为学习嵌入式做准备，重新拿起51单片机学习。此贴为学习笔记，仅记录易忘点，实用理论基础，并不是0基础。
资料参考：清翔零基础教你学51单片机

1. C语言中的易忘点

1.1 数据类型

1.2 位运算符

~  按位取反
<< 左移
>> 右移
& 按位与
^ 按位异或
| 按位或

异或：相同取0，不同取1.

1.3 常用控制语句

条件 if
循环while 、 for
开关switch

1.4 C51程序的基本结构

#include <reg52.h> 		//包含51单片机头文件void main()		//主函数
{}

C语言设置的程序中只允许有一个main函数。程序总是从main函数开始运行的，main函数是void型（无返回值）。

2.电子电路基础

2.1 电平

数字电路中只有两种电平：高电平和低电平。
高电平：5V
低电平：0V

TTL电平规定高电平输出电压>2.4V，低电平输出电压<0.4V	

计算机串口使用的是RS232电平
高电平：-12V
低电平：+12V
Tips:单片机与计算机串口通信时需要使用电平转换芯片，把RS232电平转为TTL电平后单片机才能识别。

2.2 I/O（引脚）

例程中
P0接LED，P2^3接蜂鸣器。

2.2.1 P3口的第二用途

2.3 电子元器件

2.3.1 电阻：

常用的贴片电阻封装：0402、0603、0805、1206、1210
贴片电阻读数参考：贴片电阻上的字符是如何表示电阻的？

103，那么10是有效数字，3表示10的3次方，所以103表示的阻值就是10x10^{3}
1502,150是有效数字，2表示10的2次方，所以，1502表示的阻值就是150*10^{2}
5R6=5.6Ω、R16=0.16Ω
01C就是10k

2.3.2 电容：

电容的作用：储能，滤波，通交流隔直流，旁路，耦合，补偿，充放电等

1F（法拉）	 = 1000000μF（微法）
1μF（微法）= 1000nF（纳法）
1nF（纳法） = 1000pF（皮法）

2.3.3 蜂鸣器

2.3.3.1 判断有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

可以用万用表电阻档Rxl档测试:用黑表笔接蜂鸣器 "+"引脚，红表笔在另一引脚上来回碰触，如果触发出咔、咔声的且电阻只有8Ω(或16Ω)的是无源蜂鸣器;如果能发出持续声音的，且电阻在几百欧以上的，是有源蜂鸣器。

2.3.3.2 驱动蜂鸣器

由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以致于单片机的I/O 口是无法直接驱动的，所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了。
（除此之外还有一些其他驱动方式：PWM 输出口直接驱、I/O 口定时翻转电平驱动蜂鸣器方式）

2.3.4 常见符号

3.单片机 基础知识点

3.1 单片机最小系统

电源 （给整个系统提供能量）
单片机芯片 （运行程序/处理数据）
晶振电路 （给单片机工作提供节拍）
复位电路 （单片机上电时需要复位使程序从头开始运行）

3.2 基本时序

振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。

机器周期: 一个机器周期包含 12 个时钟周期。 在一个机器周期内, CPU可以完成一个独立的操作。

例如计算外部晶振频率为11.0592Mhz的单片机一个机器周期所需的时间：
1/11.0592 * 12 ≈ 1.085μS
说明：“1/(11.0592*1000000)”乘以106把Mhz转为hz再乘以“12”是12个时钟周期等于一个机器周期最终值为秒，把这个单位为秒的值乘以106所得值约等于1.085微秒。

4. 51单片机基础例程（I/O外设）

例程中LED位共阳极！
要点亮开发板上LED灯只需要控制P1口输出低电平即可
（编程时给P1口赋值“0”）

4.1 点亮LED灯

普通发光二极管工作压降为：1.6v ~ 2.1 V。
工作电流为：1~20mA
注意：二极管需要上拉电阻。
否则电流=(5V-2.1V)/0Ω，电流无限大
有电阻后，电流=(5V-2.1V)/1kΩ,约等于3mA.

