单片机就是一个小的计算机，不过他没有计算机那么好，方便的输入输出设备，计算机的输入设备就是鼠标，键盘等，方便的很，输出设备就是显示器，将输出非常清晰的显示在屏幕上。但是单片机的输入输出都是他的引脚，需要通过编程控制。

       单片机和PC机相同的地方就是都有CPU(我把单片机的微控制器核也叫CPU)，内存（单片机的ROM，RAM，FLASH等），时钟系统，中断系统，定时器等等。

      一， 单片机最小系统就是单片机能够运行起来的必要条件：


   1.电源 2.晶振 3.复位电路  没有电源就没有能源，就不能工作；没有晶振，就没有时钟电路，就没有节拍，指令就不能按一定的步调运行；没有复位电路，单片机就很不可靠，会出现“死机”、“程序走飞（PC）”等现象。

   

   二，一些重要概念

    1. 我们对单片机编程不过就是设置单片机内部的寄存器和端口引脚以便输出高低电平控制其他（连接在单片机上）器件而已。

    2. 编程中最重要的是1：配置时钟，2：配置IO口，3：配置复位方式，看门狗设置等等

       次要的是：中断（外部，定时器，串口），串口，ADC，XRAM读写，内部FLASH等。   


    3. 1个机器周期 =12个时钟周期（晶振的振荡周期）   


    4. while(1);让单片机一直工作，等待中断！防止程序跑飞等。

    5. 51单片机共111条汇编指令，
7种寻址方式：

1.立即寻址 MOV A,#01H

2.直接寻址 MOV A,20H

3.寄存器寻址 MOV A,R3(A,B,Cy,DPTR)



4.寄存器间接寻址 MOVA，@R0  R1

5.变址寻址 MOVC  A, @A+DPTR

6.相对寻址 SJMP   rel; （PC）←（PC） + 2（指令长度） +  rel

7.位寻址 位寻址是直接寻址方式的一种，其特点是对8位二进制数中的某一位的地址进行操作。

MOV 00h，C，MOV  20H.0, C  ,PSW.6

 

     6. XRAM（分内外）读写 

      1> XBYTE[address]=data   写数据

         data=XBYTE[address]   读数据；


   2>char xdata *mydat;
      ......
      mydat=(char xdata*)0x0030;
      *mydat=31;
   3>汇编方式

	mov dptr,#1000h
	mov a,#55h
	movx @dptr,a

      7.  读端口信号是必须先向端口写“1”，然后再读，这就是单片机口信号的准双向的含义。切记！

      8.  模拟输入或数字I/O，推挽（强）或漏极开路输出（IO，inout）


 

9. 一些寄存器默认设置即可，配置了可能会有警告。usb clock.clksel=1  10. Keil C 里面Lib库文件的生成与调用，可以自己做lib。

11. ram高128位只能间接寻址。idata,一些人可能没有用到idata，发现data不够用。

12 1s=1000ms=1000000us=1000000000ns.

13.
x M晶振定时 y ms: TH1 = (65536 - (x/12)*y*1000) / 256;     TL1 = (65536 - (x/12)*y*1000) % 256;16位的哦，亲！

假设C8051F020单片机的晶振是22114800Hz，测每秒计22114800个数 经过12分频后，每秒计22114800÷12=1842900个数，如果设置计数器初值是 0xfe90（即十进制65165），则需要计的数的个数为65535-65165=360，那么定时器的 时间为(360÷1842900)(S)≈0.195ms,即0.2ms。

#define uchar unsigned char

#define uint  unsigned int

#define ulong unsigned long #define bool  bit


 


#include<C8051F330.h>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define ulong unsigned long //引脚定义

sbit In1= P0^3; sbit In2= P0^7; sbit In3= P1^3; sbit In4= P1^7; sbit Out1= P0^3; sbit Out2= P0^7; sbit Out3= P1^3; sbit Out4= P1^7;

//----------------------------------------------------------------------------- //功能：延时 //入口参数：yc //出口参数：无 //-----------------------------------------------------------------------------

void delay(uint time)

{

  while(--time);

}

//----------------------------------------------------------------------------- //功能：单片机C8051F330初始化 //入口参数：无 //出口参数：无 //-----------------------------------------------------------------------------

void Mcu_Init(void) { 

  PCA0MD&=~0x40;                 //禁止内部看门狗  

  OSCICN = 0x83;                 //内部振荡控制寄存器,使能H-F,八分频  

OSCICL = 0x00;                 //期望输出频率也是24.5MHz

  CLKSEL = 0x00;                  //系统时钟取自内部高频振荡器  

RSTSRC = 0x04;                 //检测到时钟丢失时允许系统复位

}

 

 

//----------------------------------------------------------------------------- //功能：MCU I/O口配置 //入口参数：无 //出口参数：无 //-----------------------------------------------------------------------------

