項(xiàng)目四單片機(jī)輸入輸出控制

4.1項(xiàng)目基本技能

4.2項(xiàng)目基本知識(shí)4.3技能拓展4.4互動(dòng)環(huán)節(jié)4.5習(xí)題任務(wù)1霓虹燈控制

1．任務(wù)要求單片機(jī)控制8個(gè)LED燈，依次點(diǎn)亮每一個(gè)LED燈，實(shí)現(xiàn)霓虹燈的效果。

2．硬件電路設(shè)計(jì)

1)電路圖電路圖參見(jiàn)項(xiàng)目二任務(wù)3的圖2-41。4.1項(xiàng)目基本技能

2)電路圖說(shuō)明從圖2-41可以看出，當(dāng)P1.0～P1.7中某個(gè)引腳輸出低電平“0”時(shí)，則發(fā)光二極管上有電流流過(guò)，發(fā)光二極管發(fā)光；當(dāng)對(duì)應(yīng)引腳為高電平“1”時(shí)，發(fā)光二極管上無(wú)電流流過(guò)，發(fā)光二極管熄滅。

3．軟件設(shè)計(jì)

1)設(shè)計(jì)方法根據(jù)圖2-41，若每次點(diǎn)亮一個(gè)LED燈，則對(duì)應(yīng)的P1口各引腳的狀態(tài)有8種，如表4-1所示。表4-1P1口的狀態(tài)

2)流程圖用流程圖表示指令的執(zhí)行過(guò)程，如圖4-1所示。圖4-1霓虹燈控制流程圖

3)指令代碼

(1)編寫匯編語(yǔ)言代碼。用匯編語(yǔ)言編寫的指令代碼如下：

偽指令ORG、END不是單片機(jī)的可執(zhí)行指令，ORG指定程序存放的位置，END表示程序編寫完成，要放在程序的最后面。匯編指令中的立即數(shù)既可以用二進(jìn)制表示，也可以用十六進(jìn)制、十進(jìn)制表示，如：

MOVP1，#11111011B可寫為

MOVP1，#0FBH或MOVP1，#251子程序是指能完成明確任務(wù)、具有獨(dú)立功能且能被其他程序反復(fù)調(diào)用的程序段。調(diào)用子程序的源程序稱為主程序。子程序的首地址必須要用標(biāo)號(hào)，該標(biāo)號(hào)就是這個(gè)子程序的名稱。如DELAY子程序，子程序的最后要設(shè)置一條返回指令RET。(2)編寫C語(yǔ)言代碼。用C語(yǔ)言編寫的指令代碼如下：

單片機(jī)的P0、P1、P2、P3口，在頭文件reg51.h中對(duì)它們進(jìn)行了定義。程序開(kāi)始包含了頭文件reg51.h，所以直接對(duì)P0、P1、P2、P3進(jìn)行操作。語(yǔ)句P1=0xfe；在C語(yǔ)言中表示給變量P1賦值0xfe；P1又是單片機(jī)的輸出端口，但這里是輸出到單片機(jī)的引腳控制燈的亮滅。

C語(yǔ)言中，函數(shù)遵循先聲明后調(diào)用的原則。如果源程序中包括很多函數(shù)，通常在主函數(shù)的前面集中聲明，然后再在主函數(shù)后面一一進(jìn)行定義，這樣編寫的C語(yǔ)言源代碼可讀性好，條理清晰，易于理解。例如delay函數(shù)的聲明與調(diào)用。

在delay子函數(shù)中，包含兩重for(?)循環(huán)語(yǔ)句，for(k=0;k<i;k++)為外循環(huán)，表達(dá)式1為“k=0”，執(zhí)行一次，當(dāng)滿足表達(dá)式2“k<i”時(shí)，執(zhí)行內(nèi)循環(huán)體“for(j=0;j<255;j++)；”。內(nèi)循環(huán)體的執(zhí)行過(guò)程是：j=0執(zhí)行一次，然后進(jìn)行判斷是否滿足表達(dá)式2“j<255”，滿足則執(zhí)行空語(yǔ)句“；”，之后執(zhí)行表達(dá)式3“j++”，結(jié)果j=1，重復(fù)執(zhí)行上述過(guò)程，直到不滿足表達(dá)式2，退出內(nèi)循環(huán)，這樣空語(yǔ)句執(zhí)行了255次。然后執(zhí)行外循環(huán)語(yǔ)句表達(dá)式3“k++”，結(jié)果k=1，再重新判斷，直到不滿足“k<i”時(shí)結(jié)束循環(huán)。從以上語(yǔ)句執(zhí)行過(guò)程可計(jì)算出空語(yǔ)句執(zhí)行了255×i次，實(shí)現(xiàn)了延時(shí)的作用。在主函數(shù)中，通過(guò)改變實(shí)參的值可調(diào)整延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，本程序?qū)崊⑷≈禐?00。

4.電路板制作

1)準(zhǔn)備器件參照項(xiàng)目二任務(wù)3。

2)用面包板連接電路參照項(xiàng)目二任務(wù)3。

3)調(diào)試運(yùn)行在Keil環(huán)境中，對(duì)源程序A4_1.ASM或C4_1.C進(jìn)行編輯、匯編或編譯，生成機(jī)器代碼并下載到芯片里，接通電路板電源，可觀察到霓虹燈的顯示效果。任務(wù)2開(kāi)關(guān)輸入控制

1.任務(wù)要求用8位指撥開(kāi)關(guān)作為輸入設(shè)備，控制輸出端口連接的8個(gè)LED燈。當(dāng)開(kāi)關(guān)為ON時(shí)，則相應(yīng)的LED燈就會(huì)被點(diǎn)亮。

2.硬件電路設(shè)計(jì)

1)電路圖開(kāi)關(guān)控制電路如圖4-2所示。圖4-2開(kāi)關(guān)控制電路圖

2)電路圖說(shuō)明單片機(jī)P1口作為輸入端口接有一組8個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的另一端接地。當(dāng)開(kāi)關(guān)向右撥動(dòng)(ON)時(shí)，P1端口對(duì)應(yīng)的引腳與地相接，此時(shí)引腳為低電平；當(dāng)開(kāi)關(guān)向左撥動(dòng)(OFF)時(shí)，P1端口對(duì)應(yīng)的引腳與地?cái)嚅_(kāi)，此時(shí)引腳為高電平。單片機(jī)P2口作為輸出端口接有8個(gè)LED燈，若引腳輸出低電平，與之相連接的LED燈被點(diǎn)亮；若引腳輸出高電平，與之相連接的LED燈熄滅。

3．軟件設(shè)計(jì)

1)設(shè)計(jì)方法

P1口作為輸入端口，它的值就是開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，它的值與開(kāi)關(guān)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4-2所示，P1口的值送給P2，由P2口輸出控制燈。表4-2P1口的值與開(kāi)關(guān)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

