一、51单片机引脚位操作 —— sbit 关键字
作用
sbit 是专用于 51 单片机架构的 C 语言扩展关键字，用于定义特殊功能寄存器（SFR）中的某一位，从而实现对单个 I/O 引脚的直接位操作。
示例代码
#include <reg51.h> // 包含51单片机寄存器定义头文件
// 定义74HC595芯片控制引脚
sbit SER = P3^4; // 串行数据输入引脚，连接P3.4
sbit RCLK = P3^5; // 存储寄存器时钟引脚，连接P3.5
sbit SRCLK = P3^6; // 移位寄存器时钟引脚，连接P3.6
SER = P3^4：将 P3 端口第 4 位（即 P3.4 引脚）命名为 SER，后续可直接用 SER = 1; 或 SER = 0; 控制电平。
RCLK = P3^5：控制 74HC595 的存储寄存器锁存时钟。
SRCLK = P3^6：控制 74HC595 的移位寄存器时钟。
应用场景：精准控制单个引脚，如驱动外设芯片、LED、按键检测等。
二、74HC595 串转并芯片工作原理
功能概述
74HC595 是一个 8 位串行输入、并行输出的移位寄存器芯片，通过 3 根控制线（SER、SRCLK、RCLK）即可控制 8 路输出，极大节省单片机 I/O 资源。
关键引脚说明
行选通函数实现
/**
* 选择8*8点阵的行
* @param num 要选择的行号（0-7）
* 通过74HC595串行输入数据，控制对应行的选通
*/
void led_rect_select(unsigned char num)
{
unsigned char i = 0;
RCLK = 0; // 拉低存储寄存器时钟，准备接收数据
SRCLK = 0; // 拉低移位寄存器时钟，准备移位操作
// 循环8次，串行输入8位数据
for(i = 0; i < 8; i++)
{
SRCLK = 0; // 拉低移位时钟，准备输入数据
// 当i等于要选择的行号时，SER置1，否则置0
(num == i) ? (SER = 1) : (SER = 0);
SRCLK = 1; // 拉高移位时钟，将SER数据移入移位寄存器
}
RCLK = 1; // 拉高存储寄存器时钟，将移位寄存器数据锁存到输出寄存器
}
运行理想结果：调用 led_rect_select(3) 时，74HC595 输出端口第 3 位为高电平，其余为低，即选通第 3 行 LED。
三、8×8 LED点阵扫描显示原理
硬件结构
8 行 × 8 列共 64 个 LED，采用“行选通 + 列数据”方式控制。
本例使用共阴极点阵：行选通为低电平有效，列数据为高电平时对应 LED 点亮。
逐行扫描 + 视觉暂留
原理：每次只选通一行，输出该行的列数据，快速循环扫描 8 行（每行约 1ms），利用人眼视觉暂留效应（约 10~20ms）形成完整稳定图像。
优势：节省 I/O 资源，仅需 3 个引脚（74HC595）控制 8 行 + 8 个引脚（P0）控制 8 列。
显示函数实现
/**
* 在8*8点阵上显示图案
* 通过逐行扫描的方式，显示预设的图案（此处为数字"1"）
*/
void led_8_8_show(void)
{
// 存储8*8点阵每行要显示的数据，对应显示数字"1"
unsigned char led_1_array[8] = {0x0, 0x10, 0x30, 0x10, 0x10, 0x10, 0x38, 0x0};
unsigned char i = 0;
// 逐行扫描显示
for(i = 0; i < 8; i++)
{
P0 = 0xff; // 关闭当前行显示，避免串扰（共阴极，全高电平熄灭）
led_rect_select(i); // 选择第i行
P0 = ~led_1_array; // 输出第i行的列数据（取反是因为共阴极点阵：数据1=高电平=点亮）
delay(1); // 延时1ms，保持当前行显示，利用视觉暂留形成稳定图像
}
}
图案数组说明：
led_1_array[8] = {0x0, 0x10, 0x30, 0x10, 0x10, 0x10, 0x38, 0x0};
例如 0x10 = 00010000B，表示该行第 5 列 LED 点亮。
取反原因：共阴极点阵中，列需输出高电平才能点亮 LED，而数组中 1 表示“点亮”，故需 ~ 取反后送 P0 口。
理想运行结果：点阵稳定显示数字“1”的图案。
四、延时函数实现与作用
功能
通过空循环消耗 CPU 时间，实现软件延时，用于控制扫描频率、稳定显示亮度。
实现代码
/**
* 延时函数
* @param i 延时参数，控制延时时间长短
* 通过双重循环实现延时，外层循环10次，内层循环由i控制
*/
void delay(unsigned int i)
{
unsigned int num = i;
int j = 0;
for(j = 0; j < 10; j++)
{
num = i;
while(num--); // 内层循环，通过递减计数实现延时
}
}
调节方式：增大 i 值可延长延时。
应用场景：
点阵扫描中，每行延时约 1ms（delay(1)），总周期约 8ms，刷新率约 125Hz，远高于视觉暂留阈值（约 50Hz），显示稳定无闪烁。
