51单片机（STC89C52RC版本）学习笔记（更新中...）

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参考资料
[1. 准备工作](#1. 准备工作)
- [1.1 win10配置51单片机开发环境](#1.1 win10配置51单片机开发环境)
- [1.1 Ubuntu配置51单片机开发环境](#1.1 Ubuntu配置51单片机开发环境)
- - 问题1：`mcs51/8051.h`依赖于`mcs51/lint.h`
  - 问题2：提示找不到头文件`mcs51/8051.h`
[2. 认识51单片机](#2. 认识51单片机)
- [2.1 STC89C52单片机](#2.1 STC89C52单片机)
- [2.2 管脚图](#2.2 管脚图)
- [2.3 原理图](#2.3 原理图)
- [2.4 按键抖动](#2.4 按键抖动)
- [2.5 头文件说明](#2.5 头文件说明)
- [2.6 模块化函数](#2.6 模块化函数)
- - [2.6.1 延时函数](#2.6.1 延时函数)
  - [2.6.2 矩阵键盘](#2.6.2 矩阵键盘)
[3. LED模块](#3. LED模块)
- [3.1 原理图](#3.1 原理图)
- 实验1：点亮LED灯D1
- 实验2：LED灯D8闪烁
- 实验3：LED流水灯
[4. 独立按键模块](#4. 独立按键模块)
- [4.1 原理图](#4.1 原理图)
- 实验1：独立按键控制LED灯D1
[5. 动态数码管模块](#5. 动态数码管模块)
- [5.1 原理图](#5.1 原理图)
- 实验1：数码管LED3显示2
- [实验2：数码管LED8 ~ LED1分别显示0 ~ 8](#实验2：数码管LED8 ~ LED1分别显示0 ~ 8)
[6. LCD1602接口](#6. LCD1602接口)
- [6.1 原理图](#6.1 原理图)
[7. 矩阵按键模块](#7. 矩阵按键模块)
- [7.1 原理图](#7.1 原理图)
- [实验1：在LCD1602显示按下的键码（1 ~ 16）](#实验1：在LCD1602显示按下的键码（1 ~ 16）)
- 实验2：4位密码锁
[8. 定时器与中断](#8. 定时器与中断)
- [8.1 原理图](#8.1 原理图)
- 实验1：实现一个电子时钟
[9. 串口通信](#9. 串口通信)
- [9.1 原理图](#9.1 原理图)

参考资料

51单片机入门教程-2020版程序全程纯手打从零开始入门
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 51单片机（STC89C52RC）系统性学习笔记

1. 准备工作

1.1 win10配置51单片机开发环境

51单片机

bash 复制代码

正在重新握手 ... 成功			[0.578"]
当前的波特率: 115200
正在擦除目标区域 ... 完成 !		[0.328"]
正在下载用户代码 ... 完成 !		[0.141"]
正在设置硬件选项 ... 完成 !		[0.031"]

更新后的硬件选项为:
  . 当前的时钟频率: 11.088MHz
  . 系统频率为12T(单倍速)模式
  . 振荡器的放大增益不降低
  . 当看门狗启动后,任何复位都可停止看门狗
  . MCU内部的扩展RAM可用
  . ALE脚的功能选择仍然为ALE功能脚
  . P1.0和P1.1与下次下载无关
  . 下次下载用户程序时,不擦除用户EEPROM区

  单片机型号: STC89C52RC/LE52RC
  固件版本号: 6.6.4C

编程工具 Keil5 C51 新建项目时选择AT89C51RC2
将程序载入到51单片机的工具 STC-ISP
51单片机接入电脑，并配置驱动CH340_CH341

1.1 Ubuntu配置51单片机开发环境

编辑器 VS Code 安装教程
安装VS Code插件 C/C++ Extension Pack
安装编译工具 sudo apt-get install sdcc
程序编译
sdcc 1_LED_1.c
将编译生成的文件输出到out目录，需要先通过sudo mkdir out创建out目录
sdcc 1_LED_1.c -o out/

问题1：`mcs51/8051.h`依赖于`mcs51/lint.h`

c 复制代码

#include <mcs51/lint.h>
#include <mcs51/8051.h>

问题2：提示找不到头文件`mcs51/8051.h`

8051.h是安装sdcc后产生的，请先确保sdcc已经安装，sudo find / -name 8051.h搜索一下头文件8051.h所在的目录

这里目录是/usr/share/sdcc/include，将该路径配置到includepath，先点击Quick Fix

再点击Edit "includePath" setting

添加/usr/share/sdcc/include到Include path

2. 认识51单片机

2.1 STC89C52单片机

所属系列：51单片机系列
公司：STC公司
位数：8位
RAM：512字节
ROM：8K（Flash）
工作频率：12MHz（本开发板使用）

2.2 管脚图

2.3 原理图

高清PDF可从这里下载江协科技资料下载

2.4 按键抖动

对于机械开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开，所以在开关闭合及断开的瞬间会伴随一连串的抖动。