2)流程圖指令的執(zhí)行過(guò)程如圖4-3所示。圖4-3開(kāi)關(guān)輸入控制流程圖

3)指令代碼

(1)編寫匯編語(yǔ)言代碼。用匯編語(yǔ)言編寫的指令代碼如下：

匯編語(yǔ)言規(guī)定，當(dāng)立即數(shù)第一位數(shù)為字母時(shí)，前面要加0，如指令MOVP1，#0FFH中的立即數(shù)FFH前的“0”。

(2)編寫C語(yǔ)言代碼。用C語(yǔ)言編寫的指令代碼如下：※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※//程序名:C4_2.C//功能：輸入到P1口的狀態(tài)送給P2口輸出顯示#include<reg51.h>voidmain() //主函數(shù){ while(1) //無(wú)限循環(huán)執(zhí)行下面括號(hào)中的語(yǔ)句

{

P1=0xff; //設(shè)置P1為輸入口

P2=P1； //P1值賦給P2

}}※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

語(yǔ)句While(1){循環(huán)體}，表示無(wú)限循環(huán)執(zhí)行花括號(hào)中的循環(huán)體語(yǔ)句。若花括號(hào)中的循環(huán)體為一條空語(yǔ)句，如while(1)表示循環(huán)執(zhí)行空語(yǔ)句，即為死循環(huán)，通常把該語(yǔ)句作為停機(jī)語(yǔ)句使用。4．電路板制作(1)準(zhǔn)備器件。按表4-3準(zhǔn)備元器件。表4-3開(kāi)關(guān)輸入控制電路元器件清單

(2)編譯或匯編源程序C4_2.C或A4_2.ASM，生成目標(biāo)代碼文件，將目標(biāo)代碼燒錄到芯片中，參照?qǐng)D4-2，用面包板搭接的電路板如圖4-4所示。

接通電源，將撥碼開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)位置撥到“ON”位置，相應(yīng)的LED燈點(diǎn)亮。圖4-4開(kāi)關(guān)輸入控制電路板知識(shí)點(diǎn)1單片機(jī)的輸入輸出口

任務(wù)1中，電路板通電后，發(fā)光二極管隨著程序的運(yùn)行，有規(guī)律地閃動(dòng)，那么，單片機(jī)是怎樣將程序中運(yùn)行的結(jié)果送給發(fā)光二極管的呢？4.2項(xiàng)目基本知識(shí)原來(lái)，單片機(jī)上有4組8位輸入輸出I/O口：P0、P1、P2和P3口，P1、P2和P3為準(zhǔn)雙向口，P0口則為雙向三態(tài)輸入輸出口，它們?cè)趩纹瑱C(jī)中，主要承擔(dān)了和單片機(jī)外部設(shè)備打交道的任務(wù)，下面分別來(lái)介紹。

1．P0口

P0口的一位引腳邏輯電路如圖4-5所示。它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動(dòng)電路及控制電路組成。從圖中可以看出，P0口既可以作為通用I/O用，也可以作為地址/數(shù)據(jù)線用。圖4-5P0口某個(gè)引腳邏輯電路

1)作為通用I/O口使用

(1)作為輸出使用。CPU發(fā)出控制電平“0”封鎖“與”門，將輸出上拉場(chǎng)效應(yīng)管T1截止，同時(shí)使用多路開(kāi)關(guān)MUX把鎖存器與輸出驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管T2的柵極接通，故內(nèi)部總線與P0口同相。由于輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)是漏極開(kāi)路電路，若驅(qū)動(dòng)NMOS或其他拉流負(fù)載時(shí)，需要外接上拉電阻。P0口的輸出級(jí)可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。

(2)作為輸入使用。當(dāng)P0口作為輸入數(shù)據(jù)使用時(shí)，分讀引腳和讀鎖存器兩種情況，為此在電路中有兩個(gè)用于讀入驅(qū)動(dòng)的三態(tài)緩沖器。所謂讀引腳，就是讀芯片引腳的狀態(tài)，這時(shí)使用下方的數(shù)據(jù)緩沖器，由“讀引腳”信號(hào)把緩沖器打開(kāi)，把端口引腳上的數(shù)據(jù)從緩沖器通過(guò)內(nèi)部總線讀進(jìn)來(lái)。讀引腳需先向電路中的鎖存器寫入“1”，使輸出級(jí)的FET截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，變?yōu)楦咦杩馆斎?，這就是所謂的準(zhǔn)雙向口。讀鎖存器是指通過(guò)上面的緩沖器讀鎖存器Q端的狀態(tài)。

2)作為地址/數(shù)據(jù)線使用除了I/O功能以外，在進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，P0口是作為單片機(jī)系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用的，一般稱為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用引腳。當(dāng)輸出地址或數(shù)據(jù)時(shí)，由內(nèi)部發(fā)出控制信號(hào)，使“控制”端為高電平，打開(kāi)與門，并使多路開(kāi)關(guān)MUX處于內(nèi)部地址/數(shù)據(jù)線與驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管柵極反相接通狀態(tài)。此時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電路由于兩個(gè)FET處于反相，形成推拉式電路結(jié)構(gòu)，使負(fù)載能力大為提高。輸入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)直接從引腳通過(guò)輸入緩沖器進(jìn)入內(nèi)部總線。P0作為地址/數(shù)據(jù)總線是真正的雙向口。

2．P1口

P1口的一位引腳邏輯電路如圖4-6所示。它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動(dòng)電路組成準(zhǔn)雙向口。圖4-6P1口某個(gè)引腳邏輯電路

P1口作為輸出口使用時(shí)，可以向外提供推拉電流負(fù)載，無(wú)需再外接上拉電阻；P1口作為輸入口使用時(shí)，同樣也需先向鎖存器寫“1”，使輸出驅(qū)動(dòng)電路的FET截止，處于高阻態(tài)，然后通過(guò)緩沖器進(jìn)行輸入操作。

3．P2口

P2口的一位引腳邏輯電路如圖4-7所示。它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)輸入緩沖器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)輸出控制電路構(gòu)成。其中，輸出驅(qū)動(dòng)電路與P0不同，上拉電阻代替了P0中的場(chǎng)效應(yīng)管。圖4-7P2口某個(gè)引腳邏輯電路

1)作為通用I/O口

CPU發(fā)出控制電平“0”，使多路開(kāi)關(guān)MUX倒向鎖存器的輸出Q端，構(gòu)成一個(gè)準(zhǔn)雙向口，其功能與P1相同。

2)作為地址總線在系統(tǒng)擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器且容量超過(guò)256B時(shí)，CPU發(fā)出控制電平“1”，使多路開(kāi)關(guān)MUX倒向內(nèi)部地址線。此時(shí)，P2輸出高8位地址。

4．P3口

P3口的一位引腳邏輯電路如圖4-8所示。它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)緩沖器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)“與非”門構(gòu)成。圖4-8P3口某個(gè)引腳邏輯電路