延时过短 → 亮度不足；过长 → 闪烁明显。
五、数组在硬件控制中的应用
1. 数码管段码数组（备用）
/**
* 共阴极数码管段码数组
* 索引0-9分别对应数字0-9的十六进制段码
*/
unsigned char digit_data[10] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f};
虽未在主逻辑中使用，但体现“用数组存储固定硬件控制数据”的设计思想。
2. 点阵图案数组
unsigned char led_1_array[8] = {0x0, 0x10, 0x30, 0x10, 0x10, 0x10, 0x38, 0x0};
每个元素对应一行 LED 的亮灭状态。
修改数组即可切换显示图案，如改为 0x7F, 0x49, 0x49, 0x49, 0x36, 0x0, 0x0, 0x0 可显示字母“E”。
六、中断系统详解
中断基本概念
中断源：引起中断产生的事件（如外部信号、定时器溢出、串口接收完成等）。
中断服务程序（ISR）：中断产生后 CPU 跳转执行的处理函数。
程序计数器（PC）：指向当前执行指令地址，中断发生时自动压栈保存，中断返回时恢复。
中断系统作用
使 CPU 具备实时响应外部紧急事件的能力，提高系统效率与实时性。
中断响应流程
当前指令执行完毕。
PC 值压入堆栈。
现场保护（可选，由程序员实现）。
屏蔽同级/低级中断。
PC 装载中断向量地址（跳转至 ISR）。
执行中断服务程序。
RETI 指令返回：恢复 PC，恢复中断设置，继续原程序。
中断服务程序特点：无参数、无返回值、执行要快、尽量简短。
七、STC89C51RC/RD+ 中断系统特性
中断源（共8个）
中断优先级
支持 4 级优先级（通过 IPH 寄存器设置）。
若仅使用 IP 或 XICON，则为传统 8051 的 2 级优先级。
高优先级可打断低优先级 → 支持中断嵌套。
同级中断按查询次序响应。
中断控制寄存器
EA (IE.7)：总中断允许位，置 1 开启全局中断。
EX0 (IE.0)：外部中断 0 允许位。
IT0 (TCON.0)：外部中断 0 触发方式（0=低电平，1=下降沿）。
八、C语言中断编程示例
初始化与主函数
// 外部中断0初始化函数
void eint0_init(void)
{
IT0 = 1; // 设置外部中断0为边沿触发方式（下降沿触发）
EX0 = 1; // 使能外部中断0
EA = 1; // 使能总中断
}
// 主函数
void main(void)
{
unsigned char i = 0;
eint0_init(); // 调用外部中断0初始化函数
while(1) // 无限循环，等待中断发生
{
// 主程序可执行其他任务，中断发生时自动跳转处理
}
}
中断服务程序（ISR）
// 外部中断0处理函数，interrupt 0 表示该函数为外部中断0的中断服务程序
void eint0_handler(void) interrupt 0
{
P2 = 0xaa; // 中断发生时，P2口输出0xAA（10101010B），控制外部LED或指示灯
}
interrupt 0：指定该函数为中断号 0（外部中断 0）的服务程序。
理想运行结果：当外部中断 0 引脚（P3.2）检测到下降沿，CPU 跳转执行 eint0_handler()，P2 口输出 0xAA，之后自动返回主循环。
注意：ISR 中避免使用延时函数或复杂操作，防止阻塞其他中断。
九、中断向量表与响应机制图示
中断向量表：包含各中断服务函数入口地址（如 fun0() interrupt 0 对应 0003H）。
CPU 响应中断时，根据中断源自动跳转至对应向量地址。
中断响应步骤：
当前指令执行完。
PC 压栈。
现场保护（程序员手动）。
屏蔽同级中断。
PC = 中断向量地址。
执行 ISR。
RETI 返回，恢复现场。
中断触发流程：中断源（如 eint0）→ CPU 查询中断向量表 → 跳转 ISR（如 eint0_handler()）→ 执行 → RETI 返回。
十、总结
本节内容涵盖 51 单片机两大核心模块：
1. 硬件驱动层
使用 sbit 精准控制 I/O 引脚。
驱动 74HC595 实现串转并，节省 I/O。
8×8 LED 点阵逐行扫描 + 视觉暂留显示技术。
延时函数调节扫描频率。
数组存储硬件控制数据，便于图案切换。
2. 中断系统层
中断源、中断向量、中断优先级机制。
中断响应流程与现场保护。
C 语言中断服务程序编写规范（interrupt n）。
外部中断初始化与触发方式设置。
支持中断嵌套与多级优先级。
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版权声明：本文为CSDN博主「cellurw」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/oareen/article/details/151723819
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