微控制器系统设计与应用课程

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1、微控制器系统设计与应用,刘燎原,江苏建筑职业技术学院,回顾：,（一）动态显示 1.什么是动态显示 2.动态显示步骤 1个数码管步骤： （1）送段值 （2）送位选（公共端） （3）延时 （4）关闭 3.加驱动方法 三极管 锁存器,实验总结：,实验板数码管动态显示,假设要求第一个数码管先显示百位（例如2），则： 1.送段值：P0输出段值5BH，P2.6=1（数据进入）, P2.6=0（数据锁存）,段值送入数码管的段值端； 2.送位选：P0输出位选值FEH，P2.7=1 （数据进入）, P2.7=0（数据锁存）,位选值送入数码管的位选端； 3.延时 其他两个数码管类似这三个步骤。,回顾：,（二）中断

2、 1.中断源 5个 2.中断优先级 2个 3.外部中断 P3.2，P3.3 4.外部中断寄存器 IE:EA,EX0，ET0，EX1，ET1，ES TCON:IE0，IT0，IE1，IT1 IP：PX0，PT0，PX1，PT1，PS 中断程序如何编写？,Void main 中断初始化； 一边做平时的工作，一边等待中断来； Void 名字（ ） interrupt 0/3 要求CPU做的事情； ,项目四 倒计时 -单片机定时计数器,上节课复习 举出生活中中断的例子。 中断过程包括哪几个步骤？ 中断请求、中断响应、中断处理、中断返回 单片机内有哪个中断源。 外部中断：2 内部中断：3,定时器/计数器

3、 导入：单片机应用系统中定时计数的需求： 如用单片机控制的打铃器、空调的定时开关、啤酒自动生产线上对酒瓶的计数装置等。 以实现定时控制; 以实现对外界事件进行计数。 用到定时/计数 实现定时/实现方式： 1.软件定时；（延时程序）占用CPU 2.不可编程硬件定时（555）； 3.可编程定时 （8253，单片机定时/计数器） AT89S51内部有两个定时/计数器 定时计数器到底是什么？,一、定时/计数器概述 1.核心 定时/计数器的核心部件是16位二进制加1计数器(TH0、TL0或TH1、TL1) 。 特性： （1）每来一个计数脉冲信号，T0或T1会在原来计数值（或初值）的基础上加1. （2）直

4、到计满，再来一脉冲，计数值清0，会发生溢出。 向CPU发出中断请求，告诉CPU这次计数结束。再开始下一轮计数。 这就像闹钟定时的时间一到，闹钟就会响一样。 2.计数和定时有什么不同 类比生活中计数，定时（定时1分钟） 所以定时也是一种计数,16位加1计数器,21H,1,3.单片机中的定时、计数器 两个定时/计数器分别叫T0,T1 计数脉冲从哪来？ 当需要计数时，计数脉冲来自于外部脉冲源（P3.4,P3.5) 当需要定时时，计数脉冲来自于系统机器周期(时钟振荡器经12分频以后的脉冲信号)。 (1)计数器 对外部信号计数，外部计数脉冲从T0(P3.4)和T1(P3.5)输入，开关接在下面，来一个脉

5、冲（下降沿），将加1计数。,脉冲信号,（2）.定时器 定时器也是一种计数器。 开关接在上面，计数脉冲信号是振荡器经过12分频后信号。 这是什么信号？ 振荡器（晶振）的12分频信号。 如果晶振为12MHZ,则计数脉冲信号T=12*1/12M =1uS （机器周期） 即定时就是每过一个机器周期(1uS)，计数器加1，直至计满溢出，定时结束。 定时器的定时时间与晶振频率和计数次数、初值等有关有关。 若计数器对此信号计数100次，则定时时间=100 1s100s。,脉冲信号,单片机如何定义定时或计数功能？ 单片机定时或计数的初值怎么设置？ 编程设定-单片机定时中断相关的寄存器 设置单片机处理定时中断的