4.1.1编程知识点

4.1.1.1 位定义

关键字：sbit
功能：位定义
一般格式： sbit 标识符 = 地址值;

例如：sbit LED1 = P1^0;
注意：地址值中P1的“P”必须为大写的P

4.1.2 编程

#include <reg52.h> //引用51头文件sbit LED1 = P1^0; //位定义void main()	//主函数
{LED1 = 0;//点亮P1.0上的LED		
}

4.2 LED闪烁

4.2.1 编程知识点

4.2.1.1 变量作用域

全局变量：在函数体外定义的变量通常为全局变量，作用范围：从定义开始的整个程序局部变量：在函数体内定义的变量通常为局部变量，作用范围：函数体内

4.2.1.2 软件延时

软件延时例如：

unsigned int i；
i=65535;
while(i);

4.2.2 编程

实现：P1口上所有LED闪烁

#include <reg52.h>//包含51头文件unsigned int i;//0~65535void main()//main函数自身会循环
{while(1)//大循环{P1 = 0;	//点亮P1口8个LEDi = 65535;while(i--);//软件延时P1 = 0xff;//1111 1111 熄灭P1口8个LEDi = 65535;while(i--);//软件延时	}	
}   

按位取反 闪烁写法：

#include <reg52.h>unsigned int i;//0~65535void main()//main函数自身会循环
{P1 = 0xff;//熄灭8位LEDwhile(1) //大循环{P1 = ~P1;	//使用按位取反运算符使LED闪烁i = 65535;while(i--);//软件延时}	
}   

4.3 流水灯

4.3.1 编程知识点

4.3.1.1宏定义

理解成 用define/ typedef 取小名

#define uchar unsigned char
注意宏定义后面不能加分号，它是预处理指令不是语句。

其中用“uchar”直接替换了unsigned char
此时我们可以用uchar去定义变量类型如：uchar i;等价于unsigned char i;

【C语言】typedef与define的区别

typedef，我们可以为基本类型（如int、float）或自定义的结构体、联合体等定义新的名称。define，定义常量、函数替换宏、条件编译等，它的作用范围更为广泛。所有满足条件的宏定义在预处理阶段都会被替换为指定的文本。

4.3.1.2 函数的定义

自定义函数一般格式为:

函数类型 函数名 （形式参数表）
{局部变量定义函数体语句
}

4.3.1.3 延时函数

自定义函数：延时函数delay(毫秒级)

void delay(unsigned int z)
{unsigned int x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--);
}

给形参z赋值，如延时100毫秒：delay(100);

4.3.1.4 循环移位函数

标准库函数： intrins.h

内部函数：

字符型循环左移：_crol_
字符型循环右移：_cror_

#include <intrins.h>
void test_crol (void) {unsigned char a;unsigned char b;a = 0xFE;      //1111 1110b = _crol_(a,1); // b now is 0xFD  二进制为1111 1101
}

4.3.1.4.1 循环移位函数与左移和右移运算符的区别

循环左移是把最高位移到最低位上，
左移运算符是把最高位移除最低位补0

4.3.2 编程

实现：流水灯一直左循环

#include <reg52.h>	 //包含51头文件
#include <intrins.h> //包含移位标准库函数头文件#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charuchar temp;//LED灯相关变量
/*====================================
函数	： delay(uint z)
参数	：z 延时毫秒设定，取值范围0-65535
返回值	：无
描述	：12T/Fosc11.0592M毫秒级延时
====================================*/
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} void main()//main函数自身会循环
{temp = 0xfe;P1 = temp; //1111 1110  初值LED1亮delay(100);//毫秒级延时 100毫秒while(1){temp = _crol_(temp, 1);//循环左移P1 = temp;//移位完成后赋值给P1 每个一个灯点亮delay(100);//毫秒级延时 100毫秒}	
}  

4.4 数码管静、动态显示

4.4.1 单个数码管–静态显示原理

有共阳、共阴极，例程使用共阴！即b图左边。

共阴极数码码表：

0x3F,  //"0"
0x06,  //"1"
0x5B,  //"2"
0x4F,  //"3"
0x66,  //"4"
0x6D,  //"5"
0x7D,  //"6"
0x07,  //"7"
0x7F,  //"8"
0x6F,  //"9"
0x77,  //"A"
0x7C,  //"B"
0x39,  //"C"
0x5E,  //"D"
0x79,  //"E"
0x71,  //"F"
0x76,  //"H"
0x38,  //"L"
0x40,  //"-"
0x00,  //熄灭