 

void PORT_Init (void) {    

P0MDOUT  = 0x88;                         //P0.3,P0.7推挽输出   

P1MDOUT  = 0x88;                  //P1.3,P1.7推挽输出   

XBR0     = 0x00;  

  XBR1     = 0x40;                  //使能交叉开关和弱上拉 }

//----------------------------------------------------------------------------- // 功能：所有设备初始化 //----------------------------------------------------------------------------- // 入口参数：无 // 出口参数：无 //-----------------------------------------------------------------------------

 

void Init_Device (void) {   

Mcu_Init();   

PORT_Init();

} void main() {

     Init_Device();     

delay(10);          

     while(1){            }

 

}

        这是我大二做某实验室管理员,为了方便自己管理整理,都是一些51单片机的小作品，适合给刚学完51单片机的新手练手！

              时间好快，目前我已经研二了，没有想到底下会有这么多评论，谢谢各位学弟学妹捧场！我在这统一回复，这些是我总结的可以用来练手的关于51单片机的小项目，不过我自己没有做过，真的没有资料。          

一目录

1基于51单片机的火灾温度烟雾报警器

2基于51单片机的声光电子琴

3基于51单片机的音乐喷泉

4基于51单片机的智能温控风扇

5基于51单片机的超声波测距

6基于51单片机的无线温湿度控制系统设计

7基于51单片机脉搏心率计

8.基于51单片机led音乐频谱

9.基于51单片机的智能充电器

10.基于51单片机的贪吃蛇游戏

11.基于51单片机的电子秤

12.基于51单片机的视力保护器

13.基于51单片机防人水位检测报警系统

14.基于51单片机的声光控制器设计

15.基于51单片机的红外计数器

16.基于51单片机的自行车码表设计

17.基于51单片机的计算器的设计

18.基于51单片机的酒精浓度测试仪设计

19.基于51单片机的智能台灯设计

20.基于51单片机的卫星定位

21.基于51单片机防尘PM2.5灰尘设计

22.基于51单片机的无线音乐门铃

23基于51单片机的短信收发控制器

24.基于51单片机的智能插座定时开关设计

25.基于51单片机的4*4*4单片机的光立方设计

 

二.作品参考图

 

1基于51单片机的火灾温度烟雾报警器

 



 

 

 

 

2基于51单片机的声光电子琴

 

 



 

 

3基于51单片机的音乐喷泉



 

 

 

 

4基于51单片机的智能温控风扇



 

 

 

 

5基于51单片机的超声波测距



 

 

6基于51单片机的无线温湿度控制系统设计



7基于51单片机脉搏心率计



8.基于51单片机led音乐频谱



9.基于51单片机的智能充电器



10.基于51单片机的贪吃蛇游戏



11.基于51单片机的电子秤



12.基于51单片机的视力保护器



13.基于51单片机防人水位检测报警系统



14.基于51单片机的声光控制器设计



15.基于51单片机的红外计数器



16.基于51单片机的自行车码表设计



17.基于51单片机的计算器的设计



18.基于51单片机的酒精浓度测试仪设计



19.基于51单片机的智能台灯设计



20.基于51单片机的卫星定位



21.基于51单片机防尘PM2.5灰尘设计



22.基于51单片机的无线音乐门铃



23基于51单片机的短信收发控制器

 



24.基于51单片机的智能插座定时开关设计



 

25.基于51单片机的4*4*4单片机的光立方设计



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一部分。单片机简介

MSC-51单片机指以8051为核心的单片机，由美国的Intel公司在1980年推出，80C51是MCS-51系列中的一个典型品种；其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。

单片机：在一片集成电路芯片上集成微处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机（single chip Microcomputer）也叫微控制器（MCU）。

CPU（ Central Processing Unit ）：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；

RAM（ Random-Access Memory ）：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；

ROM （Read-Only Memory）：用以存放程序、一些原始数据和表格；

I/O（input/output）口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；

T/C (timer/counter)：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；

 数字电路中只有两种电平：高和低

单片机为TTL电平： 高 +5V      低 0V

RS232电平：计算机的串口   高 -12V     低+12V

所以计算机与单片机之间通讯时需要加电平转换芯片max232等其他芯片

数字电路的点评特性据定了他只能用二级制：

二进制逻辑运算，与或非和异或

数据类型：

因为51单片机是8位的，所以他的数据类型一般用unsigned char 



第二部分。引脚简介

1.  电源引脚：Vcc （40脚）：电源端，接+5V电源。

Vss(Gnd) （20脚）：接地端，接+5V电源地端

2. 外接晶体引脚：XTAL1和XTAL2

89C51内部有一个振荡器和时钟产生电路。

XTAL1（19脚）：   片内振荡电路反相放大器输入

XTAL2（18脚）：片内振荡电路反相放大器输出 当采用内部时钟时,片外连接石 英晶体和微调电容，产生原始 的振荡脉冲信号。

采用外部时钟时, XTAL1输入 外部时钟脉冲信号, XTAL2悬空.

