言入门 作者：明浩 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 所示。AT89C51有什么功能、特点呢？不用急，看图中右边有

5、简单的介绍，稍后的章节会作较 详细的介绍。完成上面步骤后，我们就可以进行程序的编写了。 图 14选取芯片 （ 3）首先我们要在项目中创建新的程序文件或加入旧程序文件。如果你没有现成的程序，那 么就要新建一个程序文件。在KEIL中有一些程序的Demo，在这里我们还是以一个C程序为例介 绍如何新建一个C程序和如何加到您的第一个项目中吧。点击图15中1的新建文件的快捷按钮， 在 2中出现一个新的文字编辑窗口，这个操作也可以通过菜单FileNew或快捷键Ctrl+N来实现。 好了，现在可以编写程序了，光标已出现在文本编辑窗口中，等待我们的输入了。第一程序嘛， 写个简单明了的吧。下面是经典的一段程序，呵

6、，如果你看过别的程序书也许也有类似的程序： #include #include void main(void) SCON = 0x50; /串口方式1,允许接收 TMOD = 0x20; /定时器1定时方式2 TCON = 0x40; /设定时器1开始计数 TH1 = 0xE8; /11.0592MHz 1200波特率 TL1 = 0xE8; TI = 1; TR1 = 1; /启动定时器 while(1) printf (Hello World!n); /显示Hello World - 4 - 51单片机及C语言入门 作者：明浩 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 图 15

7、新建程序文件 这段程序的功能是不断从串口输出Hello World!字符，我们先不管程序的语法和意思吧，先看 看如何把它加入到项目中和如何编译试运行。 （ 4）点击图15中的3保存新建的程序，也可以用菜单FileSave或快捷键Ctrl+S进行保存。 因是新文件所以保存时会弹出类似图13的文件操作窗口，我们把第一个程序命名为test1.c，保 存在项目所在的目录中，这时你会发现程序单词有了不同的颜色，说明KEIL的C语法检查生效了。 如图16鼠标在屏幕左边的Source Group1文件夹图标上右击弹出菜单，在这里可以做在项目中 增加减少文件等操作。我们?quot;Add File to Gr

8、oup Source Group 1弹出文件窗口，选择刚刚 保存的文件，按ADD按钮，关闭文件窗，程序文件已加到项目中了。这时在Source Group1文件 夹图标左边出现了一个小+号说明，文件组中有了文件，点击它可以展开查看。 图 16把文件加入到项目文件组中 - 5 - 51单片机及C语言入门 作者：明浩 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 （ 5）C程序文件已被我们加到了项目中了，下面就剩下编译运行了。这个项目我们只是用 做学习新建程序项目和编译运行仿真的基本方法，所以使用软件默认的编译设置，它不会生成用 于芯片烧写的HEX文件，如何设置生成HEX文件就请看下面的第三

9、课。我们先来看图17吧， 图中1、2、3都是编译按钮，不同是1是用于编译单个文件。2是编译当前项目，如果先前编译过 一次之后文件没有做动编辑改动，这时再点击是不会再次重新编译的。3是重新编译，每点击一 次均会再次编译链接一次，不管程序是否有改动。在3右边的是停止编译按钮，只有点击了前三 个中的任一个，停止按钮才会生效。5是菜单中的它们，我个人就不习惯用它了。嘿嘿，这个项 目只有一个文件，你按123中的一个都可以编译。按了？好快哦，呵呵。在4中可以看到编译的 错误信息和使用的系统资源情况等，以后我们要查错就靠它了。6是有一个小放大镜的按钮，这 就是开启关闭调试模式的按钮，它也存在于菜单Debug

10、StartStop Debug Session，快捷键为 Ctrl+F5。 图 17编译程序 (6)进入调试模式，软件窗口样式大致如图18所示。图中1为运行，当程序处于停止状态时 才有效，2为停止，程序处于运行状态时才有效。3是复位，模拟芯片的复位，程序回到最开头 处执行。按4我们可以打开5中的串行调试窗口，这个窗口我们可以看到从51芯片的串行口输入 输出的字符，这里的第一个项目也正是在这里看运行结果。这些在菜单中也有，这里不再一一介 绍大家不妨找找看，其它的功能也会在后面的课程中慢慢介绍。首先按4打开串行调试窗口，再 按运行键，这时就可以看到串行调试窗口中不断的打?quot;Hello Wo

11、rld！。呵呵，是不是不难 呀？这样就完成了您的第一个C项目。最后我们要停止程序运行回到文件编辑模式中，就要先按 停止按钮再按开启关闭调试模式按钮。然后我们就可以进行关闭KEIL等相关操作了。 到此为止，第一课已经完结了，初步学习了一些KEIL uVision2的项目文件创建、编译、运 - 6 - 51单片机及C语言入门 作者：明浩 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 行和软件仿真的基本操作方法。其中一直有提到一些功能的快捷键的使用，的确在实际的开发应 用中快捷键的运用可以大大提高工作的效率，建议大家多多使用，还有就是对这里所讲的操作方 法举一反三用于类似的操作中。 图 18

12、调试运行程序 第二课 初步认识51芯片 上一课我们的第一个项目完成了，可能有懂C语言的朋友会说，这和PC机上的C语言没有多 大的区别呀。的确没有太大的区别，C语言只是一种程序语言的统称，针对不同的处理器相关的 C语言都会有一些细节的改变。编写PC机的C程序时，如要对硬件编程你就必须对硬件要有一定 的认识，51单片机编程就更是如此，因它的开发应用是不可与硬件脱节的，所以我们先要来初步 认识一下51苾片的结构和引脚功能。MSC51架构的芯片种类很多，具体特点和功能不尽相同（在 以后编写的附录中会加入常用的一些51芯片的资料列表），在此后的教程中就以Atmel公司的 AT89C51和AT89C205

13、1为中心对象来进行学习，两者是AT89系列的典型代表，在爱好者中使用相 当的多，应用资料很多，价格便宜，是初学51的首选芯片。嘿嘿，口水多多有点卖广告之嫌了。： P - 7 - 51单片机及C语言入门 作者：明浩 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 图 21 AT89C51和AT89C2051引脚功能图 AT89C51 4KB可编程Flash存储器（可擦写1000次） 三级程序存储器保密 静态工作频率:0Hz-24MHz 128字节内部RAM 2个16位定时/计数器 一个串行通讯口 6个中断源 32条I/O引线 片内时种振荡器 AT89C2051 2KB可编程Flash存储器

14、（可擦写1000次） 两级程序存储器保密 静态工作频率:0Hz-24MHz 128字节内部RAM 2个16位定时/计数器 一个串行通讯口 6个中断源 15条I/O引线 1个片内模拟比较器 表 21 AT89C51和AT89C2051主要性能表 图21中是AT89C51和AT89C2051的引脚功能图。而表21中则是它们的主要性能表。以上可 以看出它们是大体相同的，由于AT89C2051的IO线很少，导致它无法外加RAM和程序ROM，片内Flash 存储器也少，但它的体积比AT89C51小很多，以后大家可根据实际需要来选用。它们各有其特点 但其核心是一样的，下面就来看看AT89C51的引脚具体功能。 1.电源引脚 Vcc 40 电源端 GND 20 接地端 工作电压为5V，另有AT89LV51工作电压则是2.7-6V, 引脚功能一样。 - 8 - 51单片机及C语言入门 作者：明浩 2.外接晶体引脚 排成16开版式：EverNew 2007.12.20 图 22 外接晶体引脚 XTAL1 19 XTAL2 18 XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部 振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶 振为12MHz，时钟频率就为6