原文发表于我的微信公众号"涛歌依旧"，可以点击如下红色文字链接阅读：

 单片机流水灯的proteus仿真及C语言简介(链接)
 
     

   从微信公众号把原文直接复制过来，内容如下(图片和表格可能丢失，格式可能错乱，故建议直接点击上述红色链接阅读)：

 

   明天就是元旦了，老板让我们提前下班跑路，挺好的。

 

    年末感言，新年展望，也没啥可说的。

   喜欢曾国藩的名言：物来顺应，未来不迎，当时不杂，既过不恋。

 

    来说正事。在前面的文章中，我们已经对CPU和汇编语言有了基本的认识。以8086CPU为例，它只是一个微处理器，并不能存储程序(没ROM没RAM)：

 

   那么，有没有一款芯片能把CPU和ROM/RAM全部集成在一起呢？当然有，这些东西集成在一起后，就是一台完整意义的计算机了，单片机就是这样的。关于单片机的历史，我们就不过多讲述了，单片机本质上就是计算机。

 

单片机与我的工作无关，偶尔玩下而已

   虽然，我的工作与单片机硬件软件完全无关，却喜欢偶尔搞下这些玩意儿，体会下程序直接(无操作系统)运行在硬件上的感觉。

   下图是我曾经的单片机，其型号是STC89C52，有点爱不释手的感觉，每次整理房间都要去擦擦它的灰尘，然后观摩一番：

      

    下图是我曾经的单片机开发板，好久不玩这些东西了：

 

    Keil公司在2005年被ARM公司收购，其Keil软件，真是业界良心之作，各种调试工具很齐全，它可以把C语言程序编译为hex文件：

    

    LabCenterElectronics公司，居然做出了proteus这么好的软件，可以仿真和调试单片机。用Keil软件生成hex文件后，直接导入到单片机中。注意：8051单片机是一个系列，包括很多型号，比如上面提到的STC89C52，比如下面的AT89C51:

 

     

    在之前的文章中，我们学习了汇编语言，也体会到了汇编语言编程的缺点。所以，用高级语言(比如C语言)是势在必行的。

 

单片机点亮发光二极管

    下面，我们用C语言编写程序，来控制8051单片机。先来看如何用单片机点亮一个发光二极管，C语言程序如下：

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[code]#include<reg51.h>

voidmain()

{

while(1)

{

P1=1;

}

}

   这个C语言程序很好理解，不需要过多解释。    

   用Keil软件编译后，生成hex文件，然后塞入到如下的单片机中，proteus仿真结果如下：

   D1的右端被程序设置为高电平，而左边是低电平，D1自然就亮了。用单片机点亮一个发光二极管，是学习单片机的起点。

 

单片机让发光二极管闪烁

   我们来写C语言程序，让发光二极管闪烁起来，程序如下：

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[code]#include<reg51.h>

voiddelay(intn)

{

inti=0;

intj=0;

for(i=n;i>0;i--)

{

for(j=110;j>0;j--)

{

;

}

}

}

voidmain()

{

P1=1;

while(1)

{

P1=1-P1;

delay(1000);

}

}

    delay函数的作用是延时, main函数中P1=1-P1的作用是让D1右边的电平在0和1这两个值中轮流变化。    

    用Keil编译上述程序，生成hex文件，塞到如下的单片机中。显然，由于P1循环地在0和1这两个值中轮流变化，所以发光二极管会闪烁：

   

单片机让流水灯跑起来

   下面，我们来玩更多的花样，让一系列的发光二极管循环亮起来，也就是所谓的流水灯，大家在街道上应该见过。元旦节假日，街头流水灯多得很，可以去看看。来看看实现流水灯的C语言程序：

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[code]#include<reg51.h>

voiddelay(intn)

{

inti=0;

intj=0;

for(i=n;i>0;i--)

{

for(j=110;j>0;j--)

{

;

}

}

}

inta[8]={1,2,4,8,16,32,64,128};

voidmain()

{

inti=0;

P1=1;

while(1)

{

P1=a[i++];

delay(1000);

if(i==8)

{

i=0;

}

}

}

   delay函数是为了延时,while中那段代码是为了让8个发光二极管循环亮，这应该很好理解。

   我们用Keil软件编译上述C语言程序，生成hex文件，然后塞入到如下的单片机中，proteus的仿真结果如下：

 

    我们已经写了流水灯的C语言程序，下面，我们来看看其对应的机器语言程序(以十六进制显示)和汇编语言程序：

   看了这幅图，我们再次见识了天书般的机器语言，也看到了汇编语言的冗杂和繁琐。熟悉了C语言的朋友，再也不想回到汇编语言了，更不用说机器语言了，更更更不用说去掰弄开关了。