4.4.2 74HC573锁存器工作原理

锁存器作用：可以把数据输入端与输出端进行隔离或连接
左边D为输入，右边Q为输出


输出口Q要想输出高低电平OE脚必须接GND。
LE脚为高时，输出端Q随输入端D的数据而变化。
LE脚为低时，输出端Q数据保持不变，输入端D数据变化不会改变Q的数据。

4.4.3 多个数码管–动态显示原理

段选和位选

位选：选择哪一个数码管亮
段选：该数码管怎么亮（数码管里的二极管怎么亮）

工作流：
打开位选锁存器->指定某个数码管->关闭位选锁存器，
打开段选锁存器->指定亮什么数字->关闭段选锁存器，
因为扫描周期短，所以肉眼可以看到多数码管同时亮 不同的数字。

4.4.4 编程知识点

4.4.4.1 数组的定义与引用

数组是一组有序数据的集合，数组中每一个数据都是同一数据类型。数组中的元素可以用数组名和下标来唯一确定。

数组的一般格式定义如下：

数据类型 数组名[常量表达式] = {元素表}；

例如：

unsigned char tabel[3] ={0x3F, 0x06, 0x5B, };
P0 = tabel[0]; //P0此时的值为0x3F

4.4.5 编程

4.4.5.1 共阴极数码管，静态显示（只亮一个数码管）

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//数码管段选
sbit WE = P2^7;//数码管位选////毫秒级延时函数定义
//void delay(uint z)
//{
//	uint x,y;
//	for(x = z; x > 0; x--)
//		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
//} void main()//main函数自身会循环
{WE = 1;//打开位选锁存器P0 = 0XFE; //1111 1110 选通第一位数码管WE = 0;//锁存位选数据DU = 1;//打开段选锁存器P0 = 0X06;//0000 0110 显示“1”DU = 0;//锁存段选数据while(1){}	
}  

4.4.5.2 共阴极数码管，动态显示

#include <reg52.h>//包含51头文件
#include <intrins.h>//包含移位标准库函数头文件#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//数码管段选
sbit WE = P2^7;//数码管段选//共阴数码管段选表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};/*====================================
函数	： delay(uint z)
参数	：z 延时毫秒设定，取值范围0-65535
返回值	：无
描述	：12T/Fosc11.0592M毫秒级延时
====================================*/
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} /*====================================
函数	：display(uchar i)
参数	：i 显示数值，取值范围0-255
返回值	：无
描述	：三位共阴数码管动态显示
====================================*/
void display(uchar i)
{uchar bai, shi, ge;bai = i / 100; //236 / 100  = 2shi = i % 100 / 10;	//236 % 100 / 10 = 3ge  = i % 10;//236 % 10 =6//第一位数码管  		P0 = 0XFF;//清除断码WE = 1;//打开位选锁存器P0 = 0XFE; //1111 1110WE = 0;//锁存位选数据DU = 1;//打开段选锁存器P0 = tabel[bai];//DU = 0;//锁存段选数据delay(5);//第二位数码管P0 = 0XFF;//清除断码WE = 1;//打开位选锁存器P0 = 0XFD; //1111 1101WE = 0;//锁存位选数据DU = 1;//打开段选锁存器P0 = tabel[shi];//DU = 0;//锁存段选数据delay(5);//第三位数码管P0 = 0XFF;//清除断码WE = 1;//打开位选锁存器P0 = 0XFB; //1111 1011WE = 0;//锁存位选数据DU = 1;//打开段选锁存器P0 = tabel[ge];//DU = 0;//锁存段选数据delay(5);
}void main()//main函数自身会循环
{	while(1){display(236); //数码管显示函数}	
}  

4.5 非编码键盘

4.5.1 独立键盘

每个按键占用一个IO口，当按键数量较多时，IO口利用效率不高，
但程序简单，适用于所需按键较少的场合。

按键一端与IO口连接，另外一端接地。I/O进行检测，
按键按下会被检测到低电平，未按下被检测为高电平。

4.5.2 矩阵键盘

电路连接复杂，但提高了IO口利用率，软件编程较复杂。
适用于使用大量按键的场合。

上图为4行和4列，一共16个按键组成。

确定矩阵键盘上哪一个按键被按下可以采用列扫描和行扫描。
列扫描时先把接在列上面的所有IO口拉高，接在行上的所有IO置低。
当其中有一列内任何一个按键按下那么整条列线都会被拉低。