因此，需要进行防抖处理，如下：

c 复制代码

// 这是一个检测独立按键K1是否按下，并控制LED模块的简化代码
if(P3_1==0)			// 如果K1按键按下，P3_1的值会变为0
{
	Delay(20);		// 延时20毫秒消抖
	while(P3_1==0);	// 死循环空转，直到K1按键松开，P3_1变为1，跳出循环
	Delay(20);		// 延时20毫秒消抖
	
	P2_0=~P2_0;		// LED1的亮灭情况
}

2.5 头文件说明

c 复制代码

#include <mcs51/lint.h>
#include <mcs51/8051.h>
#include <REGX52.H>

2.6 模块化函数

2.6.1 延时函数

c 复制代码

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__

void Delayms(unsigned char k);

#endif

c 复制代码

#include <INTRINS.H>

// 延时k ms
void Delayms(unsigned char k)		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
	
	while (k --) {
		_nop_();
		i = 2;
		j = 199;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

2.6.2 矩阵键盘

c 复制代码

#ifndef __MATRIXKEYBOARD_H__
#define __MATRIXKEYBOARD_H__

unsigned int matrixKeyboard();

#endif

c 复制代码

#include <at89c51RC2.h>
#include "Delay.h"
// 反回键码（1 ~ 16），行优先遍历
// 按列扫描矩阵键盘
// 如果按行的话，P1_5和蜂鸣器冲突，会导致其发声
unsigned int matrixKeyboard() {
	unsigned int keyNum = 0;
	P1 = 0xFF;
	P1_3 = 0; // 第一列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 1;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 5;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 9;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 13;}
	
	P1 = 0xFF;
	P1_2 = 0; // 第二列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 2;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 6;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 10;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 14;}
	
	P1 = 0xFF;
	P1_1 = 0; // 第三列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 3;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 7;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 11;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 15;}
	
	P1 = 0xFF;
	P1_0 = 0; // 第四列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 4;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 8;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 12;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 16;}
	
	
	return keyNum;
}

3. LED模块

3.1 原理图

LED等的左侧接入VCC正极，若要使灯亮，则右侧需要接入负极，也就是对应的寄存器位需要赋值为0。

实验1：点亮LED灯D1

c 复制代码

#include <AT89C51RC2.h>
/**
 * 点亮LED灯D1
*/
void main() {
	P2 = 0xFF; // 将所有灯熄灭
    P2_0 = 0; // D1灯亮起
    while (1); // 程序始终保持运行
}

实验2：LED灯D8闪烁

c 复制代码

#include <AT89C51RC2.h>
#include <INTRINS.H>

/**
 * LED灯D8闪烁
*/
void main() {
    P2 = 0xFF; 
    while (1)
    {
        P2_7 = 0; // D8灯亮
        Delayms(1000); // 延迟1000ms = 1s
        P2_7 = 1; // D8灯灭
        Delayms(1000); // 延迟1000ms = 1s
    } 
}

实验3：LED流水灯

c 复制代码

#include <AT89C51RC2.h>
#include "Delay.h"

/**
 * LED灯D1 ~ D8按顺序点亮，每次只有一个灯亮
*/
void main() {
    // 1111 1110
    // 1111 1101
    // 1111 1011
    // ...
    // 1111 1110
    // =》 其实就是实现循环左移
    P2 = 0xFE;
    while (1)
    {
        P2 <<= 1;
        if (P2 != 0xFE) P2 |= 0x01;
        Delayms(1000); // 延迟1000ms = 1s
    } 
}

4. 独立按键模块

4.1 原理图

实验1：独立按键控制LED灯D1

c 复制代码

#include <AT89C51RC2.h>
#include "Delay.h"

/**
 * 独立按键K1控制LED灯D1
 * 按下按键并松开后，变换灯D1的状态
*/
void main() {
    while (1)
    {
        // 注意控制K1的是P3_1，控制K2的是P3_0
        // 当值为0是代表按键按下
        if (P3_1 == 0) 
        {
            Delay(20); // 消除按键抖动
            while (P3_1 == 0); // 一直保持按下的状态则卡在这
            Delay(20); // 消除按键抖动
            P2_0 = ~P2_0; // 状态取反
        }
    } 
}

