蓝桥杯C51

news2025/1/21 14:35:07 
#include "reg52.h"

sfr AUXR = 0x8e;							//定义辅助寄存器

sbit S5 = P3^2;								//定义按键S5引脚
sbit S4 = P3^3;								//定义按键S4引脚

unsigned char count = 0;			//定义中断计数器
unsigned char t_h = 0;				//定义运行时间的变量 
unsigned char t_m = 0;				
unsigned char t_s = 0;				
unsigned char command = 0;		

unsigned char stat_led = 0xff;		//定义LED灯开关状态 

//-----数码管段码----
unsigned char code SMG_NoDot[18]={0xc0,0xf9,
	  0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
    0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,0xbf,0x7f};

/*==================普通延时函数======================
功能：进行非精确的延时
参数：t--
=======================================================*/
void Delay(unsigned int t)
{
	while(t--);
	while(t--);
}
/*================数码管延时函数====================
功能：数码管显示的延时
参数：t--
=======================================================*/
void DelaySMG(unsigned int t)
{
	while(t--);
}
/*=================锁存器选择函数======================
功能：选择打通一个锁存器-----HC138
=======================================================*/
void SelectHC573(unsigned channel)
{
	switch(channel)
	{
		case 4:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;		//Y4，选择LED控制
		break;
		case 5:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0;		//Y5，选择蜂鸣器和继电器控制
		break;
		case 6:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;		//Y6，选择数码管位置
		break;
		case 7:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;		//Y7，选择数码管段码
		break;
		case 0:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0x00;		//在完成后关闭所有锁存器
		break;
	}
}
/*=================单个数码管显示====================
功能：在指定位置上显示
参数：无
=======================================================*/
void DisplaySMG_Bit(unsigned char value, unsigned char pos)
{
	P0 = 0xff;						//全部熄灭
	SelectHC573(6);
	P0 = 0x01 << pos;			//数码管的位置		
	SelectHC573(7);
	P0 = value;						//数码管的数字
}
/*===============系统运行时间===================
功能: 数码管显示运行时间
参数： value pos
=======================================================*/
void DisplayTime()
{
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[t_s%10],7);		//秒
	DelaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[t_s/10],6);		
	DelaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[16],5);				//-
	DelaySMG(500);
	
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[t_m%10],4);		//分
	DelaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[t_m/10],3);		
	DelaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[16],2);				//-
	
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[t_h%10],1);		//时
	DelaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(SMG_NoDot[t_h/10],0);		
	DelaySMG(500);
}

/*================定时器初始化====================
功能： 将定时器设置为16位模式，计数位50ms
参数：无
=======================================================*/
void InitTimer0()
{
	TMOD = 0x21;			//T0和T1工作模式一起赋值
	TH0 = (65535 - 50000) / 256;
	TL0 = (65535 - 50000) % 256;

	ET0 = 1;					//使能定时器 T0
	EA = 1;						//使能中断
	TR0 = 1;					//启动定时器
}
/*===============中断服务函数===================
功能：进行系统时间计时
参数：无
=======================================================*/
void ServiceTimer0() interrupt 1
{
	TH0 = (65535 - 50000) / 256;  //计数 0，05s
	TL0 = (65535 - 50000) % 256;
	
	count++;       //进行时间计算
	if(count == 20)
	{
		count = 0;
		t_s++;
	}
	if(t_s == 60)
	{
		t_s = 0;
		t_m++;
		if(t_m == 60)
		{
			t_m = 0;
			t_h++;
		}
	}
}
/*=================串口初始化函数========================
功能：将串口设置为模式1，波特率9600，允许接收
参数
=======================================================*/
void InitUart()
{
	TMOD = 0x21;			//T0与T1一起赋值
	TH1 = 0xfd;				//设置9600波特率
	TL1 = 0xfd;
	TR1 = 1;					// 启动定时器1
	
	SCON = 0x50;			//8位UART
	AUXR = 0x00;			//辅助寄存器
	
	ES = 1;						//使能串口中断
	EA = 1;						//使能总中断
}
/*=================串口中断服务函数====================
功能：接收上位机所发送的字符

=======================================================*/
void ServiceUart() interrupt 4
{
	if(RI == 1)
	{
		command = SBUF;		//½«½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ý±£´æµ½command±äÁ¿
		RI = 0;						//½«½ÓÊÕÍê³É±êÖ¾RIÇå0
	}
}
/*=================串口服务函数====================
功能：接收上位机发送的数据并保持在command里
参数：无
=======================================================*/
void SendByte(unsigned char dat)
{
	SBUF = dat;
	while(TI == 0);
	TI = 0;
}

void SendString(unsigned char *str)
{
	while(*str != '\0')
	{
		SendByte(*str++);
	}
}