3. 控制信号引脚：RST、ALE、PSEN、EA

RST (9脚) : 复位信号输入端，高电平有效。

          保持两个机器周期高电平时,完成复位操作。

ALE/PROG (30脚) :

地址锁存允许输出端/编程脉冲输入端

正常时,连续输出振荡器频率的1/6正脉冲信号。

访问片外存储器时：

作为锁存P0口低8位地址的控制信号。

对8751片内 ROM编程写入时：作为编程脉冲输入端。

PSEN (29脚): 外部程序存储器读选通输出信号

访问片外ROM时,输出负脉冲作为读ROM选通.

常连接到片外ROM芯片的输出允许端（OE）作外部ROM的读选通信号。

EA/Vpp (31脚):

外部程序存储器地址使能输入/编程电压输入端.   平常,接“1”时，CPU访问片内4KB的ROM，当地址超4KB时，自动转向片外ROM中的程序。当接“0”时，CPU只访问片外ROM。 第2功能Vpp              对8051编程时，编程电压输入端。

4. 输入/输出端口引脚 P0、P1、P2、P3

4个8位的并行输入/输出端口，共32个引脚。作为通用输入/输出端口

通用输入/输出端口

     准双向口:  作输入时要先对锁存器写“1”。默认启动初始化为高电平

P0端口（P0.0—P0.7，第39—32脚）：

      漏极开路的准双向口, 内部没有上拉电阻，为搞阻状态，不能正常输出高低电平，做I/O时需要接上拉电阻（10K）

P1端口（P1.0—P1.7，第1—8脚）：

      内部带上拉电阻的准双向口,在做输入时要先1

P2端口（P2.0—P2.7，第21—28脚）：

      内部带上拉电阻的准双向口,与P1相似

P3端口（P3.0—P3.7，第10—17脚）：

      内部带上拉电阻的准双向口,做I/O时与P1相似，另外有第二功能

P3口的第二功能



 

写在前面：

本想将该设计全部开源，无奈理想丰满现实骨感，笔者不得不为五斗米折腰，为了小公主奶粉钱，已将全部源码设计资料和焊接成品挂在了某宝：
https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=626621440543

 

一、系统方案

手机APP通过ESP8266 WIFI模块与51单片机通信控制LED灯的开关。下位机由单片机、ESP8266模块和LED灯组成，上位机由Android手机APP承担。我们在APP上发送LED灯的开关控制指令，ESP8266将收到的数据发送给单片机，从而实现对LED灯进行开关控制。



 

设计好的实物是这个样子：



二、硬件设计

ESP8266模块作为一个透传模块使用，RXD、TXD分别连接51单片机的TXD和RXD，VCC和CH_PD管脚接3.3V电压，GND接地，只需要连接这些管脚，ESP8266模块就可以正常工作了。在单片机P2口上连接了三个5mm的LED灯，分别是红黄蓝三种颜色，我们的目的是通过手机APP上的开关控制着三个LED灯的亮灭。



ESP8266实物管脚图



三、单片机软件设计

硬件的连接不复杂，接下来主要是单片机和手机APP代码的编写。

单片机代码主要是串口初始化、串口中断和ESP8266的初始化。首先是串口初始化：

        TMOD=0x20;		//定时器1工作在方式2
	TH1 = 0xfd;		//波特率9600
	TL1 = 0xfd;
	SM0=0;                  //串口工作在方式1
	SM1=1;
	EA = 1;			//开总中断
	REN = 1;		//使能串口
	TR1 = 1;		//定时器1开始计时

然后是ESP8266初始化：

        delayms(1000);                        //延时
	sendString("AT+CWMODE=2\r\n");        //设置ESP8266工作在AP模式下
	delayms(1000);	
	sendString("AT+CIPMUX=1\r\n");        //允许多连接
	delayms(1000);	
	sendString("AT+CIPSERVER=1\r\n");     //建立服务器
	delayms(1000);	
	ES = 1;				      //esp8266初始化之后开串口中断

贴上51单片机负责串口发送的两个函数：

//发送一个字节
void sendChar(uchar a)
{
	SBUF = a;
	while(TI==0);
	TI=0;
	
}

//发送字符串
void sendString(uchar *s)
{
	while(*s!='\0')
	{
		sendChar(*s);
		s++;
	}
		
