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开发STC89C51系列单片机需要的单片机技术

news 2026/2/8 3:18:32

端口操作：控制单片机的输入输出端口，与外界进行通信。
中断优先级：当多个中断同时发生时，确定哪个中断优先级更高，优先响应。
时钟模块：控制单片机的时钟，可以精确计时。
PWM技术：实现模拟信号输出，例如控制电机的转速。
ADC技术：实现模拟信号采集，例如读取温度传感器的数据。

1. 端口操作

在单片机开发中，我们经常需要控制单片机的输入输出端口，与外界进行通信。STC89C51系列单片机共有4个I/O口，每个口下面有8个引脚，分别为P0、P1、P2和P3。其中，P0口的为普通I/O口，P2口的07引脚为普通I/O口，P3口的03引脚为普通I/O口，P3口的4~7引脚为双重功能管脚，可以作为外部中断、定时器/计数器、串口等功能使用。

在C语言中，控制单片机端口的操作需要使用特殊的语句和函数，这里我们介绍几个常用的方法：

1.1. 设置端口方向

在使用单片机的I/O口之前，需要先设置端口方向，即设置引脚是输入还是输出。STC89C51系列单片机的I/O口默认为输出，如果需要将其设置为输入，则需要使用以下语句：

P1 = P1 | 0x80; //将P1.7引脚设置为输入

其中，0x80表示二进制的10000000，即将P1口的第7个引脚（从右向左数）设置为1，即输入模式。如果需要将某个引脚设置为输出模式，则需要将对应的位设置为0：

P1 = P1 & 0x7F; //将P1.7引脚设置为输出

其中，0x7F表示二进制的01111111，即将P1口的第7个引脚（从右向左数）设置为0，即输出模式。

1.2. 读取端口状态

在使用单片机的I/O口时，需要读取端口的状态，判断其是高电平还是低电平。可以使用以下语句：

if (P1 & 0x80) //判断P1.7引脚是否为高电平
{//如果是高电平，则执行某些操作
}
else
{//如果是低电平，则执行其他操作
}

其中，&是按位与运算符，用于将P1口的状态和0x80进行按位与运算，结果为1表示P1.7引脚为高电平，结果为0表示P1.7引脚为低电平。

1.3. 控制端口状态

在使用单片机的I/O口时，还需要控制端口的状态，将其设置为高电平或低电平。可以使用以下语句：

P1 = P1 | 0x80; //将P1.7引脚设置为高电平

其中，|是按位或运算符，用于将P1口的状态和0x80进行按位或运算，将P1.7引脚的状态设置为1，即高电平。如果需要将P1.7引脚设置为低电平，则需要将对应的位设置为0：

P1 = P1 & 0x7F; //将P1.7引脚设置为低电平

其中，&是按位与运算符，用于将P1口的状态和0x7F进行按位与运算，将P1.7引脚的状态设置为0，即低电平。

1.4. 实现按键检测

在单片机开发中，常常需要实现按键检测功能。可以将按键连接到单片机的某个引脚上，然后使用下降沿触发的方式检测按键按下事件。下面是一个简单的示例代码，用于检测P3.2引脚上的按键是否按下：

#include <STC89C5xRC.H>void main()
{P3 = P3 | 0x04; //将P3.2引脚设置为输入while (1){if ((P3 & 0x04) == 0) //检测P3.2引脚是否为低电平{delay(10); //延时一段时间，以消除按键抖动if ((P3 & 0x04) == 0) //再次检测P3.2引脚是否为低电平{//执行按键按下操作}}}
}

其中，delay()函数是用于延时的自定义函数，具体实现方法可以参考第3节。这段代码中，首先将P3.2引脚设置为输入模式，然后在一个无限循环中不断检测P3.2引脚的状态。如果P3.2引脚为低电平，说明按键被按下，此时需要再次检测P3.2引脚的状态，以消除按键抖动。如果再次检测到P3.2引脚为低电平，则说明按键按下事件发生，此时可以执行相应的操作。

2. 中断处理

中断是单片机开发中的重要概念，可以让单片机在执行程序的过程中立即响应某些事件，并执行相应的操作。在STC89C51系列单片机中，有多种中断类型可供选择，包括外部中断、定时器/计数器中断、串口中断等。

下面我们将介绍如何使用C语言编写中断处理程序，并实现定时器中断、外部中断和串口中断等常见功能。

2.1. 定时器/计数器中断

STC89C51系列单片机内置了两个定时器/计数器，分别为Timer0和Timer1。这两个定时器/计数器可以用于生成定时中断，实现周期性任务的处理。

下面是一个示例代码，用于设置Timer0为10ms定时器，并在定时器中断中执行相应的操作：

#include <STC89C5xRC.H>void Timer0_init()
{TMOD = TMOD & 0xF0; //将T0的工作方式设置为模式1TMOD = TMOD | 0x01;TH0 = 0x3C; //设置初值，定时10msTL0 = 0xB0;ET0 = 1; //使能Timer0中断TR0 = 1; //启动Timer0EA = 1; //全局中断使能
}void Timer0_interrupt() interrupt 1
{//执行定时器中断操作
}void main()
{Timer0_init();while (1){//执行主程序操作}
}