5. 动态数码管模块

5.1 原理图

LED1 ~ LED8的亮灭（位选）由P24, P23, P22三位决定，P24位高位，当这三个位表示数据n时，Yn对应的灯亮，Y0对应LED1

P0_0 ~ P0_6分别控制a ~ g晶体管，P0_7控制dp晶体管，为1代表选中。（P0_7是最高位，P0_0是最低位）

实验1：数码管LED3显示2

c 复制代码

#include <AT89C51RC2.h>

/**
 * 数码管LED3显示2
*/
void main() {
    // 选中数码管LED3,对应Y2  P2_4 P2_3 P2_2 = 0 1 0
    P2_4 = 0;
    P2_3 = 1;
    P2_2 = 0;
    
    // a b c d e f g dp
    // 0 1 2 3 4 5 6 7
    // a b c d e f g dp
    // 1 1 0 1 1 0 1 0 => 0101 1011 = 0x5B
    // 数字2，需要点亮 a b g e d
    P0 = 0x5B;
    while (1);
}

实验2：数码管LED8 ~ LED1分别显示0 ~ 8

c 复制代码

// 对应数字 0 ～ 9 的段码
unsigned char NixieTable[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};
// 在LED-loc 显示num
void Nixie(unsigned char loc, unsigned char num) { 
    P2_4 = 0; P2_3 = 0; P2_2 = 0; // 1110 0011 = 0xE3 P2 &= 0xE3
    if ((loc & 0x01) == 1) P2_2 = 1;
    if ((loc & 0x02) == 2) P2_3 = 1;
    if ((loc & 0x04) == 4) P2_4 = 1;
    
    P0 = NixieTable[num];
	
	// 消影，数字清零，防止上一个位置的数字显示到下一个位置
	Delayms(1);
	P0 = 0x00;
}

/**
 * 数码管LED8 ~ LED1分别显示0 ~ 8
**/
void main() {
	unsigned char i;
    while (1) {
		for (i = 0; i <= 7; i ++) {
			Nixie(7 - i, i);
		}
	}
}

6. LCD1602接口

6.1 原理图

7. 矩阵按键模块

7.1 原理图

实验1：在LCD1602显示按下的键码（1 ~ 16）

c 复制代码

#include <at89c51RC2.h>
#include "Delay.h"
// 反回键码（1 ~ 16），行优先遍历
// 没有按下任何键则返回0
// 按列扫描矩阵键盘
// 如果按行的话，P1_5和蜂鸣器冲突，会导致其发声
unsigned int matrixKeyboard() {
	unsigned int keyNum = 0;
	P1 = 0xFF;
	P1_3 = 0; // 第一列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 1;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 5;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 9;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 13;}
	
	P1 = 0xFF;
	P1_2 = 0; // 第二列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 2;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 6;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 10;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 14;}
	
	P1 = 0xFF;
	P1_1 = 0; // 第三列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 3;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 7;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 11;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 15;}
	
	P1 = 0xFF;
	P1_0 = 0; // 第四列
	if (P1_7 == 0) {Delayms(20); while (P1_7 == 0); Delayms(20); keyNum = 4;}
	if (P1_6 == 0) {Delayms(20); while (P1_6 == 0); Delayms(20); keyNum = 8;}
	if (P1_5 == 0) {Delayms(20); while (P1_5 == 0); Delayms(20); keyNum = 12;}
	if (P1_4 == 0) {Delayms(20); while (P1_4 == 0); Delayms(20); keyNum = 16;}
	
	
	return keyNum;
}

// 在LCD1602显示按下的键码（1 ~ 16）
void main() {
	unsigned int num = 0, newNum = 0;
	LCD_Init();
	while (1) {
		newNum = matrixKeyboard();
		if (newNum != 0) {
			num = newNum;
		}
		LCD_ShowNum(1, 1, num, 2); // 第一行第一列显示，占两个位置
	}
}

实验2：4位密码锁

c 复制代码

// 10为0，11为确认，12为清空
void main() {
	// num，保存当前输入的密码
	// keyNum，记录矩阵键盘按下的键码
	// count，记录当前已经输入多少个数字
	unsigned int num = 0, keyNum = 0, count = 0;
	// LCD1602初始化
	LCD_Init();
	// 在第一行的前9个输入固定显示输入提示符
	LCD_ShowString(1, 1, "PASSWORD:");
	while (1) {
		// 第10个字符显示当前输入的密码
		LCD_ShowNum(1, 10, num, 4);
		// 获取当前矩阵键盘的键码（没有按下任何键则返回0）
		keyNum = matrixKeyboard();
		if (keyNum >= 1 && keyNum <= 9 && count < 4) {
			num = num * 10 + keyNum;
			count ++;
		} else if (keyNum == 11 && count == 4) {
			if (num == 1234) {
				LCD_ShowString(2, 1, "OK");
			} else {
				LCD_ShowString(2, 1, "ERR");
			}
		} else if (keyNum == 12) {
			num = 0;
			count = 0;
			LCD_ShowString(2, 1, "   ");
		}
	}
}

8. 定时器与中断

定时器介绍:51单片机的定时器属于单片机的内部资源，其电路的连接和运转均在单片机内部完成

定时器作用︰

(1)用于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作

(2)替代长时间的Delay，提高CPU的运行效率和处理速度(...)