}

在串口中断中处理接收到的数据：

1：打开红色灯    2：关闭红色灯

3：打开黄色灯    4：关闭黄色灯

5：打开蓝色灯    6：关闭蓝色灯

esp8266在收到数据并转发给单片机时的数据格式：+IPD,<client号>,<收到的字符长度>:收到的字符，比如+IPD,0,5:hello，其中+PID是固定的；0代表的是TCP客户端编号，esp8266最多支持5个客户端同时连接，也就是说客户端编号是0到4，在本设计中由于只有一个客户端与esp8266相连，所以客户端编号是0；5代表收到的字符长度；hello是收到的字符。在本例中esp8266发送给单片机的数据是+IPD,0,1:1，我们把接收到的字符串缓存到字符数组中，所以在处理收到的数据逻辑中，首先判断是否是以'+'开始的，否则视作无效数据，然后判断数组中的第十个数据，因为第十个数据才是上位机发送过来的数据。

void uart() interrupt 4
{
    if(RI == 1)   
    {
        RI = 0;     //清除串口接收标志位
	receiveTable[i]=SBUF;
	if(receiveTable[0]=='+')
	{
		i++;
	}
	else
	{
		i=0;
	}
	if(i==10)
	{
		i=0;
		switch(receiveTable[9])
		{
			case '1':
				RedLED=0;
				break;
			case '2':
				RedLED=1;
				break;
			case '3':
				YellowLED=0;
				break;
			case '4':
				YellowLED=1;
				break;
			case '5':
				BlueLED=0;
				break;
			case '6':
				BlueLED=1;
				break;
		}
	}
    
  }
}

 

四、Android APP软件设计

 

Android APP是借助Android Studio来开发的，界面比较简单，通过编辑框输入esp8266的IP地址和端口号，esp8266默认的IP地址是192.168.4.1，端口号是333，这些都可以通过AT指令进行修改。布局页面的xml代码我们就不贴了，熟悉Android开发的读者很快就能根据截图编写出来，放上一个APP界面的截图：



我们主要看一下逻辑代码部分：

首先是控件的初始化和按钮点击事件回调的绑定

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mBtnConnect = (Button) findViewById(R.id.btn_connect);
        mEtIP = (EditText) findViewById(R.id.et_ip);
        mEtPort = (EditText) findViewById(R.id.et_port);
        mBtnRedOn = (Button) findViewById(R.id.btn_red_on);
        mBtnRedOff = (Button) findViewById(R.id.btn_red_off);
        mBtnYellowOn = (Button) findViewById(R.id.btn_yellow_on);
        mBtnYellowOff = (Button) findViewById(R.id.btn_yellow_off);
        mBtnBlueOn = (Button) findViewById(R.id.btn_blue_on);
        mBtnBlueOff = (Button) findViewById(R.id.btn_blue_off);
        mBtnConnect.setOnClickListener(this);
        mBtnRedOn.setOnClickListener(this);
        mBtnRedOff.setOnClickListener(this);
        mBtnYellowOn.setOnClickListener(this);
        mBtnYellowOff.setOnClickListener(this);
        mBtnBlueOn.setOnClickListener(this);
        mBtnBlueOff.setOnClickListener(this);

    }

按钮的点击回调方法：

    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.btn_connect:
                //连接
                if (mSocket == null || !mSocket.isConnected()) {
                    String ip = mEtIP.getText().toString();
                    int port = Integer.valueOf(mEtPort.getText().toString());
                    mConnectThread = new ConnectThread(ip, port);
                    mConnectThread.start();
                }
                if (mSocket != null && mSocket.isConnected()) {
                    try {
                        mSocket.close();
                        mBtnConnect.setText("连接");
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                break;
            case R.id.btn_red_on:         //开红灯
                if (out != null) {
                    out.print("1");
                    out.flush();
                }
                break;
            case R.id.btn_red_off:        //关红灯
                if (out != null) {
                    out.print("2");
                    out.flush();
                }
                break;
            case R.id.btn_yellow_on:
                if (out != null) {
                    out.print("3");
                    out.flush();
                }
                break;
            case R.id.btn_yellow_off:
                if (out != null) {
                    out.print("4");
                    out.flush();
                }
                break;
            case R.id.btn_blue_on:
                if (out != null) {
                    out.print("5");
                    out.flush();
                }
                break;
            case R.id.btn_blue_off:
                if (out != null) {
                    out.print("6");
                    out.flush();
                }
                break;
        }
    }

 

负责连接esp8266的线程：

private class ConnectThread extends Thread {
        private String ip;
        private int port;

        public ConnectThread(String ip, int port) {
            this.ip = ip;
            this.port = port;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                mSocket = new Socket(ip, port);
                out = new PrintStream(mSocket.getOutputStream());
                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        mBtnConnect.setText("断开");
                    }
                });
                new HeartBeatThread().start();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "连接失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                });
            }
        }
    }

本文完！