原创 【博客大赛】MCU之心路分享--keil 4，C语言 及电子基础（一）

       写下这篇有关于keil 4安装，po 解，使用，C语言基础及电子基础的博文，目的只有一个：让像本人当初完完全全不懂单片机一样的自学者，能省时，快速使用keil 4，认识一些C语言和电子基础的知识，至于非菜鸟完全不用浪费时间往下看此博文！

      说实话，记得当初本人刚开始自学单片机时，keil 4安装，**和工程建立整整用了两天，还是没有搞定，真真是够打击初学者内心的啊! 最后不得已，请教了一位半懂非懂的学姐，麻烦了人家半天才搞定！可问题是某天不小心卸载了，还是不会安装，现在想想，本人当初真是笨得一塌糊涂呀！话说，若是当初早认识xymb，跟他混熟，多省事呀，可惜当初他为情所伤，一心扎堆于MCU的世界，完全不染外面的花花世界呀！嘿嘿,,,,,,,,,,

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       总所周知，keil方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具等优点，几乎成为步入MCU，不二之选的最佳开发平台，所以学习单片机就必须去了解keil 的安装，**以及使用！                            

一）Keil μVision4安装详细图解和**方法       

         第1步：双击Keil μVision4图标，运行安装程序，

  

        第2步：按照软件安装提示，一直单击Next键，会出现下图安装过程图，直到图1页面出现，单击“Finish”按键即可完成安装

                               图 1—1

 

  第3步：双击运行安装好的keil uVision4，进入keil uVision4的集成编程环境

 

   第4步：开始**，单击选择菜单“File”-->“License Management”（图1—2） 将弹出下图1—3的界面；复制CID号，粘贴到第5步中的**软件中             

                                                              图 1—2

                                                                图 1—3

    第5步：运行如下图1—4，**软件，将出现图1—5界面；把上一步复制的CID号粘贴图1—5 CID中相应位置，然后点击“Generate”按键，然后复制产生的序列号，粘贴到第4步中图1—3 的LIC输入框中，然后点击右侧的AddLIC，即可。                              

                                                                   图 1—4               

                                   图1—5

第6步：出现如下图1--6红框所示的License项后，表示keil 4软件已成功**，即可使用

              

                               图1—6 

二）keil 4的使用（工程建立过程）及常用基本按钮的介绍

   

     第1步：双击，打开keil 4，选择Project→New uVision Project菜单项，如图2-1所示。       

                                                             图2—1  新建工程

第2步：选择工程保存路径，本人保存于F盘下的“MCU”工程文件夹，然后再文件名输入框，输入工程名（lesson1），如图2-2所示，然后单击【保存】按钮。    

                         图2-2  保存工程     

     接着会弹出如图2-3所示对话框，要求用户选择单片机型号，麦光电子实验板为STC89C52芯片，而在对话框中找不到该型号，但51系列内核具有通用性，所以可选Atmel的AT89C52,或者AT89S52，然后点击【OK】按钮。    

     接着会弹出如同2-4所示启动代码选择对话框，选择【否】按钮即可，至于原因，本人认为初学者不必深究，若读者实在对启动代码感兴趣，可以自己去查阅有关资料！       

                        图2-4启动代码选择对话框

     然后会出现图2-5界面。

                              图2-5 选择单片机型号后界面

第3步： 在图2-5基础上，选择File→New菜单项新建工程，如图2-6所示 

   接着出现 图2-7所示，此时新建文件与刚才新建的工程没有直接联系，单击图标

 

                                                   图2-7  添加文件后的页面 

      接着在【文件名（N）】输入框里，输入要保存的文件名（lesson.c），同时必须输入扩展名。千万注意： 若用C语言编程，则扩展名为.C，若用汇编编程，则为.asm，然后单击【保存（s）】按钮。

      

