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1、3 2单片机定时器 计数器应用 3 2 1利用Timer0中断产生1秒延时 让数1个码管显示秒计数本案例主要目的是熟练掌握单片机内部Timer0或Timer1的编程控制方法 会利用Timer0或Timer1中断精确定时 同时掌握数码管动态显示原理 学会6位数字显示的程序设计 本案例使用的电路为图3 1 3 一 程序设计 includecodeunsignedcharseven seg 10 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x90 unsignedcharcp i 声明全局变量voidtimer0 isr void
2、interrupt1 timer0中断服务函数 TR0 0 停止计数TL0 0 x11 TL0重新预置TH0 0 xee TH0重新预置TR0 0 开始计数cp timer0中断1次 变量cp加1if cp 200 中断200次 时间刚好为1秒 cp 0 i if i 10 i 0 P0 seven seg i P0输出显示数据 voidtimer0 initialize void timer0中断初始化函数 EA 0 设置中断允许寄存器IE中的EA位 关闭中断总开关TMOD 0 x01 设置计时器模式控制寄存器 Time0工作在定时方式1TR0 0 设置计时器控制寄存器TCON寄存器 的TR
3、0位为0 Timer0 停止计数TL0 0 x11 TH0 0 xee Timer0的16位计数器初始值为 0 xee11 12MHz晶体振 频率 单片机的机器周期为1微妙 Timer0每1微秒加1计数 加满溢出变产生中断 从计数到中断刚好为5毫秒PT0 1 设置中断优先次序寄存器IP中的 PT0位 Timer0中断优先ET0 1 设置中断允许寄存器IE中ET0的 位 开启中断小开关EA 1 打开中断总开关TR0 1 开始计数 voidmain void timer0 initialize timer0初始化 为中断做好准备while 1 等待中断 二 程序说明 1 中断服务函数名中 inte
4、rruput为关键字 1为timer0中断号 在reg51 h头文件中已经定义 表3 2 1为单片机常用中断的中断号 在使用中断服务函数时 直接在名后加interruput和中断号即可 表3 2 1REG51 H中单片机常用中断号定义 2 timer0可以用作计数 也可以用来定时 由由TMOD寄存器中为决定 作为计数器使用时 接受单片机外部引脚P3 4输入的脉冲加计数 作为定时器使用时 接受单片机内部的机器周期脉冲 如果单片机的振荡频率为 振荡周期为 则机器周期为 本案例中MHz 则微秒 timer0工作在模式1为16为加计数器 当计数器初始值为0 xee11时 则从开始计数到产生中断需要的时
5、间为0 xffff 0 xee11个微秒 刚好为5000微秒 也即5毫秒 本案例TIMER0的初装也可以利用下面语句完成 definedTEMOR0 COUNT0 xee11TL0 TEMOR0 COUNT TEMOR0 COUNT左移8位 并将低字节装入TEMOR0 COUNT利用定时器 计数器定时时 需要现设置工作模式 并计算它的初装值 计算初装值不好计算 常利用计算机中的计算器工具辅助 timer0工作在模式1可以最大65535微秒中断1次 如工作模式2 最大256微秒中断1次 3 当程序中只涉及一个中断时 可以不对中断的优先级进行设置 因此在本案例中语句PT0 1可以省略 程序中有多个
6、中断但没有进行优先级设定的情况下 单片机中断优先级默认按终端号递增而依次降低 4 数码管显示语句放在了timer0中断服务函数里面 由于5毫秒中断1次 因此数码管显示的数据会每5毫秒更新1次 1秒内更新200次 更新过程是把原来的数据覆盖 但显示数据1秒内变化1次 3 2 2利用4个数码管 实现秒信号加计数 一 电路原理图3 2 1所示的电路中 4位七段数码管采用4只单个数码管组成 可以显示0000 9999 数据输入端并联后接P0口 位选即每个数码管的阳极分别接P2口 中间加非门驱动 因为P2口反相驱动 因此 如果千位数码管显示 P2 7输出低电平 P2的其它端口输出高电平 并且此时P0输出
7、千位数据 在利用Proteuse软件仿真时 数码管SEVEN SEG使用7SEG MPX4 CA 非门NOT选用74HCseries类型中Gates Inverters分类下的74HC04 电阻R2 9是限流电阻 二 程序设计 include definedunsignedcharuchar definedunsignedintuintcodeucharseven seg 10 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x90 codeucharseg scan 4 0 xef 0 xdf 0 xbf 0 x7f 各个数码管
8、对应的位选数据ucharcounter 4 0 0 0 0 个位 十位 百位和千位数uintcp i voidtimer0 isr void interrupt1 timer0中断服务函数 ucharj TR0 0 停止计数TL0 0 x11 TL0重新预置TH0 0 xee TH0重新预置TR0 0 开始计数cp timer0中断1次 变量cp加1if cp 200 中断200次 时间刚好为1秒 cp 0 counter 0 个位数 1秒加1 if counter 0 10 counter 0 0 counter 1 if counter 1 10 counter 1 0 counter 2
