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从这一章开始，我们开始迈入单片机的世界。在我们开始这一章具体的学习之前，有必要给大家先说明一下。在以后的系列文章中，我们将以51内核的单片机为载体，C语言为编程语言，开发环境为KEILuv3。至于为什么选用C语言开发，好处不言而喻，开发速度快，效率高，代码可复用率高，结构清晰，尤其是在大型的程序中，而且随着编译器的不断升级，其编译后的代码大小与汇编语言的差距越来越小。而关于C语言和汇编之争，就像那个啥，每隔一段时间总会有人挑起这个话题，如果你感兴趣，可以到网上搜索相关的帖子自行阅读。不是说汇编不重要，在很多对时序要求非常高的场合，需要利用汇编语言和C语言混合编程才能够满足系统的需求。在我们学习掌握C语言的同时，也还需要利用闲余的时间去学习了解汇编语言。1.从点亮LED(发光二极管)开始在市面上众多的单片机学习资料中，最基础的实验无疑于点亮LED了，即控制单片机的I/O的电平的变化。如同如下实例代码一般voidmain(void){LedInit();While(1){LED=ON;DelayMs(500);LED=OFF;DelayMs(500);}}程序很简单，从它的结构可以看出，LED先点亮500MS，然后熄灭500MS，如此循环下去，形成的效果就是LED以1HZ的频率进行闪烁。下面让我们分析上面的程序有没有什么问题。看来看出，好像很正常的啊，能有什么问题呢？这个时候我们应该换一个思路去想了。试想，整个程序除了控制LED=ON；LED=OFF；这两条语句外，其余的时间，全消耗在了DelayMs(500)这两个函数上。而在实际应用系统中是没有哪个系统只闪烁一只LED就其它什么事情都不做了的。因此，在这里我们要想办法，把CPU解放出来，让它不要白白浪费500MS的延时等待时间。宁可让它一遍又一遍的扫描看有哪些任务需要执行，也不要让它停留在某个地方空转消耗CPU时间。从上面我们可以总结出(1)无论什么时候我们都要以实际应用的角度去考虑程序的编写。(2)无论什么时候都不要让CPU白白浪费等待，尤其是延时(超过1MS)这样的地方。下面让我们从另外一个角度来考虑如何点亮一颗LED。先看看我们的硬件结构是什么样子的。我手上的单片机板子是电子工程师之家的开发的学习板。就以它的实际硬件连接图来分析吧。如下图所示(原文件名:led.jpg)一般的LED的正常发光电流为10~20MA而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。在上图中我们可知，当Q1~Q8引脚上面的电平为低电平时，LED发光。通过LED的电流约为（VCC-Vd）/RA2。其中Vd为LED导通后的压降，约为1.7V左右。这个导通压降根据LED颜色的不同，以及工作电流的大小的不同，会有一定的差别。下面一些参数是网上有人测出来的，供大家参考。红色的压降为1.82-1.88V，电流5-8mA，绿色的压降为1.75-1.82V，电流3-5mA，橙色的压降为1.7-1.8V，电流3-5mA兰色的压降为3.1-3.3V，电流8-10mA，白色的压降为3-3.2V，电流10-15mA，(供电电压5V，LED直径为5mm)74HC573真值表如下：(原文件名:74hc573.jpg)通过这个真值表我们可以看出。当OutputEnable引脚接低电平的时候，并且LatchEnable引脚为高电平的时候，Q端电平与D端电平相同。结合我们的LED硬件连接图可以知道LED_CS端为高电平时候，P0口电平的变化即Q端的电平的变化，进而引起LED的亮灭变化。由于单片机的驱动能力有限，在此，74HC573的主要作用就是起一个输出驱动的作用。需要注意的是，通过74HC573的最大电流是有限制的，否则可能会烧坏74HC573这个芯片。上面这个图是从74HC573的DATASHEET中截取出来的，从上可以看出，每个引脚允许通过的最大电流为35mA整个芯片允许通过的最大电流为75mA。在我们设计相应的驱动电路时候，这些参数是相当重要的，而且是最容易被初学者所忽略的地方。同时在设计的时候，要留出一定量的余量出来，不能说单个引脚允许通过的电流为35mA，你就设计为35mA，这个时候你应该把设计的上限值定在20mA左右才能保证能够稳定的工作。（设计相应驱动电路时候，应该仔细阅读芯片的数据手册，了解每个引脚的驱动能力，以及整个芯片的驱动能力）了解了相应的硬件后，我们再来编写驱动程序。首先定义LED的接口#defineLEDP0然后为亮灭常数定义一个宏，由硬件连接图可以，当P0输出为低电平时候LED亮，P0输出为高电平时，LED熄灭。#defineLED_ON()LED=0x00//所有LED亮#defineLED_OFF()LED=0xff//所有LED熄灭下面到了重点了，究竟该如何释放CPU，避免其做延时空等待这样的事情呢。很简单，我们为系统产生一个1MS的时标。假定LED需要亮500MS，熄灭500MS，那么我们可以对这个1MS的时标进行计数，当这个计数值达到500时候，清零该计数值，同时把LED的状态改变。unsignedintg_u16LedTimeCount=0;//LED计数器unsignedcharg_u8LedState=0;//LED状态标志,0表示亮，1表示熄灭voidLedProcess(void){if(0==g_u8LedState)//如果LED的状态为亮，则点亮LED{LED_ON();}else//否则熄灭LED{LED_OFF();}}voidLedStateChange(void){if(g_bSystemTime1Ms)//系统1MS时标到{g_bSystemTime1Ms=0;g_u16LedTimeCount++;//LED计数器加一if(g_u16LedTimeCount=500)//计数达到500,即500MS到了,改变LED的状态。