51单片机学习笔记3 C51数据类型及最小系统

一、 C51数据类型

1. 基本类型

• 数值类型：整型（hort,int,long)、浮点型(float,double)
• 字符类型 char
• 构造类型：数组、结构体、共用体、枚举
• 指针
• 空类型 void

2. C51扩充数据类型

示例：

sfr SCON=0x98;
sbit T1=SCON^1;    # 取SCON第一位
1
2

3. C51运算量

（1）常量

• 整型常量，如 长整型：L结尾；
• 浮点型常量
• 字符型常量：单引号定义，如'a';
• 字符串型常量：双引号定义，如： “DA”，字符串结尾处会有\0；

（2）变量

变量是用来存储和处理数据的标识符。

（3）位运算符

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

（4）逗号运算符

表达式1, 表达式2, ……表达式n

表达式从左到右运算，返回最右边一个表达式的值。

4. 数组

unsigned char x[5];
unsigned int y[3]={1,2,3};
char string1[10];
1
2
3

二、特殊数据操作方式

1. sfr

SFR（Special Function Registers，特殊功能寄存器）是嵌入式系统中一种特殊类型的寄存器，它们被设计用来控制单片机的各种功能和外设。在8051系列单片机中，SFR被广泛应用，用于控制IO口、定时器、串口等硬件模块的工作。

1. 用途：

   • SFR用于控制和配置单片机的各种硬件功能，包括IO口的输入输出控制、定时器的工作模式设置、串口通信的参数配置等。
   • 它们是单片机内部的特殊寄存器，可以直接由CPU访问和操作。

2. 特点：

   • SFR通常具有较短的位宽度，通常为1位或者几位，用于控制特定硬件模块的某些特定功能。
   • 它们在单片机的内存映射中占据了特定的地址空间，可以通过读写该地址来访问对应的SFR。
   • 有些SFR具有只读属性，用于读取硬件状态或者状态标志，而有些具有可读写属性，用于配置硬件工作模式。

3. 常见的SFR：

   • GPIO口控制寄存器：用于控制IO口的输入输出状态和电平，如P0、P1、P2、P3等。
   • 定时器控制寄存器：用于配置定时器的工作模式、计数值、中断使能等，如TMOD、TCON等。
   • 串口控制寄存器：用于配置串口通信的波特率、数据格式、中断使能等，如SCON、SBUF等。
   • 中断控制寄存器：用于控制中断的使能和优先级，如IE、IP等。

2. sbit

sbit是用于声明单片机特殊功能寄存器（Special Function Registers，SFR）中的位（bit）的关键字。

例如IO口、定时器、串口等。sbit关键字用于声明SFR中的某一位，使得程序员可以通过该位进行控制和操作。

例如，假设有一个SFR称为P1，代表单片机的一个IO口，而我们想要操作该口的第0位，我们可以使用sbit进行声明，如下所示：

sbit LED = P1^0; // 声明P1寄存器中的第0位，并将其命名为LED
1

这样，我们就可以通过操作LED变量来控制或者读取P1口的第0位的值了，例如：

LED = 1; // 将P1口的第0位设置为高电平
1

除了 sbit 外，在 C51 编程中还有其他一些特殊的数据操作方式，用于访问特定的数据结构或者硬件资源。以下是一些常见的特殊数据操作方式：

3. sfrbit：

• sfrbit 关键字用于声明特殊功能寄存器的位，类似于 sbit，但用于声明在 SFR 中的位。
• 例如：sfrbit P1_0 = 0x90 ^ 0; 声明了一个名为 P1_0 的位，对应于 SFR P1 中的第 0 位。

4. sfr16：

• sfr16 关键字用于声明一个 16 位的特殊功能寄存器，通常用于声明定时器/计数器等功能。
• 例如：sfr16 TMR0 = 0x8C; 声明了一个名为 TMR0 的 16 位 SFR，其地址为 0x8C。

5. sfr16bit：

• sfr16bit 关键字用于声明 16 位特殊功能寄存器中的位。
• 例如：sfr16bit TMR0_1 = 0x8C ^ 1; 声明了一个名为 TMR0_1 的位，对应于 16 位 SFR TMR0 中的第 1 位。

二、51 最小系统构成

1. 晶振电路

晶振一般选择12M或11.0592Mhz，

• 12M更容易计算机器周期，
• 串口通讯中使用11.0592MHz更适合，在串行通信设置波特率时误差为0.
  晶振起振时一瞬间会产生电感，2端加无极性旁路电容，用来消除起振电感，容量一般选择 10-33p。

2. 复位电路

复位条件：在RST/VPD引脚端出现 >=10ms时间的高电平时复位。 高电平要>=3V。
一般有两种实现方式；

• 上电复位
• 手动按键复位

（1）上电复位运行过程

上电时，电容通交流、断直流，rst会直连5V高电平。
然后电容开始充电，充电完成后，电容对直流隔断，rst通过r2连到地低电平。

（2）按键复位

按下开关时，电容放电，放电过程电容通交流，RST相当于连5V高电平。由于R1的阻值很小(有的电路设计里不用这个R1，但直接对电容短接放电可能不太好)，rst也可以通过这个通路连接高电平。

3. 电源电路

4. 下载电路

供电脑使用USB转TTL连接电路板。这里使用CH340C芯片，它自带晶阵，芯片7、8脚是空的。
如果使用CH340G需要外接晶振。

CH340C的13、14脚要对应普中开发板下载程序使用，通过Q5三极管控制Q3MOS的通断。
当DTR高电平、RTS低电平，三极管导通，MOS会导通，VCC通电。
当DTR低电平、RTS高电平，三极管截止，Q3的G脚被R20拉低，MOS管截止，VCC没有电源。
这个电路可以在使用普中开发板的下载程序省掉冷启动的过程。