9、 if counter 2 10 counter 2 0 counter 3 if counter 3 10 counter 3 0 P0 seven seg counter j P0输出数据编码P2 seg scan j P2输出位选信号j if j 4 j 0 voidtimer0 initialize void timer0中断初始化函数 EA 0 TMOD 0 x01 TR0 0 TL0 0 x11 TH0 0 xee PT0 1 ET0 1 EA 1 TR0 1 voidmain void timer0 initialize while 1 三 程序说明 1 imer0第1次中断 j
10、 0 显示个位 显示5毫秒后 timer0第2次中断 j 1 显示十位 以后随着中断依次显示百位和千位 最后重新显示个位 每位显示停留的时间为5毫秒 中断4次才能让4为依次扫描显示完 占用的时间为20毫秒 1秒钟内 4位数码管扫描显示50遍 根据人眼视觉暂留特点 你看到的结果是4位数据同时显示 这种显示方法为动态扫描显示 2 变量j 0时 counter 0 是个位十进制数 执行P0 seven seg counter 0 P0口输出个位显示数据编码 数码管的位选信号只利用了P2的高4位 执行P2 seg scan 0 P2 0 xef 经过非门反相 加在数码管上的位选信号只有个位是高电平 此
11、时只显示个位 3 数组counter j 也可以用1个变量代替 在显示时需做下面处理 uintx P0 seven seg x 1000 P0输出千位数据编码P2 seg scan 3 千位数码管共阳极设置为高电平P0 seven seg x 1000 100 P0输出百位数据编码P2 seg scan 2 千位数码管共阳极设置为高电平P0 seven seg x 1000 100 10 P0输出十位数据编码P2 seg scan 1 千位数码管共阳极设置为高电平P0 seven seg x 1000 100 10 P0输出千位数据编码P2 seg scan 0 千位数码管共阳极设置为高电平
12、思考题 1 要让数码管在电路加电开始就显示1230 怎样更改有关数据 2 为什么不用P2口直接驱动数码管 3 本案例如果200微秒中断1次 也可以实现1定时 显示结果会怎样 3 2 3设计一个6位数码管时间显示程序 本案例使用6位数码管显示时间 能显示时 分 秒 显示格式是00 00 00到23 59 59 其中小时和分钟之间的小数点常亮 分钟和秒之间的小数点进行秒闪烁 参考程序 include definedunsignedcharucharcodeucharseven seg 10 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80
13、0 x90 codeucharseg scan 6 0 xfb 0 xf7 0 xef 0 xdf 0bf 0 x7f 各个数码管对应的位选数据ucharcounter 3 0 0 0 时位 分位和秒位uchartick cp i j tick 秒信号 cp 中断次数累计 voiddispaly void uchard d d tick d的值1秒内改变1次 要么0 x00 要么0 xffd d 0 x7f d的值1秒内改变1次 要么0 x7f 要么0 xffswich i case0 P0 seven seg counter 0 10 break 显示秒个位case1 P0 seven se
14、g counter 0 10 break 显示秒十位case2 P0 d voidtimer0 isr void interrupt1 timer0中断服务函数 TR0 0 停止计数TL0 0 x11 TL0重新预置TH0 0 xee TH0重新预置TR0 0 开始计数cp timer0中断1次 变量cp加1if cp 100 中断100次 时间刚好为0 5秒 cp 0 tick tick 秒脉冲信号j if j 2 刚好1秒 j 0 counter 0 个位数 1秒加1 if counter 0 60 counter 0 0 counter 1 if counter 1 60 counter
15、 1 0 counter 2 if counter 2 24 counter 2 0 display voidtimer0 initialize void timer0中断初始化函数 EA 0 TMOD 0 x01 TR0 0 TL0 0 x11 TH0 0 xee PT0 1 ET0 1 EA 1 TR0 1 voidmain void timer0 initialize timer0初始化 为中断做好准备while 1 三 程序说明 1 利用counter 2 counter 1 和counter 0 变量分别表示时 分和秒位的数值大小 也可以利用结构体定义这些变量 如 typedefst
16、ruct ucarhour ucarmin ucarsec time timenow now是数据类型为time的变量然后就可以用now hour now min和now sec分别代替counter 2 counter 1 和counter 0 变量 2 执行timer0中断服务函数时调用了dispaly 函数 直接把dispaly 的函数体程序写在中断函数体内也行 但中断服务函数会显得臃肿 timer0每5毫秒中断1次 调用dispaly 函数执行1次 在执行dispaly 过程中 当i 0时 只显示秒个位 当i 1时 只显示秒十位 依次类推 为了让小时的个位小数点常亮 让小时个位显示时 把显示编码数据的高8位设置为0 为了分个位小数点秒闪烁 把分个位小数点位设置一个周期变化的量即可 3 程序与复杂 使用的变量就愈多 在程序分析和设计时 需要注意使用的变量最好使用有一定含义的字符表示 思考题 1 利用模式2最大好处在于在timer0中断服务函数中不再对TL0和TH0预置 程序变得简单一些 下面是利用timer0实现1秒定时局部程序 试分析并补写完整 让这个程序完成与本案例一样的功能