{g_u16LedTimeCount=0;g_u8LedState=!g_u8LedState;}}}上面有一个变量没有提到，就是g_bSystemTime1Ms。这个变量可以定义为位变量或者是其它变量，在我们的定时器中断函数中对其置位，其它函数使用该变量后，应该对其复位(清0)。我们的主函数就可以写成如下形式(示意代码)voidmain(void){while(1){LedProcess();LedStateChange();}}因为LED的亮或者灭依赖于LED状态变量(g_u8LedState)的改变，而状态变量的改变，又依赖于LED计数器的计数值(g_u16LedTimeCount，只有计数值达到一定后，状态变量才改变)所以，两个函数都没有堵塞CPU的地方。让我们来从头到尾分析一遍整个程序的流程。程序首先执行LedProcess();函数因为g_u8LedState的初始值为0(见定义，对于全局变量，在定义的时候最好给其一个确定的值)所以LED被点亮，然后退出LedStateChange()函数，执行下一个函数LedStateChange()在函数LedStateChange()内部首先判断1MS的系统时标是否到了，如果没有到就直接退出函数，如果到了，就把时标清0以便下一个时标消息的到来，同时对LED计数器加一，然后再判断LED计数器是否到达我们预先想要的值500，如果没有，则退出函数，如果有，对计数器清0，以便下次重新计数，同时把LED状态变量取反，然后退出函数。由上面整个流程可以知道，CPU所做的事情，就是对一些计数器加一，然后根据条件改变状态，再根据这个状态来决定是否点亮LED。这些函数执行所花的时间都是相当短的，如果主程序中还有其它函数，则CPU会顺次往下执行下去。对于其它的函数(如果有的话)也要采取同样的措施，保证其不堵塞CPU，如果全部基于这种方法设计，那么对于不是非常庞大的系统，我们的系统依旧可以保证多个任务(多个函数)同时执行。系统的实时性得到了一定的保证，从宏观上看来，就是多个任务并发执行。好了，这一章就到此为止，让我们总结一下，究竟有哪些需要注意的吧。(1)无论什么时候我们都要以实际应用的角度去考虑程序的编写。(2)无论什么时候都不要让CPU白白浪费等待，尤其是延时(超过1MS)这样的地方。(3)设计相应驱动电路时候，应该仔细阅读芯片的数据手册，了解每个引脚的驱动能力，以及整个芯片的驱动能力(4)最重要的是，如何去释放CPU(参考本章的例子)，这是写出合格程序的基础。附完整程序代码(基于电子工程师之家的单片机开发板)#includereg52.hsbitLED_SEG=P1^4;//数码管段选sbitLED_DIG=P1^5;//数码管位选sbitLED_CS11=P1^6;//led控制位sbitir=P1^7;#defineLEDP0//定义LED接口bitg_bSystemTime1Ms=0;//1MS系统时标unsignedintg_u16LedTimeCount=0;//LED计数器unsignedcharg_u8LedState=0;//LED状态标志,0表示亮，1表示熄灭#defineLED_ON()LED=0x00;//所有LED亮#defineLED_OFF()LED=0xff;//所有LED熄灭voidTimer0Init(void){TMOD&=0xf0;TMOD|=0x01;//定时器0工作方式1TH0=0xfc;//定时器初始值TL0=0x66;TR0=1;ET0=1;}voidLedProcess(void){if(0==g_u8LedState)//如果LED的状态为亮，则点亮LED{LED_ON();}else//否则熄灭LED{LED_OFF();}}voidLedStateChange(void){if(g_bSystemTime1Ms)//系统1MS时标到{g_bSystemTime1Ms=0;g_u16LedTimeCount++;//LED计数器加一if(g_u16LedTimeCount=500)//计数达到500,即500MS到了,改变LED的状态。{g_u16LedTimeCount=0;g_u8LedState=!g_u8LedState;}}}voidmain(void){Timer0Init();EA=1;LED_CS11=1;//74HC595输出允许LED_SEG=0;//数码管段选和位选禁止(因为它们和LED共用P0口)LED_DIG=0;while(1){LedProcess();LedStateChange();}}voidTime0Isr(void)interrupt1{TH0=0xfc;//定时器重新赋初值TL0=0x66;g_bSystemTime1Ms=1;//1MS时标标志位置位}“从单片机初学者迈向单片机工程师”第三章----模块化编程初识好的开始是成功的一半通过上一章的学习，我想你已经掌握了如何在程序中释放CPU了。希望能够继续坚持下去。一个良好的开始是成功的一半。我们今天所做的一切都是为了在单片机编程上做的更好。在谈论今天的主题之前，先说下我以前的一些经历。在刚开始接触到C语言程序的时候，由于学习内容所限，写的程序都不是很大，一般也就几百行而矣。所以所有的程序都完成在一个源文件里面。记得那时候大一参加学校里的一个电子设计大赛，调试了一个多星期，所有程序加起来大概将近1000行，长长的一个文件，从上浏览下来都要好半天。出了错误简单的语法错误还好定位，其它一些错误，往往找半天才找的到。那个时候开始知道了模块化编程这个东西，也尝试着开始把程序分模块编写。最开始是把相同功能的一些函数(譬如1602液晶的驱动)全部写在一个头文件(.h)文件里面，然后需要调用的地方包含进去，但是很快发现这种方法有其局限性，很容易犯重复包含的错误。而且调用起来也很不方便。很快暑假的电子设计大赛来临了，学校对我们的单片机软件编程进行了一些培训。由于学校历年来参加国赛和省赛，因此积累了一定数量的驱动模块，那些日子，老师每天都会布置一定量