8.1 原理图

TL0和TH0发生溢出时（达到65535），TF0标志位被置位1，从而引发中断。

生成定时器初始化代码

c 复制代码

void Timer0Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
{
	AUXR &= 0x7F;		//定时器时钟12T模式
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x66;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	
	// 这两个开关配置需要自己加一下
	ET0 = 1; // 打开定时器0
	EA = 1; // 打开总开关
}

实验1：实现一个电子时钟

c 复制代码

void Timer0Init()		//1毫秒@11.0592MHz
{
	AUXR &= 0x7F;		//定时器时钟12T模式
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x66;		//设置定时初值 
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	
	ET0 = 1; // 打开定时器0
	EA = 1; // 打开总开关
}

unsigned int count = 0;
// 设置时钟为 23:59:45 方便调试
unsigned int second = 45;
unsigned int minute = 59;
unsigned int hour = 23;

void main() {
//	// TMOD不可位寻址, M0给1 => 0x01
//	// TMOD = 0x01; // 配置定时器0
//	// 防止对定时器1的配置产生影响，使用与或赋值法
//	TMOD &= 0xF0; // 清空定时器0的配置
//	TMOD |= 0x01; // 配置定时器0
//	
//	// TCON可位寻址，TF0 = 0, TR0 = 1
//	TF0 = 0;
//	TR0 = 1;
//	
//	// 64635 到 65535 相差1000，也就是1ms会发生中断
//	TH0 = 64535 / 256; // 取高8位
//	TL0 = 54535 % 256; // 取低8位
//	
//	// 定时器开关
//	ET0 = 1; // 打开定时器0
//	EA = 1; // 打开总开关
	PT0 = 0;
	
	Timer0Init();
	LCD_Init();
	LCD_ShowChar(1, 3, ':');
	LCD_ShowChar(1, 6, ':');
	while (1) {
		if (second == 60) {
			second = 0;
			minute ++;
		}
		if (minute == 60) {
			minute = 0;
			hour ++;
		}
		if (hour == 24) {
			hour = 0;
		}
		LCD_ShowNum(1, 1, hour, 2);
		LCD_ShowNum(1, 4, minute, 2);
		LCD_ShowNum(1, 7, second, 2);
	}
}

// 发生时钟中断时，会触发该函数，中断号为1
void Timer0_Routube() interrupt 1 {
	TL0 = 0x66;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	count ++;
	if (count == 1000) {
		second ++;
		count = 0;
		// 中断程序应该尽量简短
//		if (second == 60) {
//			second = 0;
//			minute ++;
//			if (minute == 60) {
//				minute = 0;
//				hour ++;
//				if (hour == 24) {
//					hour = 0;
//				}
//			}
//		}
	}
}

51单片机（STC89C52RC版本）学习笔记（更新中...）

文章目录

参考资料

1. 准备工作

1.1 win10配置51单片机开发环境

1.1 Ubuntu配置51单片机开发环境

问题1：mcs51/8051.h依赖于mcs51/lint.h

问题2：提示找不到头文件mcs51/8051.h

2. 认识51单片机

2.1 STC89C52单片机

2.2 管脚图

2.3 原理图

2.4 按键抖动

2.5 头文件说明

2.6 模块化函数

2.6.1 延时函数

2.6.2 矩阵键盘

3. LED模块

3.1 原理图

实验1：点亮LED灯D1

实验2：LED灯D8闪烁

实验3：LED流水灯

4. 独立按键模块

4.1 原理图

实验1：独立按键控制LED灯D1

5. 动态数码管模块

5.1 原理图

实验1：数码管LED3显示2

实验2：数码管LED8 ~ LED1分别显示0 ~ 8

6. LCD1602接口

6.1 原理图

7. 矩阵按键模块

7.1 原理图

实验1：在LCD1602显示按下的键码（1 ~ 16）

实验2：4位密码锁

8. 定时器与中断

8.1 原理图

实验1：实现一个电子时钟

9. 串口通信

9.1 原理图

问题1：`mcs51/8051.h`依赖于`mcs51/lint.h`

问题2：提示找不到头文件`mcs51/8051.h`