                                                           图2-8 保存页面

 第4步： 回到编程页面单击“Target”前的“+”号，选中“Source Group1”并右键单击，弹出所图2-9所示对话框，选中“Add Files to Group ‘Source Group 1”菜单项，接着弹出一对话框，选中上面所保存的文件（即“lesson1.c”），之后单击“Add”按钮添加文件，最后单击“Close”按钮关闭此对话框。     

                                                图2-9     把文件加入工程的菜单        

加入文件后，工程编辑页面如图2-10所示， 此时“Target 1”文件夹下的“Source Group 1”文件夹下多了一个 “lesson1.c”的C文件，此时keil工程已经成功建立。

                       

  图2-10  文件已加入工程页面

 

      通过以上4个步骤，本人相信对于初学者来说，keil工程的建立已经不是问题，下面再大概了解keil中一些常用基本按钮，如图2-11所示。

 

     

                         图2-11 keil基本按钮介绍图

1) 编译当前操作的文件。

2) 只编译修改过的文件，并生成用于下载到单片机中的hex文件。

3) 编译工程中所有的文件，并生成用于下载到单片机中的hex文件。现阶段，主要用该按钮。

4) 用于打开“Target Options”对话框，打开的对话框如图2-12所示，并在晶振选项框中填11.0592，接着选择“Output”选项卡，并在“Create HEX File”前复选框中打勾，别的暂时不需要了解。

 

                    图2-12 设置Options for Targer对话框参数

5) 注释选中行，

6) 删除选中行前的注释。

7) keil软件进入仿真，

8) 进入“Configuration”对话框，该对话框主要用来设置字体的大小、颜色，TAB键的缩进等，读者可根据图1-13注释自己设置。

                       图1-13  Configuration对话框

  

9) 表示已经生成了可以下载到单片机中的HEX文件了。

10) 表示所编写的程序是“0 Error”(0错误)。

11) 编写的代码为“0 Warning”(0警告)，编写程序时，警告是可以有的，但一定明白该警告的来龙去脉。

 

      以上为keil中常用的按钮，也不必去记住或者背熟它，以后用到的时候，自然而然的就熟了。

 

   三）C语言简介    

      学习单片机就必须学通C语言，这是一种使命，没有任何理由去拒绝！

 

3.1  C语言的循环结构

C语言中的三大循环形式分别是while循环、do…while循环和for循环

1.while循环：执行循环之前，先判断条件的真假，若为真，则执行循环体，为假则循环结束。

while(条件表达式)

{

      语句;

}

2.do…while循环：先执行一次循环体，再判断条件真假，若真则继续执行循环体开始循环，为假则结束循环。

do

{

       语句;

}

while(条件表达式);

3.for循环：先求解表达式1，再判断表达式2的真假，若为真，则执行for循环的内嵌语句，再执行表达式3，第一次循环结束。(若为假，则整个循环结束，执行for循环之后的语句)第二次循环开始时不再求解表达式1，直接判断条件表达式。

for(表达式1;表达式2;表达式3)

{

    语句;

         }

单片机中，只需注意两点

    while(1)等价于for(;;)。

a) for循环的三大建议。

1.建议for语句的循环控制变量的取值采用“半开半闭区间”写法。原因在与这种写法比“闭区间”直观，如表3-3所示。

表3-3 for循环区间写法区别

 

半开半闭的写法	闭区间写法
for(i = 0; i < 10; i++) {      语句; }	for(i = 0; i <= 9; i++) {     语句; }

2.在多重循环中，将最长的循环放在最内层，最短的循环放在最外层，以减少CPU跨切循环层的次数。

表3-4 for循环层写法区别

 

长循环在最内层（效率高）	长循环在最外层（效率低）
for(i = 0; i < 10; i++) {     for(j = 0; j< 100; j++)     {          语句；     } }	for(j = 0; j< 100; j++) {       for(i = 0; i< 10; i++)      {            语句；       } }

3.不能在for循环体内修改循环变量，防止循环失控。

for(iVal = 0; iVal < 10; iVal++)