/*===============串口信息接收执行函数==================
功能：接收上位机消息，进行灯光控制
参数：无
=======================================================*/
void ExecuteCommand()
{
	if(command != 0x00)							//接收的消息不为空
	{
		switch(command & 0xf0)				    //将命令类型取出
		{
			case 0xa0:									//远程控制灯光
				SelectHC573(4);
				stat_led = (stat_led | 0x0f) & (~command | 0xf0);
				P0 = stat_led;
				SelectHC573(0);
				command = 0x00;
			break;
			
			case 0xb0:									//读取系统运行时间
				SendByte((t_h / 10 << 4) | (t_h % 10));
				SendByte((t_m / 10 << 4) | (t_m % 10));
				SendByte((t_s / 10 << 4) | (t_s % 10));
				command = 0x00;
			break;
		}
	}
}
/*=================按键扫描控制====================
功能：按键控制灯光
参数：无
=======================================================*/
void ScanKeys()
{
	if(S5 == 0)							// 如果按键按下
	{
		DisplayTime();				    // 显示数码管——持续显示
        Delay(500);
		if(S5 == 0)						// 判断是否再次按下
		{
			while(S5 == 0)			//判断按键是否一直按下
			{
				DisplayTime();
			}
			SelectHC573(4);         //锁存器选择灯光
			stat_led = (stat_led | 0x40) & (~stat_led | 0xbf);  
			P0 = stat_led;			//灯光全部熄灭
			SelectHC573(0);
		}
	}
	
	if(S4 == 0)							
	{
		DisplayTime();				
		if(S4 == 0)						
		{
			while(S4 == 0)			
			{
				DisplayTime();
			}
			SelectHC573(4);
			stat_led = (stat_led | 0x80) & (~stat_led | 0x7f); 
			P0 = stat_led;			
			SelectHC573(0);
		}
	}
}
/*==============检查灯光=======================
功能：依次点亮，然后依次熄灭

=======================================================*/
void CheckLED()
{
	char i;
	SelectHC573(4);
	for(i = 0; i < 9; i++)
	{
		stat_led = 0xfe << i;				// 灯光闪烁
		P0 = stat_led;
		Delay(60000);
	}
	for(i = 0; i < 9; i++)
	{
		stat_led = ~(0xfe << i);		//   灯依次熄灭
		P0 = stat_led;
		Delay(60000);
	}
	SelectHC573(0);
}
/*================检查数码管==================
功能：点亮全部数码管然后依次全部熄灭
参数：无
=======================================================*/
void CheckSMG()
{
	char i;
	SelectHC573(7);
	P0 = 0x00;
	for(i = 0; i < 9; i++)
	{
		SelectHC573(6);
		P0 = ~(0xfe << i);			//点亮数码管
		Delay(60000);
	}
	for(i = 0; i < 9; i++)
	{
		SelectHC573(6);
		P0 = 0xfe << i;					//熄灭数码管
		Delay(60000);
	}
	SelectHC573(0);
}
/*==================初始化函数======================
功能：关闭无关的设备

=======================================================*/
void InitSystem()
{
	SelectHC573(5);
	P0 = 0x00;
	SelectHC573(4);
	P0 = stat_led;
	SelectHC573(0);
}
/*==================主函数===========================
设备初始化，关闭无关设备，最后关闭
进行灯光与数码管检查
定时器初始化
UART通信初始化
=======================================================*/
void main()
{
	InitSystem();
	CheckLED();
	CheckSMG();
	InitTimer0();
	InitUart();
	
	while(1)
	{
		ExecuteCommand();    //串口进行灯光控制
		DisplayTime();       //数码管显示
		ScanKeys();          //按键控制灯光
	}
}

上面是 基本技能综合实训的代码，做的是一个时钟系统并能靠按键与串口进行灯光控制，其中包括大部分内容的初始化，接下来我们来对里面的内容进行一一介绍

sbit HC138_A = P2^5;        

sbit HC138_B = P2^6;        

sbit HC138_C = P2^7;     

void Init74HC138(unsigned char n)

{

        switch(n)

        {

                case 4:

                        HC138_A = 0;

                        HC138_B = 0;

                        HC138_C = 1;

                        break;

                case 5:

                        HC138_A = 1;

