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1、第三讲,数码管是如何显示出字符的 数码管静态显示与动态显示原理 中断概念 单片机的定时器应用 矩阵键盘扫描,显示器及其接口,单片机系统中常用的显示器有： 发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、液晶LCD(Liquid Crystal Display)显示器、CRT显示器等。LED、LCD显示器有两种显示结构：段显示（7段、米字型等）和点阵显示（58、88点阵等）。,使用LED显示器时，要注意区分这两种不同的接法。为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上一个小数点，共计8段。因此为LED显示器提供的编码正好是一个字节。TX实验板用共阴LED显示器
2、，根据电路连接图显示16进制数的编码已列在下表。,共阴极,共阳极,共阴数码管码表,0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d , 0 1 2 3 4 5 0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c , 6 7 8 9 A B 0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00 C D E F 无显示,LED数码显示方式及电路,静态显示方式 LED显示器工作方式有两种：静态显示方式和动态显示方式。静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到
3、送入新字形码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高。 一个数码管对应一个并口,电路,源程序,动态显示,动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。 所有数码管共用一个并口 消影的问题要解决,电路,源程序,实验板上6个数码管公用P0口进行位选、段选： 1、P0口接锁存器
4、U1进行段选（ P0.0 P0.7 对应6个数码管段选引脚adp ），用来控制位选选中的数码管按照指定编码显示，锁存器U1的锁存引脚LE接P26 2、P0口接锁存器U2进行位选（ P0.0 P0.7 对应6个数码管位选引脚16 ），用来选中6个数码管中的一个进行操作 ，锁存器U2的锁存引脚LE接P27,中断系统,3.1 80C51的中断系统,3.1.1 80C51的中断系统结构,一、中断的概念 CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）； CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）； 待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继
5、续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断 。,MCS-51单片机的中断系统结构,执行主程序,主程序,继续执行主程序,断点,中断请求,中断响应,执行中断处理程序,中断返回,引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。,随着计算机技术的应用，人们发现中断技术不仅解决了快速主机与慢速I/O设备的数据传送问题，而且还具有如下优点：,分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务，提高了计算机的利用率；,实时响应。CPU能够及
6、时处理应用系统的随机事件，系统的实时性大大增强；,可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性事件能力，从而使系统可靠性提高。,80C51中断系统的结构 80C51的中断系统有5个中断源（8052有 6个） ，2个优先级，可实现二级中断嵌套 。,INT0外中断0，有P3.2引入，低电平或下降沿触发 INT1外中断1，有P3.3引入，低电平或下降沿触发 T0定时器/计数器0中断，由T0计数器计满回零触发 T1定时器/计数器1中断，由T1计数器计满回零触发 TI/RI串行口中断，串行口完成一帧字符发送或接收后引发此中断,1、（P3.2）可由IT0(TCON.0)选择其为低电平有效还是下降沿有效。
7、当CPU检测到P3.2引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE0(TCON.1)置1，向CPU申请中断。,2、(P3.3）可由IT1(TCON.2)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.3引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE1(TCON.3)置1,向CPU申请中断。,3、TF0（TCON.5），片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。当定时/计数器T0发生溢出时，置位TF0，并向CPU申请中断。,4、TF1（TCON.7），片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。当定时/计数器T1发生溢出时，置位TF1，并向CPU申请中断。,5、RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行
8、口中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI，向CPU申请中断。,二、中断请求标志 1、TCON的中断标志,外部中断需要确定触发方式：低电平触发、下降沿触发 IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。 当IT0=0时，为电平触发方式。 当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。 IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。 IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。 IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。 当CPU响应外部中断时由硬件将IE0、IE1清“0” 。,二、中断请求标志 1、TCON的中断标志,内部中