 

   再来说单片机，它可不止点亮发光二极管这点作用，事实上，在很多电器和电子设备中，都有单片机的身影，比如：

    曾经，听某师兄对某师弟说，单片机这种板级开发太简单了，应该多去搞搞其它的东西。当时还不太懂这话的意思，现在算是理解师兄的用意了。

 

操作系统很重要

    我们用Keil编译C语言程序，生成了hex文件，导入到单片机后，在单片机中是机器语言程序，直接运行在硬件上。

    如果总是在这么底层的硬件细节上折腾，那就很累很低效。一个程序员，如果天天去操心硬件层面的东西，那就很傻很天真。这个世界需要操作系统OS(OperatingSystem)，来看看下图：

    操作系统对计算硬件进行管理和抽象，它是一种最重要最基础的软件。对于应用软件开发者和普通用户而言，再也不需要去操心硬件细节了，操作系统的这层抽象，真是太重要了。

 

    很多朋友最开始接触的操作系统是Windows, 那些美妙的图形，就是GUI(GraphicalUserInterface).

 

    很多朋友都用过Linux操作系统，肯定知道命令行，这就是CLI(CommandLineInterface)

 

    阅读本文的所有朋友，肯定用过软件APP(Application), 这些APP是怎样开发出来的呢？它是软件开发人员调用操作系统的API来完成的。

    

    我们常见的Windows,Mac是常用的桌面电脑操作系统，Linux是常用的服务器操作系统,而iOS,Android是常用的手机操作系统。对了，华为的鸿蒙操作系统(HarmonyOS)也呼之欲出,期待ing. 操作系统动辄就有上亿行程序，再看看我们的流水灯那几行简单的程序，简直不值一提。

    我们后面会多次再聊操作系统，故暂且不表。

 

    有了操作系统后，我们几乎所有的操作，都是在操作系统的基础上进行的。我们写C语言程序，最后编译为可执行程序，被操作系统执行(当然，操作系统最终还是被硬件执行)。

    操作系统的出现，实现了计算机历史上最广泛、最深刻的变革。自从有了操作系统，程序员的面貌和处境也焕然一新

 

玩C语言的那些经历

    C语言是一门很重要但不难的计算机语言(我不想轻狂地说它简单)，以前在TC中玩C语言(我是不是暴露年龄了呢 )

 

    后来在VC++6.0中玩C语言:

 

    后来在Linux中玩C语言(编译器是gcc)：

     

    用C语言计算1+2+3+...+100,程序和结果如下：

    

    对于计算机编程的初学者，我个人建议把C语言作为第一门计算机语言。C语言很重要，学好C语言后，其它语言几乎就是一通百通了。

    自从体会到了C语言的好处后，我们再也不想掰弄开关或者使用机器语言和汇编语言了。从此，我们站到了更高的层次和更高的抽象度上，思维集中在问题域，而非机器域。

 

 

    到此为止，本文快接近尾声了，其内容还是相对简单的。让我们停下脚步思考一下：

 

    为了了解计算机历史，我们一起探讨了：

    古今计算机发展简史(链接)

 

    为了理解计算机的工作原理，我们又探讨了：

    编码的本质及计算机的工作原理(链接)

     

   为了弄清计算机底层究竟是如何实现的，我们以加法操作为例，探讨了：

    计算机加法的电路原理及proteus仿真(链接)

   

    为了深入理解计算机的硬件结构，并弄懂编程究竟是怎么回事，我们又探讨了：

    “冯诺依曼结构”计算机的proteus仿真及编程的初体验(链接)

     

    为了理解计算机存储器的基本原理，我们又探讨了：

    计算机存储器简介(链接)

 

    为了深入理解计算机CPU内部的工作原理，并入门汇编语言，我们又探讨了：

    计算机CPU工作原理及汇编语言简介(链接)

    

    终于，我们讲到了本文的内容：

     单片机流水灯的proteus仿真及C语言简介

 

    至此，我们应该算是基本入门计算机了(也仅仅是入门)，对计算机的底层原理有了初步的了解。

 

 

    未来，我们会继续探讨一些计算机底层硬件相关的知识，但会把更多的精力放在自由度更高的计算机软件领域，比如：操作系统层、中间件层、应用软件层，也会介绍贯穿在其中的计算机通用理论(如数据结构、算法等) ，这是一个包罗万象的范畴，因此，不一定按照bottomup的方式来写。

 

 

    

     今天是2019年的最后一天了，先聊到这里，要去吃饭了

 

    2019年，生活，工作，学习，都满意。

    2020年，生活，工作，学习，会更好。

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