单片机C语言编程，位操作

前面介绍了单片机为什么要用C语言编程、单片机编程要使用哪些编程环境。从本节开始介绍单片机编程的基本知识。第一节要介绍的是

单片机的位操作

位操作包含哪些操作呢？常用的有六种操作：按位与“&”、按位或“|”、按位取反“~”、按位异或“^”、左移“<<”、右移“>>”等，表格如下：

位操作表格

按位与"&"计算逻辑

按位与"&"的逻辑是输入中只要有一个0时，输出为0；输入都为1时，输出才为1。真值表格如下：

0

0

1

1

输入B

0

1

0

1

输出

0

0

0

1

按位或“|”计算逻辑

按位“|”的逻辑是输入中只要有一个1时，输出为1；输入都为0时，输出才为0。真值表格如下：

输入A

0

0

1

1

输入B

0

1

0

1

输出

0

1

1

1

按位取反(~)计算逻辑

按位取反(~)可以理解为非，即翻转，输入为0时，输出为1；输入为1时，输出为0。真值表格如下：

输入

0

1

输出

1

0

按位异或“^”计算逻辑

按位异或(^)是用来判断输入是否一致的，如果两个输入一致则为0；输入不一致则为1。真值表格如下：

输入A

0

0

1

1

输入B

0

1

0

1

输出

0

1

1

0

左移“<<”和右移">>"计算逻辑

移位操作要考虑数据是否有符号，在单片机编程时，无符号类型用的比较多，所以这里介绍无符号的移位。

无符号数据左移时，右侧补零，左侧被移走。

左移"<<"图解

无符号数据右移时，左侧补零，右侧被移走。

右移“>>”图解

按位计算的意义

前面说过，按位逻辑计算对寄存器的配置非常方便，因为寄存器是可“位”操作的，要寄存器的某位操作时，不能更改其他位的数值。

后面还会继续介绍位操作的编程实现方式。

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详解51系列单片机引脚及功能

51系列单片机有各种封装形式，这里以40引脚双列直插DIP形式的封装来进行介绍，如图1.1所示。其中正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。

图1.1　8051双列直插式的引脚配置

有些新型的单片机在引脚数量以及功能上都略有区别，但都是基于51系列单片机内核。这里介绍的内容同样适用于新型的单片机。下面介绍51系列单片机的引脚功能，这些是学习单片机程序设计必须要了解和掌握的基础知识。

❑电源引脚：主要负责单片机的供电，有两根引脚。VCC(Pin40)为正电源端，接5.0V电压;GND(Pin20)为接地端。

❑外接晶振或外部振荡器引脚：主要负责为单片机的运行提供时钟振荡器，主要有两根引脚。其中，XTAL1(Pin19)为时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端;XTAL2(Pin18)为时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。

8051单片机的时钟振荡器有两种工作方式。一种是片内时钟振荡方式，在18和19脚外接石英晶体和振荡电容，振荡电容的值一般取10～30pF。另外一种是外部时钟方式，由外部直接提供时钟源。

❑P0口：即P0.0～P0.7(Pin39～Pin32)，输入输出脚，可用于8位并行I/O口或分时复用为地址和数据总线。

P0定义为I/O口时，为准双向I/O口，需外接上拉电阻，在程序中向该端口写入1后，成为高阻抗输入口。P0口作为输出口时，每个引脚可以负载8个TTL。在外扩存储器时，可定义为低8位地址/数据线。

❑P1口：即P1.0～P1.7(Pin1～Pin8)，输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P1口内部已经具有上拉电阻，为8位准双向I/O口，能负载4个TTL;在Flash编程和校验时，定义为低8位地址线。

❑P2口：即P2.0～P2.7(Pin21～Pin28)，输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P2口内部已经具有上拉电阻，为8位准双向I/O口，能负载4个TTL;当访问外部存储器时，定义为高8位地址线。

❑P3口：即P3.0～P3.7(Pin10～Pin17)，输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P3口内部已经具有上拉电阻，为8位准双向I/O口，能负载4个TTL。

P3口每个引脚都具有第二功能。引脚P3.0(RXD)和引脚P3.1(TXD)分别为串行数据的接收和发送端口，用于串行数据传输;引脚P3.2和引脚P3.3为外部中断请求，分别用于

和

的中断输入;引脚P3.4(T0)和引脚P3.5(T1)，分别为定时器/计数器T0和T1的外部计数输入端;引脚P3.6(

)和引脚P3.7(

)用于读写单片机片外RAM存储器，分别是外部数据写选通信号和读选通信号。

❑RST(Pin9)：单片机内部CPU的复位信号输入端。在单片机的振荡器启动后，该引脚置两个机器周期以上高电平，便可以实现复位。

❑

(Pin30)：地址锁存使能端和编程脉冲输入端。

当访问外部程序存储器时，ALE引脚的负跳变将低8位地址打入锁存;而非访问内部程序存储器时，ALE引脚将有一个1/6振荡频率的正脉冲信号，该信号可以用于外部计数或时钟信号。当访问外部数据存储器(执行MOVX类指令)时，ALE引脚会跳过一个脉冲。另外，对8EH单元的特殊功能寄存器的D0位置1，可禁止ALE输出，只有在执行MOVX或MOVC类指令时，ALE才被激活，仍输出锁存有效。在执行片外程序代码时，该设定禁止ALE位无效。

❑

(Pin29)：访问外部程序存储器的读选通信号。

当单片机访问外部程序存储器，读取指令码时，每个机器周期产生2次有效信号，即此脚输出2个负脉冲选通信号;在执行片内程序存储器以及读写外部数据时，不产生

脉冲信号。

❑

(Pin31)：

为访问内部或外部程序存储器选择信号。

当8051 CPU访问外部程序存储器时，则

必须保持低电平;当

保持高电平时，则8051 CPU先从片内0000H单元开始，执行内部程序存储器程序;如果外部还有扩展程序存储器，则8051 CPU在执行完内部程序存储器程序后，自动转向执行外部程序存储器中的程序。

相关问答

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