{

     …

     iVal = 6; //千万不可修改，可能违背了自己意愿喔！

}

 

 3.2 switch-case语句

       Switch-case语句是一种非常重要的多分支结构语句，使用方式及执行效果上比if…else语句更加高效，又因为switch条件表达式为常量，为确定值，所以会根据确定值来执行特定条件，而无需再去判断其他情况。这种特殊的结构，本人提倡读者在自己的程序中尽量采用switch而避免过多使用if…else结构。

       使用switch需注意：

       1，不能少break，否则麻烦重重（除非有意使多个分支重叠）；

       2，不能少default分支，不要认为画蛇添足，即使不需要，也应保留，别让人家误解为你是SB。

 

3.3变量作用域

 C语言中的每一个变量都有自己的生命周期和作用域，作用域是指可以引用该变量的代码区域，生命周期表示该变量在存储空间存在的时间。根据生命周期来划分，C语言变量可分为两类：全局变量和局部变量。

1.全局变量

全局变量在函数外部定义，其作用域为当前源程序文件，即从定义该变量的当前行开始，直到该变量的源程序文件的结束，在这个区间内所有的函数都可以引用该变量。

2.局部变量

局部变量为定义在函数内部的变量，其作用域仅限于函数或者复合语句内，离开该函数或复合语句后将无法再引用该变量。注意，这里所说的复合语句指包含在“{、}”内的语句，例如if(条件a){ int a = 0;}在该复合语句中变量a的作用域为定义a的那一行开始到大括号结束。

3.4 变量的存储类别

1. auto自动变量，默认的存储类别，根据变量的定义位置决定变量的生命周期和作用域，如果定义在函数外，则为全局变量，定义在函数或复合语句内，则为局部变量。C语言中如果忽略变量的存储类别，则编译器自动将其存储类型定义为自动变量。

2. extern外部变量（全局变量）：该关键字扩展全局变量的作用域，让其他文件中的程序可以引用该变量，并不会改变改变量的生命周期。

3. register寄存器变量：此类别的变量会被优先分配到寄存器中，通常一些循环因子会被分配成寄存器变量。

4.   static静态变量：用于限制作用域，无论该变量是全局还是局部变量，该变量都存储在数据段上。静态全局变量的作用域仅限于该文件，而静态局部变量的作用域限于定义该变量的复合语句内。静态局部变量可以延长变量的生命周期，其作用域没有改变，而静态全局变量则的生命周期没有改变，但其作用域却减小至当前文件内。

 

3.5 关于注释

     注释是程序可读性和可维护性的基石，漂亮的程序都离不开标准规范的注释！

注释的基本要求总结：

规则1：注释应当准确、易懂，防止有二义性。错误的注释不但无益反而有害。

规则2：边写代码边注释，修改代码同时修改注释，以保证注释与代码一致性。

规则3：注释是对代码的“提示”，而不是文档。程序中的注释应当简单明了，注释太多了反而会让人眼花缭乱。

规则4：一目了然的语句不加注释。例如：i++; /* i加1，有意思吗？？ */

规则5：对于全局数据（全局变量、常量定义等）必须要加注释。

规则6：注释强烈推荐用英文，尽量避免在注释中使用缩写，特别是不常用的缩写。

规则7：注释的位置应与被描述的代码相邻，可以与语句在同一行，也可以在上行，但是不可放在下方。同一结构的注释要对齐。

规则8：当代码比较长，特别是有多重嵌套时，应当在一些段落的结束加注释，便于阅读。

规则9：注释的缩进要与代码的缩进一致。

规则10：注释代码段时应注重“为何做（why）”，而不是“怎么做（how）”。

说明怎么做的注释一般停留在编程语言的层次，而不是为了说明问题。尽力阐述“怎么做”的注释一般没有告诉我们操作的意图，而指明“怎么做”的注释通常是冗余的。

规则11：数值的单位一定要注释。例如长度是毫米还是米。

规则12：对变量的范围给出注释。

规则13：对一系列的数字编号给出注释，尤其在编写底层驱动程序的时候（比如管脚编号）。

规则14：对于函数的入口出口数据给出注释。这个在讲解函数的时候，笔者计划详细讲解。

 