1.硬件接线

P3口的高4位（P3.4~P3.7）作为列线（输出）
P3口的低4位（P3.0~P3.3）作为行线（输入）

uchar cord_l,cord_h;//声明列线和行线的值的储存变量P3 = 0xf0;//1111 0000

2.扫描

扫描分为两步：列扫描和行扫描，通过检测电平变化确定按键位置。
step1–列判断：行线（P3.0 ~ P3.7）为0，列线（P3.4 ~ P3.7）为1，即P3=0xf0。
当四列中，某一列被按下，列线的对应的值就会改变。

  cord_l = P3 & 0xf0;// 只储存列线值 (f0的0作用：无论行线是多少，都不保存，写0)			

例：2行2列的S11按下，读到L=0xd0（图中从下P37往上P30，1101 0000）

step2–行判断：在列判断后，保留读到的列线值,行线值写1。即用读到的列线值 或 0x0f。

例：0xd0|0x0f （1101 0000|00001111）得到1101 1111，
2行2列的S11按下，导致P31的1变为0，即变为1101 1101 （0xdd）
0xdd&0x0f=0x0d，此为行线值

  P3 = cord_l | 0x0f;cord_h = P3 & 0x0f;// 只储存行线值(0f的0作用：无论列线是多少，都不保存，写0)

step3：
列线值+行线值

return (cord_l + cord_h);//返回键值码

4.5.3 编程知识点

4.5.3.1程序去抖

if(key_s3 == 0)//判断S3是否被按下{delay(20);//按键消抖if(key_s3 == 0){...while(!key_s3);//松手检测}	}

4.5.3.2 开关语句

switch （表达式）
{case 常量表达式1： 语句1break；case 常量表达式2： 语句2break；}

4.5.4 编程

4.5.4.1 独立键盘

实现：按下开发板左下角S2按键数码管值+1,最大到9按下S3按下，值减一，最小减到0

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//数码管段选
sbit WE = P2^7;//数码管位选
sbit key_s2 = P3^0;//独立按键S2
sbit key_s3 = P3^1;//独立按键S3
uchar num;//数码管显示的值//共阴数码管段选表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};//毫秒级延时函数定义
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} void main()//main函数自身会循环
{	num = 0; WE = 1;//打开位选锁存器P0 = 0XFE; //1111 1110WE = 0;//锁存位选数据while(1){if(key_s2 == 0)//判断S2是否被按下{delay(20);//按键消抖if(key_s2 == 0){if(num != 9)//如果值不等于9则+1，功能把值限定为小于9num++;while(!key_s2);//松手检测}	}if(key_s3 == 0)//判断S3是否被按下{delay(20);//按键消抖if(key_s3 == 0){if(num > 0)	//如果大于0则执行减一num--;while(!key_s3);//松手检测}	}//松手之后刷新显示DU = 1;//打开段选锁存器P0 = tabel[num];//DU = 0;//锁存段选数据}	
}  