9、断是直接触发 TF0（TCON.5），定时/计数器T0溢出中断请求标志位。 TF1（TCON.7），定时/计数器T1溢出中断请求标志位。 当CPU响应定时/计数器中断时由硬件将IE0、IE1清“0” 。,2、SCON的中断标志,RI（SCON.0），串行口接收中断标志位。当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI，并向CPU申请中断。 TI（SCON.1），串行口发送中断标志位。当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TI，并向CPU申请中断。 CPU响应串行口中断时，不能自动清除RI、TI，必须由软件清除。,一、中断允许控
10、制 CPU对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的。,3.1.3 80C51中断的控制,EA (IE.7)， CPU中断允许（总允许）位。 EX0(IE.0)，外部中断0允许位； ET0(IE.1)，定时/计数器T0中断允许位； EX1(IE.2)，外部中断0允许位； ET1(IE.3)，定时/计数器T1中断允许位； ES（IE.4)，串行口中断允许位；,二、中断优先级控制 80C51单片机有两个中断优先级（高、低二级），即可实现二级中断服务嵌套。每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器IP中的相应位的状态来规定的 。,PX0（IP.0），外部中断0优先级设
11、定位（=1为高、=0为低）； PT0（IP.1），定时/计数器T0优先级设定位； PX1（IP.2），外部中断0优先级设定位； PT1（IP.3），定时/计数器T1优先级设定位； PS （IP.4），串行口优先级设定位； PT2 (IP.5) ，定时/计数器T2优先级设定位（80c52才有）。,PX0（IPH.0），外部中断0优先级设定位； PT0（IPH.1），定时/计数器T0优先级设定位； PX1（IPH.2），外部中断0优先级设定位； PT1（IPH.3），定时/计数器T1优先级设定位； PS （IPH.4），串行口优先级设定位； PT2 (IPH.5) ，定时/计数器T2优先级设定位。
12、,而80C52单片机有四个中断优先级，即可实现四级中断服务嵌套。每个中断源的中断优先级由中断优先级寄存器IP和IPH中的相应位的状态来规定的 。,同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成，其排列如所示：,80C51单片机的中断优先级有三条原则：,CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先级别最高的中断请求。 正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断。 正在进行的低优先级中断服务，能被高优先级中断请求所中断。（中断嵌套）,为了实现上述后两条原则，中断系统内部设有两个用户不能寻址的优先级状态触发器。其中
13、一个置1，表示正在响应高优先级的中断，它将阻断后来所有的中断请求；另一个置1，表示正在响应低优先级中断，它将阻断后来所有的低优先级中断请求。,回顾：5个中断源,3.2 80C51单片机中断处理过程,中断响应条件 中断源有中断请求； 此中断源的中断允许位为1； CPU开中断（即EA=1）。 以上三条同时满足时，CPU才有可能响应中断。,3.2.1 中断响应条件和时间,3.2 80C51单片机中断应用,中断服务程序,void 函数名() interrupt 中断号 函数体 1、函数名有用户自定义，注意命名规则 2、中断号：,3.2 80C51单片机中断应用,中断服务程序注意事项：,1、不能返回任何
14、值（可定义全局变量来解决） 2、没有参数 3、函数体语句不能过多，因为空间不够，还因为可能会出现本次中断没响应完，下一次中断就来了，就会覆盖掉本次中断 4、在任何情况下都不能直接调用中断函数。 5、中断函数最好写在文件的尾部，并且禁止使用extern存储类型说明。防止其它程序调用。,3.2 80C51单片机中断应用,带中断的主程序的写法（一般步骤）： 1、设置中断允许（总允许、单个允许） 2、配置中断触发方式（低电平、下降沿触发） 3、配置中断优先级（有多个中断时需要配置优先级） 4、等待中断,3.2 80C51单片机中断应用,1、外部INT0中断控制LED 每次按键都会触发INT0中断，中断
15、发生时将LED状态取反，产生LED状态由按键控制的效果,电路,源程序,3.2 80C51单片机中断应用,2、INT0中断计数 每次按下计数键时触发INT0中断，中断程序累加计数，计数值显示在3只数码管上，按下清零键时数码管清零,电路,源程序,3.3 80C51的定时/计数器,实现定时功能，比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法：,软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用率。 采用时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可
16、编程。 采用可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功能强，使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时，可以考虑进行扩展。,3.3.1 定时/计数器的结构和工作原理,一、定时/计数器的结构 定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。,二、定时/计数器的工作原理,加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1（由硬件自动完成），向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数