 四）电子基础

      关于电子基础这东西实在是太多太多了，但说数字和模拟电路基础就已是博大精深了啊！之所以要写电子基础，就是想简单提下一些最基本的东西，为学习单片机储蓄点基础吧！

      1.掌握两种电平：高电平、低电平。

           TTL电平：高电平为5V，低电平：0V。

           串口RS232：高电平：-12V，低电平：+12V。

      所以单片机与PC机通信需要电平转换芯片，例如麦光电子MGMC-V1.0实验板单片机上方有一颗黑色的IC，那就是电平转换芯片。

      2.二进制、十进制、十六进制。

          二进制：0， 1；         逢二进一；      

          十进制：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；       逢十进一；

          十六进制： 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，A，B，C，D，F；    逢十六进一；

       二进制书写前需加0b，十六进制需加0x；

       十六进制数是和四为一，就是4个二进制组成一个十六进制数，于是它的每一位有0b0000~0b1111共计16个值。这三个数之间对于关系见表3-1所示。

       

     3.二进制的逻辑运算，又称之为布尔运算。无论C语言中，还是数字电路中，逻辑运算不可缺。在逻辑范畴中，只有“真”和“假”，对于到数字电路、C语言中，“0”为“假”，“非0”为真，注意：不要理解为只有1是“真”，2、3、100也是真。

（1）逻辑运算（是按整体运算），通常叫做逻辑运算符。

      &&（and）：逻辑与，只有同为真时才为真，近似于乘法。

      ||（or）：  逻辑或，只有同为假时才为假，近似于加法。

      ！（not）：  逻辑非，条件为真，结果为假，近似于相反数。

（2）逻辑运算（按每个位来运算），通常叫做位运算符。

     &：按位与，变量的每一位都参与（下同），例如：A = 0b0101 1010，B = 0b1010 1010，则A & B = 0b0000 1010。

     |：按位或，同上，则A | B = 0b1111 1010。

     ~：按位取反，同上，则~A = 0b1010 0101。

      4. 三极管应用

         极管有三个级，分别是：基极（base）、集电极（collector）、发射极（emitter），三极管又分为NPN、PNP两种型号。如图3-1

      

                            图3-1 三极管示意图

      三极管的应用有三种状态：放大、截止、饱和，关于放大的计算是很复杂的，这里就不做明白了，便于理解，可以分别将饱和、截止状态看作是“开”、“关”，那怎么是“开”，怎么是“关”，由b极和e极电压决定。

      对于NPN型的，只要b极电压比e极电压大0.7V，则三极管就“开”，否则就“关”；

      对于PNP型的，只要e极电压比b极电压大0.7V，则三极管就“开”，否则就“关”；

      总结一句话：看箭头，箭尾比箭头大0.7V则“开”。

       例如，三极管控制蜂鸣器电路 所下图3-2所示。

             

       5V有源蜂鸣器一般工作电压是40mA，若采用图3-2有图所示的电路，40mA的电流灌入单片机（单片机I/O理论灌电流是25mA，但笔者强烈推荐不要超过10mA）势必会烧掉单片机，所以采用左图来驱动蜂鸣器，那驱动过程如何？前面说过，三极管的“开”、“关”看箭头，那如果给D5所连的单片机口给低电平（0V），则b极就为0V，同时e极通过蜂鸣器接到了VCC（5V）上，那么完全满足大于0.7V，所以三极管“开”，此时蜂鸣器“响”，那如果给D5高电平（5V），这样b极为5V，e极为5V，不满足导通条件，所以三极管“关”，那蜂鸣器也就“不响”。