                        HC138_B = 0;

                        HC138_C = 1;

                        break;

                case 6:

                        HC138_A = 0;

                        HC138_B = 1;

                        HC138_C = 1;

                        break;

                case 7:

                        HC138_A = 1;

                        HC138_B = 1;

                        HC138_C = 1;

                        break;

                case 8:

                        HC138_A = 0;

                        HC138_B = 0;

                        HC138_C = 0;

                        break;

        }

}

1. LED基本控制

74HC138：三八译码器

这个芯片实现的功能就是用3个输入引脚，实现8个输出引脚，而且这个八个输出引脚中只要一个低电平，我们就记下面的表，进行下面的译码器的口的选择（H = 1, X = 0）

 74HC573：锁存器

锁存器就是能够把输出的数据保存住，不会受到输入变化的影响,设置的时候只要的573和138选择一个即可。573锁存器有20个引脚，D1~D8是数据输入端，Q1~Q8是数据输出端，LE为锁存控制端。当锁存使能端LE为高时，573的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。

void SelectHC573(unsigned channel)
{
	switch(channel)
	{
		case 4:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;		//Y4，选择LED控制
		break;
		case 5:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0;		//Y5，选择蜂鸣器和继电器控制
		break;
		case 6:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;		//Y6，选择数码管位置
		break;
		case 7:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;		//Y7，选择数码管段码
		break;
		case 0:
			P2 = (P2 & 0x1f) | 0x00;		//在完成后关闭所有锁存器
		break;
	}
}

74HC02：或非门

单片机的WR引脚或者GND和译码器的Y4引脚作为74HC02的输入。可以通过J13的跳帽选择是WR还是GND作为74HC02的输入。如果译码器的Y4输出低电平，那么74HC02的输出Y4C将为高电平，而该引脚接到74HC573锁存器的LE引脚，这时候锁存器处于数据联通的开放状态，也就是单片机可以控制LED灯。如果单片机不向外设输出数据，或者译码器的Y4没有输出低电平的话，则74HC573处于锁存状态，即单片机不能控制LED灯

2. 数码管

在明确数码管类型之后，就可以确定段码数组了，也就是显示内容所对应的值

unsigned char code SMG_Duanma[18] = 

    {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,

     0x80,0x90,0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,

     0xbf,0x7f};
void Delay(unsigned int time)

{

        while(time--);

        while(time--);

}
/*=================单个数码管显示====================
功能：在指定位置上显示
参数：无
=======================================================*/
void DisplaySMG_Bit(unsigned char value, unsigned char pos)
{
	P0 = 0xff;						//全部熄灭
	SelectHC573(6);
	P0 = 0x01 << pos;			//数码管的位置		
	SelectHC573(7);
	P0 = value;						//数码管的数字
}

3- 独立按键

一般情况下，独立按键有两个引脚，其中一个通过上拉电阻接到单片机的I/O端口，另外一端接地。也就是说，平时按键没有动作的时候，输出的是高电平，如果有按下动作发生，则输出的是低电平。那么，我们在程序设计的时候，只要扫描跟按键引脚相连的I/O端口，如果发现有低电平产生，则判定该按键处于按下状态。有些时候，电路或者外围有电磁干扰，也会使单片机的I/O端口产生低电平，这种干扰信号会让单片机误认为是按键动作。所以，在扫描按键的时候应该做去抖动处理，把干扰信号过滤掉，从而获得准确的按键状态信号。

/*=================按键扫描控制====================
功能：按键控制灯光
参数：无
=======================================================*/
void ScanKeys()
{
	if(S5 == 0)							// 如果按键按下
	{
		DisplayTime();				    // 显示数码管——持续显示
        Delay(500);
		if(S5 == 0)						// 判断是否再次按下
		{
			while(S5 == 0)			//判断按键是否一直按下
			{
				DisplayTime();
			}
			SelectHC573(4);         //锁存器选择灯光
			stat_led = (stat_led | 0x40) & (~stat_led | 0xbf);  
			P0 = stat_led;			//灯光全部熄灭
			SelectHC573(0);
		}
	}
	
	if(S4 == 0)							
	{
		DisplayTime();				
		if(S4 == 0)						
		{
			while(S4 == 0)			
			{
				DisplayTime();
			}
			SelectHC573(4);
			stat_led = (stat_led | 0x80) & (~stat_led | 0x7f); 
			P0 = stat_led;			
			SelectHC573(0);
		}
	}
}

