2022年12月08日 | 面向单片机编程（二）-开端，点亮第一个LED

上一章中我们已经认识了单片机，并且完成了开发环境的搭建，这章中我们正式开始进入单片机编程的学习，本章的学习目标是点亮一盏LED灯。

一、创建一个Keil工程

1、双击运行Keil uVision5，选择Project->New uVision Project新建一个工程

2、入工程名，【注意】不要用中文，最好路径也不含中文，否则可能会出现未知错误！

3、工程新建后，会弹出一个窗口，让你选择设备信息，由于我们要用的51单片机STC89C52和AT89C52引脚完全兼容，硬件连接基本一样，所以我们可以搜索AT89C52

4、接下来，Keil软件会询问你是否添加STARTUP.A51到当前工程，这个一个用汇编代码写的文件，又叫启动文件，作用是可以让单片机从初始状态进入你的C代码程序。这时，工程已经创建好了，接下来我们写一个简单的main函数，首先选择New，新建一个空白文件

5、新建的文件可以直接点击保存到工程文件夹中，填写文件名称，文件名必须要加上.C后缀。

二、编写C程序代码

C文件创建成功后，即可开始在编辑界面编写程序代码了，首先我们需要开始编写一个简单的主程序：

#include 
sbit led_out = P1^0; //将单片机的P1.0端口定义为led_out
void main()
{
        led_out = 0; //P1.0端口设置为低电平（点亮LED）
        while(1)
        {

        }                
}

reg52.h：表示你调用了52或者51单片机的资源，也就是可以直接对单片机的相关寄存器与引脚进行操作

sbit led_out = P1^0;：sbit是定义特殊功能寄存器的位变量（bit和sbit都是C51扩展的变量类型，即C51特有的，而不是C语言标准变量类型），这里我们只需要把sbit当成一个类型即可，就像char、int，只不过char指的是一个字节，而sbit指的是字节里的一个位。

上面还提到特殊功能寄存器（SFR），SFR是80C51单片机中各功能部件对应的寄存器，用于存放相应功能部件的控制命令，状态或数据，SFR（sfr）也是一种扩充数据类型，占用一个内存单元（1字节）。上面式子中的P1就是一个SFR，在reg52.h中，定义了P1寄存器的地址，如果我们对P1进行赋值，就等同于对51单片机的特殊功能寄存器赋值，而P1对应的功能就是单片机P1.0~P1.7这8个IO引脚的状态（高低电平）。

知道了sbit和P1的含义，那么理解sbit led_out = P1^0;就不难了，即定义P1.0引脚的状态为led_out，P1^0也是C51的特有用法。

^在C语言中是按位异或的作用，但在C51中它多了一个作用，即可以指定寄存器的某一位，前面提到P1是一个1字节的变量，它有8个位，分别对应P1.0~1.7，如果直接对P1赋值，那就等同于同时控制单片机的8个IO端口状态，但是使用P1^x（0<=x<=7），就能单独控制单片机的某一个IO端口。

led_out = 0;：从上面的内容我们可以得知led_out代表了单片机端口P1.0的状态，所以我们对它赋值，就等同于控制P1.0这个IO的电平状态，通过查看开发板的原理图，我们发现如果将P1.0端口置为低电平，那么LED1的正负极就能形成压差，从而实现点亮LED。

while(1){}：这是一个死循环，由于单片机上电后要不停的工作，所以我们不能让main函数结束，而是让它不停地执行while函数内部的工作。

那么说到LED的点亮是通过改变其正负极电压，使之形成压差从而实现LED的点亮，那LED是什么？

三、LED的特性

LED也称为发光二极管，是一种常用的发光器件，它在照明领域应用广泛。 发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。

这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；
随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器和照明。——百度百科

上图就是LED的电路符号，通过符号就可以判断出正负极位置，由于电路回路中电流是从正极流向负极的，那么对应上图中三角形箭头剑尖所指向的左边方向就是负极，反之右边就是正极。

使用51单片机点亮LED，我们可以选择用单片机IO端连接LED的负极或正极，如果接LED的负极，那么IO端默认电平需要设置为高电平，LED另一个引脚需要接+5V，10k电阻作用是上拉，当需要点亮LED时，将51单片机对应的IO拉低即可。

四、编译烧录代码

在编译代码之前，我们还要开启生成hex文件的选项，该文件就是我们用来烧录的文件。

接下来就是编译代码，点击Build按纽即可完成编译（从左边数，第一个是预编译，第三个重新编译，第四个是链接，最后一个是停止编译），保险起见，新手在编译时，可以把前三个全部点一遍。

编译结果可以在Build Output窗口查看，这里显示的内容主要包括各个空间的大小

（data——片内ram，

xdata——片外ram ，

code——程序存储区rom）及错误和警告的数量（如果存在，则显示它们所在位置和详情）。下面特别标识的信息表示成功创建hex文件（十六进制可执行文件），一般情况下，出现这行信息，说明程序编译通过（有些时候Error为0，但没生成hex文件，也算编译失败）。

将刚才生成的hex文件烧录到单片机中，即可看到LED亮起来了。

Proteus仿真效果