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裸机程序（1）

news 2025/9/4 12:00:26

一、裸机

裸机是一个在计算机硬件与软件开发领域高频出现的概念，核心定义是 “未安装操作系统（OS），仅包含硬件本身（或仅运行最底层硬件驱动 / 控制程序）的设备”。

在电脑中，裸机会映射代码到cpu（中央处理元件）上，cpu会处理裸机的代码；mpu（微处理元件）与mcu（微控制元件）是cpu上的硬件辅助模块，与cpu相辅相成。

在 AT89C52（经典 8052 架构单片机）上的裸机程序，其核心特点是不依赖操作系统，直接通过操作硬件寄存器（如 I/O 口、定时器、中断控制器等）实现功能，程序逻辑以 “初始化 + 主循环 + 中断服务” 的形式运行。

二、AT89C52

AT89C52 是 Atmel 公司（现被 Microchip 收购）推出的8 位增强型单片机，属于经典的 MCS-51 系列（8051 架构），因成本低、编程简单、兼容性强，广泛用于入门级嵌入式开发和小型电子系统（如智能玩具、小家电控制、传感器数据采集等）。

原理图

实物图

AT89C52的引脚是从左上延伸向下，从从下延伸向上；网络端口从右上向下，跳到左上向下。

AT89C52特点

1. 存储系统：程序与数据分离

程序存储器（Flash）：8KB 容量可存储用户程序（如控制逻辑、中断服务函数等），支持在系统编程（ISP）或通过编程器烧录，无需紫外线擦除（优于早期 EPROM 芯片）。
数据存储器（RAM）：256 字节内部 RAM 中，低 128 字节（00H~7FH）为通用 RAM（可直接访问），高 128 字节（80H~FFH）与特殊功能寄存器（SFR）地址重叠，需通过间接寻址访问（用于复杂变量存储）。

2. 外设资源：满足基础控制需求

I/O 端口（P0~P3）：
- P0 口：8 位漏极开路输出，作为通用 I/O 时需外接上拉电阻；访问外部存储器时复用为低 8 位地址 / 数据总线。
- P1~P3 口：内部带上拉电阻的准双向口，无需外接上拉；P3 口引脚可复用为外设功能（如 P3.0/RxD、P3.1/TxD 为串行口，P3.2/INT0、P3.3/INT1 为外部中断输入等）。
定时器 / 计数器 T2：相比 AT89C51 新增的 16 位定时器，支持三种工作模式（自动重装载、捕获、波特率发生器），适合需要精确定时或高频计数的场景（如脉冲测量、高频信号采样）。
中断系统：6 个中断源可独立使能 / 禁止，通过 IP 寄存器配置高 / 低优先级，确保紧急事件（如外部触发信号）优先响应（例如：按键中断优先于 LED 闪烁定时器中断）。

3. 兼容性与开发门槛

指令兼容：完全兼容 MCS-51 指令集，基于 AT89C51 开发的程序可直接移植到 AT89C52（仅需注意 RAM 容量差异）。
开发简单：支持 C 语言或汇编语言编程，常用编译器（如 Keil C51）可直接生成 hex 文件，通过编程器烧录到芯片；入门成本低，适合嵌入式新手学习。

三、AT89C52下的裸机程序

1.跑马灯

#include<reg52.h>
#include"led.h"
#include"delay.h"void led_all_on(void)
{P2 = 0;
}void led_all_off(void)
{P2 = 0xFF;
}void led_on(unsigned char n)
{P2 = ~n;
}void paomadeng()
{led_all_off();while(1)//跑马灯{int i = 0;for(i; i < 8; ++i){//P2 = ~(1 << i);led_on((1 << i));delay(9000);	}for(i = 6; i> 0; --i){//P2 = ~(1 << i);led_on((1 << i));delay(9000);}}
}

在这个程序中使用到了P2寄存器（寄存器：能够操作硬件的，具有固定地址的内存空间），将电平转为低实现二极管的导通；

使用两次for循环在0~9之间跳变，实现跑马灯；使用delay（），为了更好观察；在循环中，使用位运算对led实现显示，先全部置1，在使用位运算对1动态左移的结构取反。

网络编号P20—P27对应D1—D7。

2.数码管

#include<reg52.h>
#include "delay.h"
#include "digiter.h"void bit_select(int n){P1 &= ~(0x0F << 0);P1 |= (1 << n); }void segment_select(int i){unsigned char t[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};P0 = t[i];delay(300);//保证二极管导通P0 = 0;delay(1000);	 //消影}void show_number(int n){	 int t = 0;if(n > 9999){return ;}else if(n == 0){bit_select(0);segment_select(0);}while(n){bit_select(t++);segment_select(n % 10);n /= 10;}}

上述代码中实现数码的动态选择发亮，其中P1寄存器，选择要亮的数码管，P0寄存器选择要来亮的具体结，如图：