初步认识51单片机

前面我们学会了如何操作一个MCU的管脚(P1.0)，让它设置为低电平(sbit LED= P1^0; LED=0)，那么我们很容易的就能想到如何将MCU的管脚设置成高电平. 这一讲，我们就来讨论如何控制单片机的IO口，也就是输入输出端口(input and output port)

2.1单片机IO口操作与延时

既然我们学会了如何控制P1.0，那么同样的方式我们就能控制P1.1，P1.2, ... P1.7了。很奇怪，为什么单片机的引脚从P1.0开始到P1.7，为什么不是从P1.1到P1.8？基本上你所见到的控制芯片都是以0为起始的。我们把P1.0到P1.7叫做P1端口。那么这样的端口有多少个呢，在STC89C52中，一共有4组这样的端口，分别是P0,P1,P2,P3. 每个端口都有8个管脚，这样很快，我们应该知道操作这4组共32个管脚了。我相信写到这里，每个人都已经知道了如何使用这32个任意一个管脚来控制LED。

既然我们学会了如何控制一个LED，那么如何控制两个LED？很容易的能猜到代码如下：

#include

sbit LED1 = P1^0;

sbit LED2 = P1^1;

sbit LED3 = P2^1;

void main(void)

{

while(1)

{

LED1=0;

LED2=0;

LED3=0;

}

}

通过以上方式我们能用任意的IO端口来点亮LED。这里就不再赘述了。

既然我们学会了如何点亮一个LED，相信熄灭一个LED也会了，并且你能很快的写出代码：

#include

sbit LED = P1^0;

void main(void)

{

while(1)

{

LED = 0;

LED = 1;

}

}

这样对不对？是对的。LED=0,灯亮了，LED=1灯灭了。程序确实是没有问题，LED也是这样操作的。问题是人的肉眼分辨不出来，为什么呢？这里就涉及到了单片机的运行速度以及人眼的分辨间隔。下面我们来分析从LED=0(亮)到LED=1(灭)，中间的间隔是多长时间？这个涉及到单片机的执行速度与时钟周期，机器周期，指令周期相关，我们暂且不讨论。现在我们通过keil软件调试的方法找到从LED=0到LED=1这个过程花了多长时间。

(1) 打开keil软件，新建一个工程，并将以上代码拷入led.c文件

(2) 点击Project->options for Target Target1...

(3) 在弹出的对话框中选择target, Xtal选择11.0592，然后点击OK

(4) 点击debug图标，红色方框所示

(5) 弹出来的界面比较糟糕，可以自己调节，如何调节？这里举一个例子，比如我想移动Register这个窗口，用鼠标左键点击Register窗口的标题栏(窗口的蓝色部分)，按住鼠标不松开并拖动。

此时界面如上图所示，四个红色方框内的方框表示四个方向。此时将鼠标不松开继续拖动到右边红色方框中(注意是要把鼠标放到方框内)，结果如下：

此时右边区域会变为蓝色，该区域表示Register即将存放的区域，然后松开鼠标，拖动结束。

点击Register窗口中Auto hide图标，如下图红色方框所示，将Register窗口自动隐藏。

其他窗口的调整方法类似。

(6) 插入断点。如下图所示，在红色方框位置双击鼠标，则自动插入断点，并且出现红色断点标志。

这里我们插入两个断点如图所示

点击红色方框(1)中的RST,然后点击红色方框(2)中的run，此时黄色箭头会跳到红色方框(3)处，记录红色方框(4)中的时间t1=0.00042209s

点击方框(2)中的run，此时黄色箭头会跳到红色方框(5)处，记录红色方框(4)中的时间t2=0.00042426s,那么t2-t1=0.00000217s=2.17us,

表示LED从点亮到熄灭只用了2.17微秒，而人眼的最小分辨时间间隔大约为0.27s(270000微秒)，因此感知不到灯的亮灭过程。你可以将这个程序下载到单片机中做做实验，你会发现LED很暗。事实上以上程序将导致LED循环亮灭，由于变化时间太快，几个微秒，我们无法感知，因此给人的感觉就是灯很暗。现在我们如何设置延时，让我们能更清楚的观察灯的亮灭过程？思路很简单，让单片机点亮LED后，去干点别的事情，然后再熄灭LED。这个就好比你坐火车时，提前到了一个小时，你可以看看书，玩玩手机。目的是坐火车，看书，玩手机只起到消磨时间的作用。那么同样，在本例中，我们让单片机干什么事情呢？可以选择休眠(我们后面讲到)，或者让它去数数。比如从1数到10000等等。这种方式就叫做软件延时。

#include

sbit LED = P1^0;

void main(void)

{

unsigned int i;

while(1)

{

LED = 0;

for(i=0;i<40000;i++);

LED = 1;

for(i=0;i<40000;i++);

}

}

将以上代码复制到led.c文件中并保存。该段代码中，通过去做别的事情来达到延时的作用。我们再次调试看看LED熄灭和点亮时间的间隔，设置断点如下：

以上可以看出，1.60636393s-0.00042318s 大约1.6s，远远大于人的分辨时间。

既然我们能控制一个LED的亮灭了，那么同理