1)作為通用I/O口

P3作為通用的輸入輸出并行接口，其功能與P1相同。

2)第二功能

P3口的八個(gè)引腳的第二功能如表4-4所示，需要說(shuō)明的是，當(dāng)P3中的引腳作為第二功能時(shí)，就不能再作為輸入輸出口使用了。表4-4P3引腳第二功能

5．輸出口的輸出能力當(dāng)使用P0、P1、P2、P3口作為輸出接口時(shí)，需要考慮它的帶載能力。P1、P2、P3口的每一位可以直接驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載；P0可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載，但P0與P1、P2、P3不同，由于在它的內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，所以用它作為輸出接口時(shí)需要外接上拉電阻，上拉電阻R的阻值一般取5.1kΩ左右，上拉電阻的接法如圖4-9所示。圖4-9P0.0作為輸出接口時(shí)上拉電阻的接法知識(shí)點(diǎn)2匯編語(yǔ)言

1．匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基本步驟匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)就是針對(duì)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，使用MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)中的指令和偽指令，編制程序的過(guò)程。在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該在保證實(shí)現(xiàn)程序功能的前提下，使程序占用空間小，執(zhí)行速度快。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基本步驟如下。

1)分析問(wèn)題明確系統(tǒng)的功能要求與設(shè)計(jì)目標(biāo)，確定算法和思路。

2)畫流程圖根據(jù)算法和思路畫出程序流程框圖。流程圖符號(hào)說(shuō)明如圖4-10所示。圖4-10流程圖符號(hào)

3)分配存儲(chǔ)單元確定原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、結(jié)果和程序在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器中存放的位置。

4)編寫源程序使用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(如Keil)在計(jì)算機(jī)上輸入程序，對(duì)程序進(jìn)行匯編和運(yùn)行調(diào)試，找出程序的錯(cuò)誤并進(jìn)行更正，再調(diào)試，直到程序通過(guò)。

2．程序的基本結(jié)構(gòu)匯編語(yǔ)言中的基本結(jié)構(gòu)有順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和子程序結(jié)構(gòu)。單片機(jī)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的匯編語(yǔ)言源程序，無(wú)論其系統(tǒng)功能的要求是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，其程序結(jié)構(gòu)的組成基礎(chǔ)總是由順序程序、分支程序、循環(huán)程序、子程序、查表程序等結(jié)構(gòu)化程序塊組合而成。

1)順序結(jié)構(gòu)程序順序結(jié)構(gòu)程序是指程序按編寫的順序依次往下執(zhí)行每一條指令，直到最后一條，它能夠解決一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題或作為復(fù)雜程序的一部分，其程序執(zhí)行流程如圖4-11所示。圖4-11順序結(jié)構(gòu)

2)分支結(jié)構(gòu)程序分支結(jié)構(gòu)是根據(jù)不同的條件轉(zhuǎn)移到不同分支的程序段的結(jié)構(gòu)。具有分支結(jié)構(gòu)的程序一般要使用轉(zhuǎn)移指令進(jìn)行判斷和轉(zhuǎn)移，其程序執(zhí)行流程如圖4-12所示。

圖4-12分支結(jié)構(gòu)

3)循環(huán)結(jié)構(gòu)程序在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到需要多次重復(fù)做的事情，如任務(wù)1中的延時(shí)，處理這種情況的程序可采用循環(huán)結(jié)構(gòu)，其程序執(zhí)行流程如圖4-13所示。循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序一般由下面四部分組成。

圖4-13循環(huán)結(jié)構(gòu)

(1)循環(huán)初始化。位于循環(huán)程序開(kāi)頭，用于做好循環(huán)前的準(zhǔn)備工作，如設(shè)置各工作單元的初始值、數(shù)據(jù)指針以及循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器的初值。

(2)循環(huán)體。循環(huán)程序的主體，位于循環(huán)體之內(nèi)，是循環(huán)程序的工作程序，在執(zhí)行中會(huì)被多次重復(fù)執(zhí)行。要求編寫得盡可能簡(jiǎn)練，以提高程序的執(zhí)行速度。

(3)循環(huán)修改。每執(zhí)行一次循環(huán)進(jìn)行一次計(jì)數(shù)器值的修改，并對(duì)有關(guān)的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)指針進(jìn)行修改，為下一次循環(huán)做好準(zhǔn)備。

(4)循環(huán)控制。根據(jù)循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器的現(xiàn)行值或其他條件來(lái)進(jìn)行判斷，控制循環(huán)的繼續(xù)進(jìn)行或結(jié)束。

具體的循環(huán)結(jié)構(gòu)又分為“先執(zhí)行后判斷”和“先判斷后執(zhí)行”兩種方式，“先執(zhí)行后判斷”方式是先進(jìn)入循環(huán)體進(jìn)行處理和循環(huán)修改，然后再進(jìn)行循環(huán)控制判斷；“先判斷后執(zhí)行”是將循環(huán)控制判斷放在循環(huán)的入口處，如果循環(huán)條件成立則進(jìn)入循環(huán)體進(jìn)行處理和循環(huán)修改，循環(huán)條件不成立則退出循環(huán)。這兩種循環(huán)方式的處理流程如圖4-14所示。圖4-14循環(huán)結(jié)構(gòu)處理流程

4)主子程序

(1)子程序。子程序是指具有一定功能的獨(dú)立程序段，例如延時(shí)子程序。當(dāng)需要時(shí)，可以調(diào)用這些獨(dú)立的子程序。調(diào)用程序稱為主程序，被調(diào)用的程序稱為子程序。調(diào)用程序執(zhí)行流程如圖4-15所示，主程序在指令N與指令N+1中間有一條調(diào)用指令A(yù)CALL或LCALL，當(dāng)指令N執(zhí)行后，程序轉(zhuǎn)向執(zhí)行子程序，執(zhí)行完子程序的指令后，返回到主程序執(zhí)行指令N+1接著順序執(zhí)行下去，指令M+1一般為返回指令RET。圖4-15主子結(jié)構(gòu)

使用子程序應(yīng)注意：

子程序的第一條指令地址稱為子程序的入口地址。該指令必須有標(biāo)號(hào)，標(biāo)號(hào)應(yīng)以子程序的任務(wù)定名，以便一看就一目了然。

主程序調(diào)用子程序是通過(guò)安排在主程序的調(diào)用指令實(shí)現(xiàn)的，子程序返回主程序需執(zhí)行RET返回指令。

主程序調(diào)用子程序和子程序返回主程序時(shí)，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)保護(hù)和恢復(fù)主程序的斷點(diǎn)地址(PC值)。但對(duì)于各工作寄存器、特殊功能寄存器和內(nèi)存單元中的內(nèi)容，如果需要保護(hù)和恢復(fù)必須在子程序的開(kāi)頭和末尾(RET指令前)安排一些能夠保護(hù)和恢復(fù)它們的指令。

