【51单片机】第一个小程序 —— 点亮LED灯

学习使用的开发板：STC89C52RC/LE52RC
编程软件：Keil5
烧录软件：stc-isp

开发板实图：

单片机介绍

单片机，英文Micro Controller Unit，简称MCU
内部集成了CPU、RAM、ROM、定时器、中断系统、通讯接口等一系列电脑的常用硬件功能
单片机的任务是信息采集（依靠传感器）、处理（依靠CPU）和硬件设备（例如电机，LED等）的控制
单片机跟计算机相比，单片机算是一个袖珍版计算机，一个芯片就能构成完整的计算机系统。但在性能上，与计算机相差甚远，但单片机成本低、体积小、结构简单，在生活和工业控制领域大有所用
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择

基础信息

• RAM(Random Access Memory)：随机存取存储器，也叫主存/内存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。断电数据失效
• ROM(Read-Only Memory)：只读存储器，常用于硬盘，断电数据也不会失效

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例：STC89C52 35I-DIP40

• STC是一家公司的简称
• 8表示该芯片为8051内核芯片
• 9表示内部含 FlashE²PROM 寄存器。还有如80C51中0表示内部含有 Mask Rom（掩模ROM）存储器；又如87C51中7表示内部含有EPROM存储器（紫外线可擦出除ROM）。
• C表示工作电压为5.5V~3,8V
• 52如图表示8K字节程序空间和512字节RAM空间
• 35表示工作频率可达35MHz
• I表示工作温度范围：工业级 -40~85
• DIP表示封装类型
• 40表示管脚数，即两侧突出的引脚

封装类型，就是外层的塑料壳

管脚

其中，Vcc表示正极，Gnd表示负极

LED灯介绍

如图，右侧用红线框出来的区域是LED，第一排为LED，第二排的RP9和RP7是两个电阻，用于限流，防止电压过高，烧坏LED

仔细看电阻上的字102，此处表示电阻为1000Ω = 1K

转换方式为：10 * 10 ^ 2 = 1000Ω = 1K
若为1003，则为 100 * 10 ^ 3 = 100000Ω = 100K
若为473，则为 47 * 10 ^ 3 = 47000Ω = 47K
若为680，则为 68 * 10 ^ 1 = 68Ω

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注意点：

• 图标中，类似箭头的图标是从正极指向负极，电路中要正极接正极，负极接负极才能通电
• 实物图中，管中较细的部分是正极，较粗的部分是负极
• 引脚更长的为正极，引脚较短的为负极

原理图如下：

注意点：

• VCC代表电源正极，也正对接着LED的正极部分
• 右侧的P20、P21为I/O口，表示接线，在其他部件中同样可以看到，相同编号表示线路连接
• 因为该单片机位数为8位，所以一组线位8条

• 在单片机核心中，我们可以看到P2系列的I/O口，这表明单片机和LED是线路连通的
• 左下角的GND表示负极，右侧那个多个竖线的图标也表示负极，也可以表示接地

控制灯亮的原理

• CPU往寄存器中写入0/1，然后通过驱动器形成电信号，形成高低电频。0为低电频，1为高电频
• 因为LED灯一端已经接了VCC，即正极，另一端接了P2系列的I/O串口
• 所以只要让P2的某一位为0，负极，那么电路就会被连通。相反为1则电路不会连通

练习

编程软件使用Keil5

创建第一个项目

首先介绍如何创建第一个程序

1. 点击工具栏的"Project"，选择新建项目
   
2. 选择项目目录，输入项目名称
   
3. 选择单片机类型。因为STC是中国公司，该软件并没有兼容，但是其中的AT89C52和STC89C52几乎是一样的，我们可以选其作为替代
   
4. 选择是否生成STARTUP.A51文件，目前选择不生成
   

STARTUP.A51 文件通常是用于8051系列微控制器的汇编启动代码。它的主要功能包括：

• 初始化堆栈：设置堆栈指针，以便程序在执行过程中可以正确地进行函数调用和返回。
• 全局变量初始化：在主程序开始运行之前，对静态和全局变量进行初始化，确保它们具有正确的初始值。
• 中断向量表：设置中断服务例程的入口地址，确保在发生中断时能够正确响应。
• 调用主函数：完成所有初始化后，跳转到主程序的入口点，开始执行主逻辑。