4- 矩阵按键扫描

与独立按键不同的是，按键的两个引脚都分别连接的单片机的I/O端口，一个作为行信号，另外一个作为列信号。我们以4X4的矩阵键盘为例，试着探讨其工作方式和扫描思路。

在上面的矩阵键盘中，要识别出黄色按键的按下状态，应该怎么做呢？

对与矩阵键盘，我们只能逐行扫描，然后读取列的状态信号。 如果R3行输出低电平，那么黄色按键如果有按下动作的话，那读取C2列信号也应该为低电平，而该行上其他没有按下动作的按键的列信号则为高电平。所以我们就可以查到下面的函数

<1> R1输出低电平，R2、R3、R4输出高电平，逐个读取判断列信号，如果都为高电平则R1行上没有按键按下。
<2> R2输出低电平，R1、R3、R4输出高电平，逐个读取判断列信号。
<3> R3输出低电平，R1、R2、R4输出高电平，发现C2列信号为低电平，那么可以判断得R3行的C2列的按键有按下动作。
<4> R4输出低电平，R1、R3、R4输出高电平，逐个读取判断列信号。

void ScanKeys()

{

        keyNum = 16;

        R1 = 0;

        R2 = R3 = R4 = 1;

        C1 = C2 = C3 = C4 = 1;

        if(C1 == 0)

        {

                while(C1 == 0);

                keyNum = 0;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C2 == 0)

        {

                while(C2 == 0);

                keyNum = 1;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C3 == 0)

        {

                while(C3 == 0);

                keyNum = 2;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C4 == 0)

        {

                while(C4 == 0);

                keyNum = 3;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        

        R2 = 0;

        R1 = R3 = R4 = 1;

        C1 = C2 = C3 = C4 = 1;

        if(C1 == 0)

        {

                while(C1 == 0);

                keyNum = 4;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C2 == 0)

        {

                while(C2 == 0);

                keyNum = 5;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C3 == 0)

        {

                while(C3 == 0);

                keyNum = 6;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C4 == 0)

        {

                while(C4 == 0);

                keyNum = 7;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        

        R3 = 0;

        R2 = R1 = R4 = 1;

        C1 = C2 = C3 = C4 = 1;

        if(C1 == 0)

        {

                while(C1 == 0);

                keyNum = 8;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C2 == 0)

        {

                while(C2 == 0);

                keyNum = 9;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C3 == 0)

        {

                while(C3 == 0);

                keyNum = 10;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C4 == 0)

        {

                while(C4 == 0);

                keyNum = 11;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        

        R4 = 0;

        R2 = R3 = R1 = 1;

        C1 = C2 = C3 = C4 = 1;

        if(C1 == 0)

        {

                while(C1 == 0);

                keyNum = 12;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C2 == 0)

        {

                while(C2 == 0);

                keyNum = 13;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C3 == 0)

        {

                while(C3 == 0);

                keyNum = 14;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

        else if(C4 == 0)

        {

                while(C4 == 0);

                keyNum = 15;

                ShowKeyNum(SMG_NoDot[keyNum]);

        }

}

6- 中断系统

一般来说，51单片机有5个中断源（忽略定时/计数器2），分2个优先级，这个5个中断源按照自然优先级从高到低依次为：
    外部中断0：INT0
    定时/计数器0：TF0
    外部中断1：INT1
    定时/计数器1：TF1    
    串口中断：RI/TI

每个中断源都对应着一个固定的入口地址，也就是中断向量，它们依次是：
    0    0x0003：  INT0
    1    0x000B：  TF0
    2    0x0013：  INT1
    3    0x001B：  TF1
    4    0x0023：  RI/TI

中断相关的寄存器有4个，每个寄存器都是可以位寻址的，这该编程带来了方便。    其中2个为控制寄存器：IE寄存器与IP寄存器：

另外2个为中断请求标志：TCON寄存器与SCON寄存器：

 一般情况下，中断的处理函数有两个，其一为中断初始化函数，其二为中断服务函数。中断服务函数我们需要在后面写上 interrupt 进行说明

我们的中断需要配合定时器和UART串口通信进行使用，我们先来进行定时器的说明.