这段代码中，首先定义了一个名为Timer0_init()的函数，用于初始化Timer0，并将其设置为10ms定时器。在Timer0_init()函数中，首先将T0的工作方式设置为模式1，然后设置初值为0x3CB0，使Timer0每10ms产生一次中断。接着使能Timer0中断和全局中断使能，并启动Timer0。

在主函数中，首先调用Timer0_init()函数进行初始化操作，然后进入一个无限循环，执行主程序操作。当Timer0产生定时中断时，会自动跳转到名为Timer0_interrupt()的中断处理函数中执行相应的操作。

2.2. 外部中断

STC89C51系列单片机共有4个外部中断，分别为INT0、INT1、INT2和INT3。这些外部中断可以用于检测外部事件的发生，如按键按下、传感器触发等。

下面是一个示例代码，用于设置INT0为下降沿触发外部中断，并在中断处理函数中执行相应的操作：

#include <STC89C5xRC.H>void INT0_init()
{IT0 = 1; //将INT0设置为下降沿触发EX0 = 1; //使能INT0中断EA = 1; //全局中断使能
}void INT0_interrupt() interrupt 0
{//执行INT0中断操作
}void main()
{INT0_init();while (1){//执行主程序操作}
}

这段代码中，首先定义了一个名为INT0_init()的函数，用于初始化INT0，并将其设置为下降沿触发外部中断。在INT0_init()函数中，将IT0设置为1，表示将INT0设置为下降沿触发；然后使能INT0中断和全局中断使能。

在主函数中，首先调用INT0_init()函数进行初始化操作，然后进入一个无限循环，执行主程序操作。当INT0触发外部中断时，会自动跳转到名为INT0_interrupt()的中断处理函数中执行相应的操作。

2.3. 串口中断

STC89C51系列单片机内置了一个UART串口通信模块，可以通过串口发送和接收数据。在使用串口通信时，常常需要使用中断来实现异步通信。

下面是一个示例代码，用于设置串口为异步通信模式，并在串口中断中执行相应的操作：

#include <STC89C5xRC.H>void UART_init()
{SCON = 0x50; //设置串口为异步通信模式，波特率为9600TMOD = TMOD & 0x0F; //将T1的工作方式设置为模式2TMOD = TMOD | 0x20;TH1 = 0xFD; //设置波特率，实际波特率为9600TL1 = 0xFD;ET1 = 0; //禁止T1中断，使能串口中断ES = 1; //使能串口中断EA = 1; //全局中断使能
}void UART_interrupt() interrupt 4
{//执行串口中断操作
}void main()
{UART_init();while (1){//执行主程序操作}
}

这段代码中，首先定义了一个名为UART_init()的函数，用于初始化UART串口，并将其设置为异步通信模式。在UART_init()函数中，首先将SCON寄存器设置为0x50，表示设置串口为异步通信模式，波特率为9600。然后将T1的工作方式设置为模式2，并设置TH1和TL1的初值，使串口实际波特率为9600。接着禁止T1中断，使能串口中断和全局中断使能。

在主函数中，首先调用UART_init()函数进行初始化操作，然后进入一个无限循环，执行主程序操作。当串口收到数据时，会自动跳转到名为UART_interrupt()的中断处理函数中执行相应的操作。

结论
本文介绍了STC89C51系列单片机的基本概念和常用编程技术，包括GPIO、中断和定时器/计数器等。这些技术是开发STC89C51系列单片机的基础，掌握这些技术可以有效提高单片机开发的效率和质量。

当然，本文只是介绍了STC89C51系列单片机的基本概念和常用编程技术，并不能涵盖所有单片机开发所需要的知识，读者还需要进一步学习和掌握其他相关知识。例如，可以深入了解单片机的存储器结构和地址映射机制，了解如何使用定时器/计数器来实现PWM控制和周期性任务调度，了解如何使用ADC模块进行模拟信号采集等。

另外，需要注意的是，本文中的代码仅供参考，实际开发中需要根据具体需求进行修改和优化。同时，在编写单片机程序时，还需要注意编写高效、可靠的代码，避免出现死循环、内存泄漏等问题，确保程序的稳定性和可靠性。

总之，STC89C51系列单片机是一款功能强大、易于学习的单片机，掌握它的基本概念和常用编程技术可以为单片机开发带来很大的便利和效率提升。希望本文能够为读者在学习和使用STC89C51系列单片机时提供一些帮助和参考。