為使所編子程序可以放在64KB內(nèi)存的任何子域并能為主程序所調(diào)用，子程序內(nèi)部必須使用相對(duì)轉(zhuǎn)移指令而不使用其他指令，以便匯編時(shí)生成浮動(dòng)代碼。

子程序參數(shù)可分入口和出口參數(shù)兩類：入口參數(shù)是指子程序需要的原始參數(shù)，由調(diào)用它的主程序通過(guò)約定的工作寄存器R0～R7、特殊功能寄存器SFR、內(nèi)存單元或堆棧等預(yù)先傳給子程序使用；出口參數(shù)是由子程序根據(jù)入口參數(shù)執(zhí)行程序后獲得的結(jié)果參數(shù)，應(yīng)由子程序通過(guò)約定的工作寄存器R0～R7、特殊功能寄存器SFR、內(nèi)存單元或堆棧等預(yù)先傳給主程序。例設(shè)R1和R2內(nèi)有兩數(shù)a和b，編寫程序求c?=?a2?+?b2并把c送入R3，a、b為小于10的整數(shù)。解：等式中a、b均求平方，因此將求平方編寫為子程序。

ORG0000HMAIN： MOVA，R1 ;入口參數(shù)a送A ACALLSQR ;求a2 MOVR1，A ;a2送R1 MOVA，R2 ;入口參數(shù)b送A ACALLSQR ;求b2

ADDA，R1 ;a2?+?b2送A

MOVR3，A ;和存入R3

SJMP$SQR： MOVDPTR，#TAB ;設(shè)置查表首地址

MOVCA，@A+DPTR ;查平方表

RET ;返回TAB: DB0，1，4，9，16，25，36，49，64，81

(2)子程序嵌套。子程序嵌套是指在子程序執(zhí)行過(guò)程中，還可以調(diào)用另一個(gè)子程序。程序執(zhí)行過(guò)程如圖4-16所示。圖4-16子程序嵌套

3．延時(shí)程序在單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，常常需要用到延時(shí)操作。一般情況下，通過(guò)編寫一個(gè)延時(shí)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)操作，稱為軟件延時(shí)。延時(shí)子程序就是一個(gè)延時(shí)模塊，不僅可以在一個(gè)程序中多次調(diào)用，也可以在其他程序需要延時(shí)的地方使用，避免重復(fù)勞動(dòng)。

1)延時(shí)的基本原理單片機(jī)的讀、寫操作都需要消耗一定的時(shí)間，一般用機(jī)器周期數(shù)來(lái)表示。所謂機(jī)器周期是指單片機(jī)完成一個(gè)基本操作所用的時(shí)間。機(jī)器周期等于12倍的晶振周期，若晶振頻率為12MHz，一個(gè)機(jī)器周期為12?×(1/12)MHz?=?1μs。例如：NOP空操作指令，執(zhí)行時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周期，即1μs，DJNZ執(zhí)行時(shí)間為兩個(gè)機(jī)器周期，即需要2μs。

2)計(jì)算DELAY子程序的延時(shí)時(shí)間首先分析下面的程序段： 源程序機(jī)器周期數(shù)執(zhí)行時(shí)間MOVR0，#250 11μsDE0： NOP 11μs NOP 11μs DJNZR0，DE022μs

如圖4-17所示流程圖，程序采用循環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，R0為計(jì)數(shù)器，循環(huán)體包括NOP指令、DJNZ指令。首先R0賦值250，這條指令需要1μs時(shí)間，接著執(zhí)行空操作，一個(gè)空操作耗時(shí)1μs，兩個(gè)空操作耗時(shí)2μs，接著執(zhí)行DJNZ指令耗時(shí)2μs，其作用是將R0寄存器的值減1，減1以后的值再存放在R0中，若減1之后值不為0，繼續(xù)執(zhí)行空操作，循環(huán)往復(fù)，直到R0的值為0，循環(huán)停止，這樣循環(huán)體指令執(zhí)行了250次，可計(jì)算出上述程序段的執(zhí)行時(shí)間為

[1?+?(1?+?1?+?2)?×?250]μs?=?1001μs?≈?1ms圖4-17延時(shí)1ms程序段流程圖

將1ms的程序段作為循環(huán)體，再循環(huán)200次，可實(shí)現(xiàn)延時(shí)200ms，程序流程圖如圖4-18所示，其中R1為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)200次。圖4-18DELAY子程序流程圖

DELAY子程序包含兩重循環(huán)，這種結(jié)構(gòu)稱為多重循環(huán)程序結(jié)構(gòu)，又稱循環(huán)嵌套。多重循環(huán)程序必須注意的是各重循環(huán)不能交叉，不能從外循環(huán)跳入內(nèi)循環(huán)。

知識(shí)點(diǎn)3C語(yǔ)言程序

C語(yǔ)言是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。因此采用C51語(yǔ)言設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時(shí)，首先要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法，這樣可使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)。對(duì)于一個(gè)較大的程序，可將整個(gè)程序按功能分成若干個(gè)模塊，不同的模塊完成不同的功能。對(duì)于不同的功能模塊，分別指定相應(yīng)的入口參數(shù)和出口參數(shù)，而經(jīng)常使用的一些程序最好編成函數(shù)，這樣既不會(huì)引起整個(gè)程序管理的混亂，還可增強(qiáng)可讀性，移植性也好。

1.?C語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)

C語(yǔ)言程序以函數(shù)形式組織程序結(jié)構(gòu)，C程序中的函數(shù)與其他語(yǔ)言中所描述的“子程序”或“過(guò)程”的概念是一樣的。C程序基本結(jié)構(gòu)如圖4-19所示。圖4-19C程序基本結(jié)構(gòu)

一個(gè)C語(yǔ)言源程序是由一個(gè)或若干個(gè)函數(shù)組成，每一個(gè)函數(shù)完成相對(duì)獨(dú)立的功能。每個(gè)C程序都必須有(且僅有)一個(gè)主函數(shù)main(?)，程序的執(zhí)行總是從主函數(shù)開(kāi)始，調(diào)用其他函數(shù)后返回主函數(shù)main()，不管函數(shù)的排列順序如何，最后都是在主函數(shù)中結(jié)束整個(gè)程序。Ｃ語(yǔ)言程序的執(zhí)行部分由語(yǔ)句組成。C語(yǔ)言提供了豐富的程序控制語(yǔ)句，按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，組成各種復(fù)雜程序，如圖4-20所示的這些語(yǔ)句主要包括表達(dá)式語(yǔ)句、復(fù)合語(yǔ)句、選擇語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句等。圖4-20C語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)