6、各种情况 与定时计数有关的特殊功能寄存器 ，：定时器的高位，低位（存放计数值） ，：定时器的高位，低位（存放计数值） ：定时控制寄存器 ：定时方式寄存器 二、定时计数器的相关寄存器 （工作方式寄存器） 定时器方式寄存器TMOD的作用是设置T0、T1的工作方式。 TMOD的格式： 各位的功能说明： (1) M1、M0位：工作方式选择位,(1) M1、M0位：工作方式选择位 （2） ：计数/定时功能选择位。 =0，设置为定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期等于机器周期。实际上是对机器周期进行计数。从计数值可以求得计数的时间，所以称为定时器模式 =1，设置为计数器方式，计数器的输入来自T0

7、（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲，对外部输入引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）的外部脉冲（负跳变）计数，允许的最高计数频率为晶振频率的1/24。,(3) GATE：门控位。用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号的影响。 GATE=0：定时的启动与外部中断无关,把TCON寄存器中的TR1(TR0)置1即可启动定时器1(定时器0)。常用。 GATE=1：由控制位TR1(TR0)和引脚INT0(INT1)共同控制启动,只有在没有外部中断请求信号的情况下即外部中断引脚 INT0(INT1)引脚=1时,把TR1(TR0)置1才能定时器启动。用于检测低电平时间。,例如：要设定T0工作在定时

8、方式2. TMOD=0X02; 不能位寻址,0,0,定时器/计数器控制寄存器TCON TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、T1 的溢出标志位, 加法计数器计满溢出时硬件自动置1, 申请中断。 对该标志位有两种处理方法： 一种是以中断方式工作，即TF1置1并申请中断，响应中断后，执行中断服务程序，并由硬件自动使TF1清0； 另一种以查询方式工作，即通过查询该位是否为1来判断是否溢出，TF1置1后必须用软件使TF1清0。 TR1、TR0 分别是定时器 /计数器T1、 T0 的定时器1启停控制位。 GATE=0时，用软件使TR1置1即启动定时器1，若用软件使TR1清0则停止定时器1。 GATE=

9、1时，用软件使TR1置1的同时外部中断INT1的引脚输入高电平才能启动定时器1。 所以初始化时，只涉及到TR0/1 例：启动TR0. TCON属于特殊功能寄存器，地址能被8整除，所以可位操作.这里用位操作方便。 TR0=1;,寄存器总结：3个特殊功能寄存器 IE TMOD TCON 导入：例如要求单片机检测计数200个脉冲信号？ 定时器计数器用于定时或计数时，必须按照需要给计数器设置初值。定时器计数器在计数初值的基础上以加1的方式进行计数，在计数器从全1变为全0时，将自动产生溢出中断请求，表示此次定时、计数结束。 计数初值怎么设置？ 定时、计数器有四种工作方式，实际使用中应用选择哪种？,三、定

10、时/计数器的计数容量及初值 1最大计数容量（次数） 最大计数容量与计数器的二进制位数有关，关系为2N 举例，若为2位计数器，00，01，10，11，最大计数值为2N= 4 2.计数初值 计数不一定是从0开始，这要根据需要来设定。这个预先设定的计数起点值称为计数初值。 FFFFH 最大计数容量 初值 0000H 计数值+初值=最大计数容量 举例，一个杯子的总容量为最大计数容量，已经装了少量的水为初值，还能装多少水位计数值,四定时/计数器的工作方式 MCS-51单片机的T/C有4种工作方式,分别由TMOD寄存器中的M1、M0两位的二进制编码所决定。 1.方式0 13位计数器 在方式0下，T0和T1

11、工作在13位的定时/计数器方式，由TH的高 8 位和TL的低 5 位组成。 当T1的低五位TL1计满时向它的高八位TH1进位，当T1的13位计数器加到全部为 1 以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF1为 1 ，同时把计数器全部变 0 。然后从 0 开始继续计数。 计数值范围：01111111111111（8191） 最大计数容量213=8192 如计数值为N，则置入的初值X为： X+N=8192 例如：若定时/计数器T0的计数值为1000，则初值为7192， 把初值转换成二进制数为1110000011000B， 则TH0=11100000B，TL0=00011000B。,脉冲信号,2.

