姓名：李濤
學號：17021211100
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【嵌牛導讀】：在工程實踐中我們會遇到很多問題，很好的總結問題會提高很快，在一次次錯誤中不斷反思，梳理程序，這樣的過程會學習到很多知識，也幫助我們更好的梳理思路，在下次遇到同樣的問題時候能夠很快地解決問題。
【嵌牛鼻子】：51單片機
【嵌牛提問】：51單片機編程思路？
【嵌牛正文】：筆者在工作中實際使用過AT89C2051、AT89C51、AT89C52等51單片機，后來應用臺灣新茂、華邦等廠家的51單片機。實踐中遇到許多問題，都是書本上沒有的。我印象中，書本上的知識只有一頁插圖了，就是cpu的時序圖。最初直接用匯編寫程序，然后是C51嵌套匯編。編譯器曾用偉福系列編譯器，后來使用keil等，感覺這些編譯器大同小異。需要熟練的C語言基礎，加上單片機應用的特殊性。
本文就51單片機應用中一些常見問題作個總結，這都是我實際碰到過的，因為文章篇幅所限，這些問題遠遠不足以表達單片機的常見問題。希望對初學者有所幫助，文中不完善的地方務請指點。謝謝!
1.C51編譯器如何區分位地址和字節地址
是靠預定義實現的，比如：sfr P0 = 0x80; sbit P0_0 = 0x80;前者聲明了P0端口地址位于0x80，后者說明了P0端口的bit0，即P0.0位于位地址空間0x80處。這2個0x80具有完全不同的含義，靠關鍵字sfr和sbit來區別。這樣當程序被編譯時，編譯器會依此編譯成相應的匯編語言。例如：
C51語句： P0 = 1;
P0聲明為sfr，因此編譯成：mov 80h，01h，將把0x01數據送入0x80單元，由于0x80單元物理上對應P0端口，因此，P0.0腳將輸出高電平(其實是呈現高阻態，P0口獨有的)，其他.1-.7腳輸出低電平。
C51語句： P0_0 = 1;
P0_0聲明為sbit，因此編譯成：setb 80h，這將把位地址空間的0x80地址的bit的值置1。這個位正是P0口的bit0，執行后，P0.0將輸出高阻態。而P0.1-.7不會變化。
2.C51為什么要嵌套匯編
51單片機一個顯著優點就是指令執行時間固定，因此可以適應時序要求嚴格的場合。例如符合ISO7816協議的cpu卡的讀寫，對時序要求比較嚴格。其實就是用io腳做出來的同步半雙工串口。支持cpu卡的程序一般比較龐大，需要用c51來組織，但是由于c編譯的不確定性，必須把底層程序封裝成匯編語言模塊嵌入到工程中。這就帶來幾個問題：如何聲明函數、參數如何傳遞等。限于篇幅，不能說得很細。下面舉例：
匯編程序單獨保存一個文件，加入到工程中，函數如下：
_proc_a:
mov a, r7
inc a
mov r7, a
ret
用c語言在.h文件中聲明： extern unsigned char proc_a(unsigned char val);
調用時形如： retvalue = proc_a(0x11);
說明：
a：匯編程序如果帶參數，則需要在匯編程序前多加一個下劃線。而聲明它的地方不用加(偉福編譯器這么要求的)。
b：函數的形參中第一參數用R7傳遞，函數返回值用R7返回，這是C51的通用規范。其他參數都有相應規定。函數可以返回一個位，用psw的c位返回。
c：上面的語句，執行順序是把0x11給R7，然后跳轉子程序，子程序將它加1后送回。
d：函數跳轉到匯編程序時，本區的R0-R7，A，B，PSW，DPTR等寄存器可以供子程序使用，不必考慮調用后是否要恢復這些常規資源。上例中，A的值被函數使用了，編程者不必恢復調用前的值。
3.51單片機的P0口特殊之處
許多新手都碰到這個問題，其實很簡單，這涉及到芯片的io腳是怎么做出來的。這對硬件工程師來說十分重要。TTL的io腳模型：
P1，P2，P3口都可以理解成左圖，注意vcc下面有個電阻，因此可以理解成：引腳輸出1的能力弱。地那邊沒有電阻，可以理解成引腳吸入電流能力強。而P0口，可以理解成右圖。這就是集電極開路輸出，也叫OC輸出。可以看出，當CTR=1時，三極管導通，引腳被接地;當ctr=0時，三極管截止，引腳浮空，也叫三態。這個端口這么做的目的是考慮P0口肩負讀寫數據和地址復用，這個關系要仔細看懂cpu時序圖。因此，P0口要加合適的上拉電阻，絕不要加下拉電阻。上拉電阻的選擇要看外部負載情況。
4.P1-3口如何輸入輸出
從上節的左圖可以看出。做輸出時，ctr=1則輸出強信號0，ctr=0則輸出弱信號1。當io腳做輸入時，應使ctr=0，這樣三極管截止。外部信號如果是1，則上拉電阻加強了這個1，單片機就會讀到1。當外部信號為0時，注意，必須將上拉電阻的上拉作用全部抵消，才能在引腳上得到0。
因此，對于程序來說，把io腳置1就處于接收狀態，當然也是輸出1狀態。程序置io口為1，讀取的信號是不是1就依靠外部電路了，如果外部電路沒有“吃掉”上拉電阻的電流，則讀取得到1，反之，雖然程序置io腳為1，但是讀取得到的就是0。
因此，如果用io腳的高電平驅動外部電路時，要小心外部電路把這個1“吃掉”從而輸出不了1。而作為輸入時，為0電平的外設必須足夠有能力將io腳拉低。所以，用io腳直接點亮led的時候，最好用反邏輯，就是輸出0，讓led亮。這樣能保證驅動能力。就是io腳接led的負端，led的正端過電阻接vcc。
因此，io腳輸出1時，外部電路將它強行接地是沒有關系的，而io腳輸出0的時候，外部電路強行接電源就會把io腳損壞。所以，程序加電之后，一般把所有io口都寫成1：MOV P0，0FFH。
P3口引腳復用，必須引腳都處于輸出1狀態。例如，把RXD腳輸出0，則它什么數據都讀不進來了，筆者早期曾調試一整天才發現串口收不到數據是沒有把RXD置1的原因，把時間都浪費在外圍了，當時很是汗顏。
5.有關晶振
單片機的晶振在內部可以簡化成一個反向器。當晶振輸入腳XI剛過坎壓、被認為是1的一瞬間，輸出腳XO就輸出0，這個0會帶動晶振使XI電壓下降，當降低到坎壓被認為是0的一瞬間，輸出腳XO就輸出1。這樣周而復始。
因此，用示波器觀察正常工作的晶振輸入腳XI時，得到的是一個不高不低的近似水平線。而XO則是幅值很大的正弦波。測量晶振輸入腳XI時，示波器表筆要打在X10檔上，否則，表筆就能把晶振弄停。
因此布線時，晶振輸入腳XI要盡量靠近晶振，而XO腳可稍遠。同時XO具有一定的驅動能力，某些芯片可以用它驅動其它時序電路(不推薦這么做，因為系統可靠性下降)。