2.表達(dá)式語(yǔ)句和復(fù)合語(yǔ)句

1)表達(dá)式語(yǔ)句表達(dá)式語(yǔ)句是最基本的C語(yǔ)言語(yǔ)句，它由表達(dá)式加上分號(hào)“；”組成。

2)復(fù)合語(yǔ)句把多個(gè)語(yǔ)句用大括號(hào){}括起來(lái)，組合在一起形成具有一定功能的模塊，這種由若干條語(yǔ)句組合而成的語(yǔ)句塊稱為復(fù)合語(yǔ)句。在程序中應(yīng)把復(fù)合語(yǔ)句看成是單條語(yǔ)句，而不是多條語(yǔ)句。復(fù)合語(yǔ)句在程序運(yùn)行時(shí)，{}中的各行單語(yǔ)句是依次順序執(zhí)行的。在C語(yǔ)言的函數(shù)中，函數(shù)體就是一個(gè)復(fù)合語(yǔ)句。

復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)的各條語(yǔ)句都必須以分號(hào)“;”結(jié)尾，復(fù)合語(yǔ)句之間用{}分隔，在括號(hào)“}”外不能加分號(hào)。復(fù)合語(yǔ)句不僅可由可執(zhí)行語(yǔ)句組成，還可由變量定義語(yǔ)句組成。在復(fù)合語(yǔ)句中所定義的變量，稱為局部變量，也就是指它的有效范圍只在復(fù)合語(yǔ)句中。函數(shù)體是復(fù)合語(yǔ)句，所以函數(shù)體內(nèi)定義的變量，其有效范圍也只在函數(shù)內(nèi)部。

3.選擇語(yǔ)句在Ｃ語(yǔ)言中，選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)一般用if語(yǔ)句或switch語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。if語(yǔ)句又有if、if-else和if-else-if三種不同的形式，下面分別進(jìn)行介紹。

1)基本if語(yǔ)句基本if語(yǔ)句的格式如下：if(表達(dá)式){

語(yǔ)句組；

}

if語(yǔ)句執(zhí)行過(guò)程：當(dāng)“表達(dá)式”的結(jié)果為“真”時(shí)，執(zhí)行其后的“語(yǔ)句組”，否則跳過(guò)該語(yǔ)句組，繼續(xù)執(zhí)行下面的語(yǔ)句。如“if(P3_0==0)P1_0=0;”，當(dāng)P3_0等于0時(shí)，P1_0就賦值0，執(zhí)行過(guò)程如圖4-21所示。圖4-21if語(yǔ)句執(zhí)行流程圖使用if語(yǔ)句應(yīng)注意：

if語(yǔ)句中的“表達(dá)式”通常為邏輯表達(dá)式或關(guān)系表達(dá)式，也可以是任何其他的表達(dá)式或類型數(shù)據(jù)，只要表達(dá)式的值非0即為“真”。以下語(yǔ)句都是合法的：

if(3){……}

if(x=8){……}

if(P3_0){……}

在if語(yǔ)句中，“表達(dá)式”必須用括號(hào)括起來(lái)。

在if語(yǔ)句中，花括號(hào)“{}”里面的語(yǔ)句組如果只有一條語(yǔ)句，可以省略花括號(hào)。如“if(P3_0==0)P1_0=0;”語(yǔ)句，但是為了提高程序的可讀性和防止程序書寫錯(cuò)誤，建議讀者在任何情況下，都加上花括號(hào)。

2)?if-else語(yǔ)句

if-else語(yǔ)句的一般格式如下：

if(表達(dá)式) {

語(yǔ)句組1；

} else{

語(yǔ)句組2；

}

if-else語(yǔ)句執(zhí)行過(guò)程：當(dāng)“表達(dá)式”的結(jié)果為“真”時(shí)，執(zhí)行其后的“語(yǔ)句組1”，否則執(zhí)行“語(yǔ)句組2”，執(zhí)行過(guò)程如圖4-22所示。圖4-22if-else語(yǔ)句執(zhí)行流程圖

3)?if-else-if語(yǔ)句

if-else-if語(yǔ)句是由ifelse語(yǔ)句組成的嵌套，用來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)條件分支的選擇，其一般格式如下：if(表達(dá)式1) {

語(yǔ)句組1；

} elseif(表達(dá)式2) {

語(yǔ)句組2；

} …

elseif(表達(dá)式n) {

語(yǔ)句組n；

}else {

語(yǔ)句組n+1；

}

執(zhí)行該語(yǔ)句時(shí)，依次判斷“表達(dá)式i”的值，當(dāng)“表達(dá)式i”的值為“真”時(shí)，執(zhí)行其對(duì)應(yīng)的“語(yǔ)句組i”，跳過(guò)剩余的if語(yǔ)句組，繼續(xù)執(zhí)行該語(yǔ)句下面一個(gè)語(yǔ)句。如果所有表達(dá)式的值均為“假”，則執(zhí)行最后一個(gè)else后的“語(yǔ)句組n+1”，然后再繼續(xù)執(zhí)行其下面一個(gè)語(yǔ)句，執(zhí)行過(guò)程如圖4-23所示。圖4-23if-else-if語(yǔ)句執(zhí)行流程圖

使用if-else-if語(yǔ)句應(yīng)注意:

else語(yǔ)句是if語(yǔ)句的子句，它是if語(yǔ)句的一部分，不能單獨(dú)使用。

else語(yǔ)句總是與在它上面、跟它最近的if語(yǔ)句相配對(duì)。

4)?switch語(yǔ)句

if語(yǔ)句一般用作單一條件或分支數(shù)目較少的場(chǎng)合，如果使用if語(yǔ)句來(lái)編寫超過(guò)三個(gè)以上分支的程序，就會(huì)降低程序的可讀性。Ｃ語(yǔ)言提供了一種用于多分支選擇的switch語(yǔ)句，其一般形式如下：

switch(表達(dá)式)

{ case常量表達(dá)式1:語(yǔ)句組1;break; case常量表達(dá)式2:語(yǔ)句組2;break; …… case常量表達(dá)式n:語(yǔ)句組n;break; default:語(yǔ)句組n+1;}

該語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程是：首先計(jì)算表達(dá)式的值，并逐個(gè)與case后的常量表達(dá)式的值相比較，當(dāng)表達(dá)式的值與某個(gè)常量表達(dá)式的值相等時(shí)，則執(zhí)行對(duì)應(yīng)該常量表達(dá)式后的語(yǔ)句組，再執(zhí)行break語(yǔ)句，跳出switch語(yǔ)句的執(zhí)行，繼續(xù)執(zhí)行下一條語(yǔ)句。如果表達(dá)式的值與所有case后的常量表達(dá)式均不相同，則執(zhí)行default后的語(yǔ)句組。

使用switch語(yǔ)句應(yīng)注意:

在case后的各常量表達(dá)式的值不能相同，否則會(huì)出現(xiàn)同一個(gè)條件有多種執(zhí)行方案的矛盾。

在case語(yǔ)句后，允許有多個(gè)語(yǔ)句，可以不用{}括起來(lái)。例如：

case0:P1_0=1;P1_1=0;break;

case和default語(yǔ)句的先后順序可以改變，不會(huì)影響程序執(zhí)行結(jié)果。

“case常量表達(dá)式”只相當(dāng)于一個(gè)語(yǔ)句標(biāo)號(hào)，表達(dá)式的值和某標(biāo)號(hào)相等則轉(zhuǎn)向該標(biāo)號(hào)執(zhí)行，但在執(zhí)行完該標(biāo)號(hào)后的語(yǔ)句之后，不會(huì)自動(dòng)跳出整個(gè)switch語(yǔ)句，而是繼續(xù)執(zhí)行后面的case語(yǔ)句。因此，使用switch語(yǔ)句時(shí)，要在每一個(gè)case語(yǔ)句之后，加break語(yǔ)句，使得執(zhí)行完該case語(yǔ)句后可以跳出整個(gè)switch語(yǔ)句的執(zhí)行。

default語(yǔ)句是在不滿足case語(yǔ)句情況下的一個(gè)默認(rèn)執(zhí)行語(yǔ)句。如果default語(yǔ)句后面是空語(yǔ)句，表示不做任何處理，可以省略。

4.循環(huán)語(yǔ)句在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，循環(huán)程序結(jié)構(gòu)是一種很重要的程序結(jié)構(gòu)，幾乎所有的應(yīng)用程序都包含循環(huán)結(jié)構(gòu)。循環(huán)的作用是對(duì)給定的條件進(jìn)行判斷，當(dāng)給定的條件成立時(shí)，重復(fù)執(zhí)行給定程序段，直到條件不成立時(shí)為止。給定的條件稱為循環(huán)條件，需要重復(fù)執(zhí)行的程序段稱為循環(huán)體。

前面介紹的delay()函數(shù)中使用了雙重for循環(huán)，其循環(huán)體為空語(yǔ)句，用來(lái)消耗CPU時(shí)間，產(chǎn)生延時(shí)效果，這種延時(shí)方法稱為軟件延時(shí)。軟件延時(shí)的缺點(diǎn)是占用CPU時(shí)間，使得CPU在延時(shí)過(guò)程中不能做其他事情，解決的方法是使用單片機(jī)中的硬件定時(shí)器實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。在Ｃ語(yǔ)言中，可以用下面三個(gè)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)程序結(jié)構(gòu)：while語(yǔ)句、do-while語(yǔ)句和for語(yǔ)句，下面分別對(duì)它們加以介紹。

1)?while語(yǔ)句

while語(yǔ)句用來(lái)實(shí)現(xiàn)“當(dāng)型”循環(huán)結(jié)構(gòu)，即當(dāng)條件為“真”時(shí)，就執(zhí)行循環(huán)體。while語(yǔ)句的一般形式為：

while(表達(dá)式)

{語(yǔ)句組;//循環(huán)體

}其中，“表達(dá)式”通常是邏輯表達(dá)式或關(guān)系表達(dá)式，為循環(huán)條件，“語(yǔ)句組”是循環(huán)體，即被重復(fù)執(zhí)行的程序段。該語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程是：首先計(jì)算“表達(dá)式”的值，當(dāng)值為“真”(非0)時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體“語(yǔ)句組”，流程圖如圖4-24所示。

使用while語(yǔ)句時(shí)要注意：

當(dāng)表達(dá)式的值為“真”時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體執(zhí)行一次完成后，再次回到while，進(jìn)行循環(huán)條件判斷，如果仍然為“真”，則重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體，為“假”則退出整個(gè)while循環(huán)語(yǔ)句。

如果循環(huán)條件一開(kāi)始就為假，那么while后面的循環(huán)體一次都不會(huì)被執(zhí)行。如果循環(huán)條件總為真，例如：while(1);表達(dá)式為常量“1”，非0即為“真”，循環(huán)條件永遠(yuǎn)成立，則為無(wú)限循環(huán)，即死循環(huán)。在單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中，無(wú)限循環(huán)是一個(gè)非常有用的語(yǔ)句。在本章所有程序示例中都使用了該語(yǔ)句。

除非特殊應(yīng)用的情況，在使用while語(yǔ)句進(jìn)行循環(huán)程序設(shè)計(jì)時(shí)，通常循環(huán)體內(nèi)包含有修改循環(huán)條件的語(yǔ)句，以使循環(huán)逐漸趨于結(jié)束，避免出現(xiàn)死循環(huán)。

在循環(huán)程序設(shè)計(jì)中，要特別注意循環(huán)的邊界問(wèn)題，即循環(huán)的初值和終值要非常明確。

2)?do-while語(yǔ)句前面所述的while語(yǔ)句是在執(zhí)行循環(huán)體之前判斷循環(huán)條件，如果條件不成立，則該循環(huán)不會(huì)被執(zhí)行。實(shí)際情況往往需要先執(zhí)行一次循環(huán)體后，再進(jìn)行循環(huán)條件的判斷，“直到型”do-while語(yǔ)句可以滿足這種要求。do-while語(yǔ)句一般格式如下：

do {

語(yǔ)句組；//循環(huán)體}while(表達(dá)式)；

該語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程是：先執(zhí)行循環(huán)體“語(yǔ)句組”一次，再計(jì)算“表達(dá)式”的值，如果“表達(dá)式”的值為“真”(非0)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體“語(yǔ)句組”，直到表達(dá)式為“假”(0)為止。dowhile語(yǔ)句流程圖如圖4-25所示。圖4-25do-while語(yǔ)句執(zhí)行流程圖

同樣一個(gè)問(wèn)題，既可以用while語(yǔ)句，也可以用do-while語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)，二者的循環(huán)體“語(yǔ)句組”部分相同，運(yùn)行結(jié)果也相同。區(qū)別在于：do-while語(yǔ)句是先執(zhí)行后判斷，而while語(yǔ)句是先判斷后執(zhí)行。如果條件一開(kāi)始就不滿足，do-while語(yǔ)句至少要執(zhí)行一次循環(huán)體，而while語(yǔ)句的循環(huán)體則一次也不執(zhí)行。

使用do-while語(yǔ)句時(shí)應(yīng)注意：

在使用if語(yǔ)句、while語(yǔ)句時(shí)，表達(dá)式括號(hào)后面都不能加分號(hào)“;”，但在do-while語(yǔ)句的表達(dá)式括號(hào)后面必須加分號(hào)。

do-while語(yǔ)句與while語(yǔ)句相比，更適用于處理不論條件是否成立，都需先執(zhí)行一次循環(huán)體的情況。

3)?for語(yǔ)句在函數(shù)delay()中，使用兩個(gè)for語(yǔ)句，實(shí)現(xiàn)了雙重循環(huán)，重復(fù)執(zhí)行若干次空語(yǔ)句循環(huán)體，以達(dá)到延時(shí)的目的。在C語(yǔ)言中，當(dāng)循環(huán)次數(shù)明確的時(shí)候，使用for語(yǔ)句比while和do-while語(yǔ)句更為方便。for語(yǔ)句一般格式如下：

for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；修改循環(huán)變量)