如果不添加"startup.a51"文件，编译器就会自动加入一段初始化内存以及堆栈等的代码，这时的内存初始化部分你就无法去控制了，当然这在大部分情况下没什么关系。但是如果你想你的程序在复位后，内存里面的信息依然还保存着（所说的“热复位”），那么你就需要添加该启动文件，并且去里面修改内存初始化部分，不要初始化你需要保留的部分内存。

5. 添加文件
   
6. 选择C语言文件
   

如此就可以将代码编写在该文件中

点亮LED灯

上面我们说到，只要让LED灯对应的串口为0，就可以让灯亮，为1则让灯熄灭
为此，我们需要能操作P2系列的串口。
在<REGX52.H>函数中，就包含了P2串口的地址，CPU可以通过地址访问该串口。
可以通过右键快速添加该头文件

8位操作数，对应8个LED灯，操作P2是一次性操作8个灯

代码如下：

//让灯亮
void test1()
{//P2寄存器连接LED的负极，设置二进制位为0则为亮灯P2 = 0xFE;//1111 1110
}int main()
{test1();return 0;
}

代码编写完后，接下来就是要将代码下载到开发板上，这个过程称之为烧录
使用的烧录软件是STC-ISP

1. 首先我们要生成项目，因为烧录需要.hex文件，Keil5生成目标文件默认不会生成.hex文件，需要在"控制生成文件"中设置
   
2. 设置生成.hex文件

3. 点击“生成项目”——Build
4. 打开STC-ISP

• 首先选择“单片机型号”！！！！如果没有选择匹配，后续点击“下载/编程”后会一直显示“正在检测目标单片机···”
  
• 其次选择串口号，一般通过USB接口连接开发板和电脑时，会自动匹配(前提是驱动已经下载好)。也可以手动查看。设置 -> 设备管理器 -> 端口(需要连接开发板才会显示)
  
• 选择程序文件，该Project.hex就是Keil5点击Build生成的
  
• 点击下载/编程(保证已连接开发板和电脑)，重启开发板——按下左下角的按键
  
  先下载，再重启，STC-ISP显示如下信息即为成功
  
  如果一直显示"正在检测目标单片机···"，大概率是单片机型号不匹配！如遇到其他问题，欢迎在评论区讨论
  D1成功点亮
  

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LED周期闪烁

要想实现周期闪烁，可以在亮起后等一段时间再熄灭，然后再等一段时间再亮起
即指定的P2先为0，等一段时间再为1，再等一段时间为0

STC-ISP不仅可以烧录程序，还可以生成一些方法

• 选择“软件延时计算器”
• 注意选择系统频率，STC89C52和STC89C52RC都是12MHz
• 定时长度单位有毫秒和微秒
• 指令集一定要选对，右侧有显示该指令集适用于哪些单片机
• 最后生成C代码，复制
• 如图是生成延迟1ms的方法

PS：其他方法可能包含_nop_()方法，该方法是个空函数，也是用来延迟一定时间，使用该方法需要包含<INTRINS.H>这个头文件

我们可以延迟500ms，代码如下：

//等待500ms
void Delay500ms()		//@12.000MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 205;k = 187;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}

周期闪烁代码如下：

void test2()
{while(1){P2 = 0xFE;//D1亮灯Delay500ms();//等待500毫秒，0.5秒P2 = 0xFF;//D1灭灯Delay500ms();//等待}
}

PS：有两个头文件<REG52.H>和<REGX52.H>，两者都包含P2等的地址信息，但后者还包含了P2_0、P2_1…允许我们操控单个串口

周期闪烁的代码可以改成如下代码：

void test2()
{while(1){P2_0 = 0;//单独控制Delay500ms();//等待500毫秒，0.5秒P2_0 = 1;//灭灯Delay500ms();//等待}
}

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