12、方式1 16位计数器 在方式1下，T0和T1工作在16位的定时/计数器方式，由TH的高 8 位和TL的低 8 位组成。 当T1的低8位TL1计满时向它的高八位TH1进位，当T1的16位计数器加到全部为 1 以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF1为 1 ，同时把计数器全部变 0 。然后从 0 开始继续计数。 最大计数次数216=65536 如计数值为N，则置入的初值X为： X+N=65536 如定时/计数器T0的计数值为1000，则初值为65536-1000=64536， 把初值转换成二进制数为1111110000011000B， 则TH0=11111100B，TL0=00011000B

13、。,脉冲信号,3方式2 8位自动重装初值计数器 在方式2下，TL0用作8位计数器， TH0用作初值寄存器。 当T1的8位计数器加到全部为 1 以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF1为 1 ；同时，TH1中的初值装入TL1TL1又从初值开始计数。 最大计数次数28=256 如计数值为N，则置入的初值X为： X+N=256 如定时/计数器T0的计数值为100，则初值为256-100=156， 把初值转换成二进制数为10011100B， 则TH0= TL0=10011100B。,脉冲信号,特别适合于产生比较精确的连续脉冲信号。,4方式3 2个独立的8位计数器 方式3只适用于定时器T0， TL

14、0既能作定时器也能作计数器使用，而TH0只能作定时器使用而不能作计数器使用。 比较：（方式0，1，2） 1.3种方式的最大区别是计数位数不同（13，16，8），所以最大计数值或定时时间也不同。 2.工作方式0和工作方式1的特点就是计数溢出后，计数器变为全0，因而循环定时或循环计数应用时就存在反复设置初值。 工作方式2具有自动重装载功能，即自动加载计数初值。,以方式1为例，16位，最大计数容量65536 如果采用12的晶振，对应的脉冲周期是微秒，计满65536个脉冲所对应的时间就是65.536ms。 计数，只要用预置数的方法先在计数容器内存入一个初值 ，如我们要计100次，那就存入65436初值

15、，只要再来100个脉冲，就刚好会溢出，引发中断。 那么，定时初值计算？,五.定时/计数初值计算 由 计数值+计数初值=最大计数容量，得到： （计数值+计数初值）机器周期=最大计数容量机器周期 计数次数机器周期+计数初值机器周期=最大计数容量机器周期 定时时间+计数初值机器周期=最大计数容量机器周期 即 定时时间=（最大计数容量-初值）机器周期 所以，定时初值=最大计数容量-定时时间/机器周期 =2N-定时时间/机器周期 不同工作方式的定时初值或计数初值的计算方法如下表所示：,举例：定时1秒，晶振12MHZ，方式1，初值为多少？ 如何产生1秒定时信号? 晶振12MHZ，机器周期1us 4种工作方

16、式中，最大计数容量是方式1，65536 则65536us=65.536ms 所以定1次不够 那就定多次，累计在一起，构成1秒 那选择T0，工作在方式0，一次定时50ms，循环20次 初值多少？ TH0=0x3c; TL0=0xb0;,所以，在用到定时中断之前，要先用指令来设置相关寄存器的初始值，来设定定时中断的条件-定时中断的初始化。 五、定时程序的编写 1、程序结构 几个程序？ 回忆中断定义 两个程序：主程序、定时中断服务子程序 void main() void 名字（） interrupt 中断号 注意：名字，自己随意取；中断号，0-4 定时中断，中断号是1或3 2、这两个程序分别做什么 结合一个例子看一下,例1：发光二极管每隔1秒闪烁1次。要求用中断方法设计实现1s的闪烁 解：程序的结构(中断方式，查询方式） 如何产生1秒定时信号? T0一次定时