{語(yǔ)句組；//循環(huán)體

}關(guān)鍵字for后面的圓括號(hào)內(nèi)通常包括三個(gè)表達(dá)式：循環(huán)變量賦初值、循環(huán)條件和修改循環(huán)變量，三個(gè)表達(dá)式之間用“;”隔開(kāi)。大括號(hào)內(nèi)是循環(huán)體“語(yǔ)句組”。

for語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程如下：

(1)先執(zhí)行第一個(gè)表達(dá)式，給循環(huán)變量賦初值，通常這里是一個(gè)賦值表達(dá)式。

(2)利用第二個(gè)表達(dá)式判斷循環(huán)條件是否滿足，通常是關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，若其值為“真”(非0)，則執(zhí)行循環(huán)體“語(yǔ)句組”一次，再執(zhí)行下面第(3)步；若其值為“假”(0)，則轉(zhuǎn)到第(5)步循環(huán)結(jié)束。

(3)計(jì)算第三個(gè)表達(dá)式，修改循環(huán)控制變量，一般也是賦值語(yǔ)句。

(4)跳到上面第(2)步繼續(xù)執(zhí)行。

(5)循環(huán)結(jié)束，執(zhí)行for語(yǔ)句下面的一個(gè)語(yǔ)句。以上過(guò)程用流程圖表示如圖4-26所示。圖4-26for語(yǔ)句執(zhí)行流程圖

進(jìn)行C51單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)限循環(huán)也可以采用如下的for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)：for(;;)

{ 循環(huán)體語(yǔ)句組；

}此時(shí)，for語(yǔ)句的小括號(hào)內(nèi)只有兩個(gè)分號(hào)，三個(gè)表達(dá)式全部為空語(yǔ)句，意味著沒(méi)有設(shè)初值，不判斷循環(huán)的條件，循環(huán)變量不改變，其作用相當(dāng)于while(1)，構(gòu)成一個(gè)無(wú)限循環(huán)過(guò)程。

while、do-while和for語(yǔ)句都可以用來(lái)處理相同的問(wèn)題，一般可以互相代替。for語(yǔ)句主要用于給定循環(huán)變量初值、循環(huán)次數(shù)明確的循環(huán)結(jié)構(gòu)，而要在循環(huán)過(guò)程中才能確定循環(huán)次數(shù)及循環(huán)控制條件的問(wèn)題用while、do-while語(yǔ)句更加方便。

4)循環(huán)的嵌套循環(huán)嵌套是指一個(gè)循環(huán)(稱為“外循環(huán)”)的循環(huán)體內(nèi)包含另一個(gè)循環(huán)(稱為“內(nèi)循環(huán)”)。內(nèi)循環(huán)的循環(huán)體內(nèi)還可以包含循環(huán)，形成多層循環(huán)。while、do-while和for三種循環(huán)結(jié)構(gòu)可以互相嵌套。例如，延時(shí)函數(shù)delay()中使用的雙重for循環(huán)語(yǔ)句，外循環(huán)的循環(huán)變量是k，其循環(huán)體又是以j為循環(huán)變量的for語(yǔ)句，這個(gè)for語(yǔ)句就是內(nèi)循環(huán)，內(nèi)循環(huán)體是一條空語(yǔ)句。

5)在循環(huán)體中使用break和continue語(yǔ)句

(1)?break語(yǔ)句。break語(yǔ)句通常用在循環(huán)語(yǔ)句和switch語(yǔ)句中。在switch語(yǔ)句中使用break時(shí)，程序跳出switch語(yǔ)句，繼續(xù)執(zhí)行其后面的語(yǔ)句。當(dāng)break語(yǔ)句用于while、do-while、for循環(huán)語(yǔ)句中時(shí)，不論循環(huán)條件是否滿足，可使程序立即終止整個(gè)循環(huán)而執(zhí)行后面的語(yǔ)句。通常break語(yǔ)句總是與if語(yǔ)句一起使用，即滿足if語(yǔ)句中給出的條件時(shí)便跳出循環(huán)。例如執(zhí)行如下的程序段：voidmain(){inti=0，sum;sum=0;for(i=1;;i++) //設(shè)置for循環(huán)

{if(i>10)break; //判斷循環(huán)是否結(jié)束，如果滿足則退出循環(huán)sum=sum+i;}}

在循環(huán)結(jié)構(gòu)程序中，既可以通過(guò)循環(huán)語(yǔ)句中的表達(dá)式來(lái)控制循環(huán)程序是否結(jié)束，還可以通過(guò)break語(yǔ)句強(qiáng)行退出循環(huán)結(jié)構(gòu)。在循環(huán)嵌套中，一個(gè)break語(yǔ)句只能向外跳一層。

(2)?continue語(yǔ)句。continue語(yǔ)句的作用是跳過(guò)循環(huán)體中剩余的語(yǔ)句，結(jié)束本次循環(huán)，強(qiáng)行執(zhí)行下一次循環(huán)。它與break語(yǔ)句的不同之處是：break語(yǔ)句是直接結(jié)束整個(gè)循環(huán)語(yǔ)句，而continue則是停止當(dāng)前循環(huán)體的執(zhí)行，跳過(guò)循環(huán)體中余下的語(yǔ)句，再次進(jìn)入循環(huán)條件判斷，準(zhǔn)備繼續(xù)開(kāi)始下一次循環(huán)體的執(zhí)行。

continue語(yǔ)句只能用在for、while、do-while等循環(huán)體中，通常與if條件語(yǔ)句一起使用，用來(lái)加速循環(huán)結(jié)束。continue語(yǔ)句與break語(yǔ)句的區(qū)別及其執(zhí)行過(guò)程如圖4-27所示。圖4-27continue和break語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程比較循環(huán)變量賦初值；while(循環(huán)條件){……

語(yǔ)句組1；修改循環(huán)變量；

if(表達(dá)式)break;

語(yǔ)句組2；}循環(huán)變量賦初值；while(循環(huán)條件){……

語(yǔ)句組1；修改循環(huán)變量；if(表達(dá)式)continue;

語(yǔ)句組2；

下面的程序段將求出1～20之間所有不能被5整除的整數(shù)之和。voidmain(){inti=0，sum;sum=0;for(i=1;i<=20;i++)//設(shè)置for循環(huán)

{

if(i%5==0)continue;//若i對(duì)5取余運(yùn)算，若結(jié)果為0，即i能整除5，

//執(zhí)行continue語(yǔ)句，跳過(guò)下面求和語(yǔ)句，程序繼續(xù)執(zhí)