4.5.4.2 矩阵键盘

实现：矩阵键盘

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
sbit we = P2^7;
sbit du = P2^6;
uchar code leddata[]={ 0x3F,  //"0"0x06,  //"1"0x5B,  //"2"0x4F,  //"3"0x66,  //"4"0x6D,  //"5"0x7D,  //"6"0x07,  //"7"0x7F,  //"8"0x6F,  //"9"0x77,  //"A"0x7C,  //"B"0x39,  //"C"0x5E,  //"D"0x79,  //"E"0x71,  //"F"0x76,  //"H"0x38,  //"L"0x37,  //"n"0x3E,  //"u"0x73,  //"P"0x5C,  //"o"0x40,  //"-"0x00,  //熄灭0x00  //自定义};
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--);
}uchar KeyScan()	//带返回值的子函数
{uchar cord_l,cord_h;//声明列线和行线的值的储存变量P3 = 0xf0;//1111 0000if( (P3 & 0xf0) != 0xf0)//判断是否有按键按下{delay(5);//软件消抖if( (P3 & 0xf0) != 0xf0)//判断是否有按键按下{cord_l = P3 & 0xf0;// 储存列线值P3 = cord_l | 0x0f;cord_h = P3 & 0x0f;// 储存行线值while( (P3 & 0x0f) != 0x0f );//松手检测return (cord_l + cord_h);//返回键值码}	}}void KeyPro()
{switch( KeyScan() ){//第一行键值码case 0xee: P0 = leddata[0];		break;case 0xde: P0 = leddata[1];		break;case 0xbe: P0 = leddata[2];		break;case 0x7e: P0 = leddata[3];		break;//第二行键值码case 0xed: P0 = leddata[4];		break;case 0xdd: P0 = leddata[5];		break;case 0xbd: P0 = leddata[6];		break;case 0x7d: P0 = leddata[7];		break;//第三行键值码case 0xeb: P0 = leddata[8];		break;case 0xdb: P0 = leddata[9];		break;case 0xbb: P0 = leddata[10];	break;case 0x7b: P0 = leddata[11];	break;//第四行键值码case 0xe7: P0 = leddata[12];	break;case 0xd7: P0 = leddata[13];	break;case 0xb7: P0 = leddata[14];	break;case 0x77: P0 = leddata[15];	break;}	
}void main()
{we = 1;//打开位选P0 = 0;//八位数码管全显示we = 0;//锁存位选du = 1;//打开段选端P0 = leddata[22];while(1){KeyPro();//提取键值码并且送不同数值给数码管显示}
}

实现：按下矩阵键盘和独立键盘任意键，数码管显示相应数值初始显示“-”横

#include <reg52.h>//包含51头文件
#include <intrins.h>//包含移位标准库函数头文件#define uint unsigned int
#define uchar unsigned charsbit DU = P2^6;//数码管段选
sbit WE = P2^7;//数码管段选
uchar num;//数码管显示的值
uchar KeyValue = 20;//按键值 显示-//共阴数码管段选表
uchar  code tabel[]= {
//0		1	 2     3     4     5     6     7     8
0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F,
//9     A     B	   C	 D	   E	 F		H	 L	 
0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x76, 0x38,
//n	   u	  -	  熄灭
0x37, 0x3E, 0x40, 0x00 };/*====================================
函数	： delay(uint z)
参数	：z 延时毫秒设定，取值范围0-65535
返回值	：无
描述	：12T/Fosc11.0592M毫秒级延时
====================================*/
void delay(uint z)
{uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 
/*====================================
函数	：KeyScan()
参数	：无
返回值	：无
描述	：4*4矩阵键盘与独立键盘扫描
按键按下KeyValue全局变量值发生相应变化
====================================*/
void KeyScan()
{//4*4矩阵键盘扫描P3 = 0XF0;//列扫描if(P3 != 0XF0)//判断按键是否被按下{delay(10);//软件消抖10msif(P3 != 0XF0)//判断按键是否被按下{switch(P3) //判断那一列被按下{case 0xe0:	KeyValue = 0;	break;//第一列被按下case 0xd0:	KeyValue = 1;	break;//第二列被按下case 0xb0:	KeyValue = 2;	break;//第三列被按下case 0x70:	KeyValue = 3;	break;//第四列被按下 }P3 = 0X0F;//行扫描switch(P3) //判断那一行被按下{case 0x0e:	KeyValue = KeyValue;	break;//第一行被按下case 0x0d:	KeyValue = KeyValue + 4;	break;//第二行被按下case 0x0b:	KeyValue = KeyValue + 8;	break;//第三行被按下case 0x07:	KeyValue = KeyValue + 12;	break;//第四行被按下 }while(P3 != 0X0F);//松手检测	}}P3 = 0XFF;//独立按键扫描if(P3 != 0XFF){delay(10);//软件消抖10msif(P3 != 0XFF){switch(P3) //判断那一行被按下{case 0xfe:	KeyValue = 16;	break;//S2被按下case 0xfd:	KeyValue = 17;	break;//S3被按下case 0xfb:	KeyValue = 18;	break;//S4被按下case 0xf7:	KeyValue = 19;	break;//S5被按下 }while(P3 != 0XFF);//松手检测			}	}}void main()//main函数自身会循环
{WE = 1;//打开位选锁存器P0 = 0XFE; //1111 1110WE = 0;//锁存位选数据DU = 1;//打开段选锁存器while(1){KeyScan();//20个按键键盘扫描P0 = tabel[KeyValue];//显示按键值}	
}