7- 定时/计数器

是一种能够对内部时钟信号或外部输入信号进行计数，当计数值达到设定要求时，向CPU提出中断处理请求，从而实现定时或者计数功能的外设。定时/计数器的最基本工作原理是进行计数。作为定时器时，计数信号的来源选择周期性的内部时钟脉冲；用作计数器时，计数信号的来源选择非周期性的外部输入信号。

51单片机有两个定时/计数器T0和T1，为16位加法计数器，由低8位TLx和高8位THx两个寄存器组成，最大计数值为65535个计数脉冲。

<1> 系统时钟振荡器输出的12分频。
<2> T0或T1引脚输入的外部脉冲信号。

每接收到一个计数脉冲，计数器就会加1，当计数值累计至全为1时（8位255，13位8191，16位65535），再输入一个计数脉冲，计数器便会溢出回零，并且计数器的溢出是TCON寄存器的TF0或TF1位置1，同时向内核提出中断请求。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示间隔定时时间到，如果工作与计数模式，则表示计数值已满。

与定时/计数器相关的寄存器除了计数初值寄存器THx和TLx之外，就是TMOD寄存器和TCON寄存器。

（1）TMOD 模式控制寄存器

(2) TCON中断标志寄存器 

中断初始化的配置：

 <1> 配置工作模式，即对TMOD寄存器编程。
 <2> 计算技术初值，即对THx和TLx寄存器进行赋值。
 <3> 使能定时/计数器中断，即ET0或ET1置1。
 <4> 打开总中断，即EA =1。
 <5> 启动定时器，即TR0或TR1置1。

中断服务函数：

<1> 如果不是自动重装模式，需要对THx和TLx重新赋值。
<2> 进行间隔定时到达的逻辑处理（越少越好）

/*================定时器初始化====================
功能： 将定时器设置为16位模式，计数位50ms
参数：无
=======================================================*/
void InitTimer0()
{
	TMOD = 0x21;			//T0和T1工作模式一起赋值
	TH0 = (65535 - 50000) / 256;
	TL0 = (65535 - 50000) % 256;

	ET0 = 1;					//使能定时器 T0
	EA = 1;						//使能中断
	TR0 = 1;					//启动定时器
}
/*===============中断服务函数===================
功能：进行系统时间计时
参数：无
=======================================================*/
void ServiceTimer0() interrupt 1
{
	TH0 = (65535 - 50000) / 256;  //计数 0，05s
	TL0 = (65535 - 50000) % 256;
	
	count++;       //进行时间计算
	if(count == 20)
	{
		count = 0;
		t_s++;
	}
	if(t_s == 60)
	{
		t_s = 0;
		t_m++;
		if(t_m == 60)
		{
			t_m = 0;
			t_h++;
		}
	}
}

8- 串口通信

<1> 串行通信是指数据一位接一位地顺序发送或接收。
<2> 串行通信有SPI、IIC、UART等多种，最常见最通用的是指UART，无特殊说明，本文指的就是UART。
<3> 串行通信的制式有：单工、半双工、全双工三种。
<4> 计算机的串行通信接口是RS-232的标准接口，而单片机的UART接口则是TTL电平，两者的电气规范不一致，所以要完成两者之间的数据通信，就需要借助接口芯片在两者之间进行电平转换，常用的有MAX232芯片。
<5> 波特率：每秒钟传输的位数，9600波特率就是指每秒钟传输9600位。

对于传统的51单片机，与串口相关的寄存器有：

TH1和TL1：设置波特率参数。
TMOD：设置定时器1的工作模式。
SBUF：串行通信数据的发送和接收缓冲器。
SCON：串行接口控制寄存器。

 

/*=================串口初始化函数========================
功能：将串口设置为模式1，波特率9600，允许接收
参数
=======================================================*/
void InitUart()
{
	TMOD = 0x21;			//T0与T1一起赋值
	TH1 = 0xfd;				//设置9600波特率
	TL1 = 0xfd;
	TR1 = 1;					// 启动定时器1
	
	SCON = 0x50;			//8位UART
	AUXR = 0x00;			//辅助寄存器
	
	ES = 1;						//使能串口中断
	EA = 1;						//使能总中断
}
/*=================串口中断服务函数====================
功能：接收上位机所发送的字符

=======================================================*/
void ServiceUart() interrupt 4
{
	if(RI == 1)
	{
		command = SBUF;		//½«½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ý±£´æµ½command±äÁ¿
		RI = 0;						//½«½ÓÊÕÍê³É±êÖ¾RIÇå0
	}
}
/*=================串口服务函数====================
功能：接收上位机发送的数据并保持在command里
参数：无
=======================================================*/
void SendByte(unsigned char dat)
{
	SBUF = dat;
	while(TI == 0);
	TI = 0;
}

void SendString(unsigned char *str)
{
	while(*str != '\0')
	{
		SendByte(*str++);
	}
}

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