//行for循環(huán)sum=sum+i;//循環(huán)；如果i不能被5整除，則執(zhí)行求和語(yǔ)句。

}}任務(wù)3蜂鳴器的控制

1．任務(wù)要求使用單片機(jī)的輸出口控制蜂鳴器發(fā)聲。

2．硬件電路設(shè)計(jì)

9013是一個(gè)NPN的三極管，如圖4-28所示1管腳為發(fā)射極，2管腳為基極，3管腳為集電極。圖4-29為蜂鳴器實(shí)物圖。

4.3技能拓展

圖4-289013三極管圖4-29蜂鳴器

由圖4-30所示的電路原理可知，蜂鳴器的正極接電源，蜂鳴器的負(fù)極與NPN型三極管的集電極連接，三極管的基極通過(guò)電阻與單片機(jī)的P2.3引腳相連，當(dāng)P2.3輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器中有電流；當(dāng)P2.3輸出低電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器中沒(méi)有電流。通過(guò)P2.3反復(fù)輸出高低電平，高低電平之間延時(shí)一段時(shí)間，就能產(chǎn)生一定頻率的方波，使蜂鳴器發(fā)聲。圖4-30蜂鳴器控制電路

3．軟件設(shè)計(jì)

1)流程圖蜂鳴器控制流程圖如圖4-31所示。圖4-31蜂鳴器控制流程圖

2)指令代碼

(1)編寫匯編語(yǔ)言代碼。用匯編語(yǔ)言編寫的指令代碼如下：

人耳可以聽(tīng)到的振動(dòng)頻率是20～20000Hz，頻率不同所產(chǎn)生的音調(diào)也就不同。單片機(jī)通過(guò)I/0端口的引腳產(chǎn)生高低電平變化，推動(dòng)蜂鳴器振動(dòng)發(fā)出聲音，只要改變I/O端口引腳變化的頻率，就可以控制蜂鳴器的振動(dòng)頻率，產(chǎn)生不同的聲音。只需要改變DELAY子程序的延時(shí)時(shí)間，就可以改變引腳高低變化的頻率。

(2)編寫C語(yǔ)言代碼。用C語(yǔ)言編寫的指令代碼如下：

在C語(yǔ)言中，不可以直接寫P2.3，因?yàn)檫@樣的變量名不合法，我們用P2^3代替P2.3。如果要單獨(dú)對(duì)某位進(jìn)行操作，可在程序的開(kāi)頭加上位寄存器定義，例如：

sbitP2.3=P2^3;//定義位變量P2.3為P2口的第3位

sbitP1.0=P1^0;//定義位變量P1.0為P1口的第0位

sbitP2.1=P2^1;//定義位變量P2.1為P2口的第1位

sbita=P3^1; //定義位變量a為P3口的第1位

在隨后的程序中即可對(duì)這些位進(jìn)行訪問(wèn)。例如：

P2.3=1； //P2.3引腳為1 P1.0=1； //P1.0引腳為1 P2.1=0； //P2.1引腳為0 a=1； //P3.1引腳為1假如P0、P1、P2、P3口的某些位是連接到外部電路的指定引腳的，可將這些引腳名作為位名，例：假如打印機(jī)的BUSY引腳和P1.0相連，可以這樣進(jìn)行定義：

sbitBUSY=P1^0;這樣增加了程序的可讀性。

4．電路板制作

(1)準(zhǔn)備器件。按表4-5準(zhǔn)備元器件。表4-5蜂鳴器控制電路元器件清單

(2)編譯或匯編源程序C4_3.C或A4_3.ASM，生成目標(biāo)代碼文件，將目標(biāo)代碼燒錄到芯片，參照?qǐng)D4-30所示，用面包板搭接電路板如圖4-32所示。

接通電源，驗(yàn)證功能，實(shí)現(xiàn)任務(wù)3的要求。圖4-32蜂鳴器控制電路板

問(wèn)1：任務(wù)1的程序代碼寫的很長(zhǎng)，有沒(méi)有其他簡(jiǎn)單的方法呢?答：有?？刹捎醚h(huán)程序的設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)任務(wù)1的要求，方法如下：

(1)用匯編語(yǔ)言編寫的指令代碼。方法一：4.4互動(dòng)環(huán)節(jié)

分析傳送數(shù)據(jù)排列的規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，它們之間存在著后面?zhèn)魉偷臄?shù)據(jù)依次是前面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)左移一位的結(jié)果，因此我們可以用循環(huán)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這一傳送過(guò)程。方法二：

查表程序中的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是定義表格，二是查表指令的運(yùn)用。定義表格是指在“源程序”中用偽指令定義出一串常數(shù)的起始位置和排列順序，如平方表、字型碼、鍵碼表等。在匯編時(shí)匯編程序?qū)凑諅沃噶疃x的位置和排列順序自動(dòng)將其存放在指定的存儲(chǔ)單元中。所以在上面的查表程序中，用偽指令DB定義顯示模式字的排列順序和起始位置。定義格式為：

[標(biāo)號(hào)：]DB字節(jié)數(shù)據(jù)表

字節(jié)數(shù)據(jù)表可以由多個(gè)8位二進(jìn)制字節(jié)數(shù)據(jù)組成，也可以是字符串或表達(dá)式。DB表示將字節(jié)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)從左到右依次存放在由符號(hào)地址TABLE起始的地址單元中。指令表中提供了兩條專門用于查表操作的查表指令

MOVC A，@A+DPTR

MOVC A，@A+PC 其中，DPTR直接用來(lái)存放表首地址，累加器A中的內(nèi)容則用于修訂每次的查表地址；PC中存放該查表指令下一條指令的地址。采用哪條指令可以自行選擇，若采用后者要考慮對(duì)表首地址的修訂。(2)用C語(yǔ)言編寫的指令代碼。方法一：

比較程序C4_1.C和C4_5.C可以看出，順序結(jié)構(gòu)程序思路直觀，簡(jiǎn)單易讀，是初學(xué)者最容易實(shí)現(xiàn)的程序設(shè)計(jì)方法。但程序代碼較長(zhǎng)，如下類似的程序段重復(fù)出現(xiàn)了八次：

P1=0xfe; //點(diǎn)亮第1個(gè)發(fā)光二極管

delay(200); //延時(shí)每次重復(fù)時(shí)，只是送到P1口的值不同，因此可以考慮采用循環(huán)程序結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。方法二：※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※//程序名為:C4_6.C#include<reg51.h> //包含頭文件reg51.h#include<intrins.h> //包含頭文件intrins.hvoiddelay(unsignedchari); //延時(shí)函數(shù)聲明voidmain() //主函數(shù){unsignedchari，led; while(1){led=0xFE; //信號(hào)燈顯示字初值為FEH for(i=0;i<8;i++){ P1=led; //顯示字送P1口delay(200); //延時(shí)

led=_crol_(led，1);

//led循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個(gè)LED

} }}voiddelay(uns