項(xiàng)目二數(shù)碼管顯示及定時(shí)器

張祁單片機(jī)及其應(yīng)用位選段選項(xiàng)目二數(shù)碼管是如何顯示出字符的數(shù)碼管靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示原理中斷概念單片機(jī)的定時(shí)器應(yīng)用外部中斷應(yīng)用顯示器及其接口單片機(jī)系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)顯示器、液晶LCD(LiquidCrystalDisplay)顯示器、CRT顯示器等。LED、LCD顯示器有兩種顯示結(jié)構(gòu)：段顯示（7段、米字型等）和點(diǎn)陣顯示（5×8、8×8點(diǎn)陣等）。數(shù)據(jù)位D7D6D5D4D3D2D1D0

顯示段dpgfedcba

顯示字型共陽(yáng)字型碼共陰字型碼顯示字型共陽(yáng)字型碼共陰字型碼00xc00x3f80x800x7f10xf90x0690x900x6f20xa40x5bA0x880x7730xb00x4fB0x830x7c40x990x66C0xc60x3950x920x6dD0xa10x5e60x820x7dE0x860x7970xf80x07F0x8e0x71

使用LED顯示器時(shí)，要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì)8段。因此為L(zhǎng)ED顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。TX實(shí)驗(yàn)板用共陰LED顯示器，根據(jù)電路連接圖顯示16進(jìn)制數(shù)的編碼已列在下表。

共陰極共陽(yáng)極共陰數(shù)碼管碼表

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,

0 1 2 345

0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

6 7 8 9AB

0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00

CDEF 無顯示知識(shí)點(diǎn)：編碼定義和數(shù)組數(shù)組類型數(shù)組名[長(zhǎng)度]={元素}；Code表示改數(shù)組存放在ROM中。數(shù)組長(zhǎng)度若空，編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)計(jì)算。數(shù)組各元素之間用逗號(hào)隔開。LED數(shù)碼顯示方式及電路

靜態(tài)顯示方式LED顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。靜態(tài)顯示方式位碼關(guān)鍵字：w0:0xfew4:0xefw1:0xfdw5:0xdfw2:0xfbw6:0xbfw3:0xf7w7:0x7f例:后三位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示321例利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的方式1，在數(shù)碼管低兩位上循環(huán)顯示0-59，每1S數(shù)字加1。設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz。

動(dòng)態(tài)顯示

動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。

動(dòng)態(tài)顯示1

動(dòng)態(tài)顯示2

在低三位數(shù)碼管上動(dòng)態(tài)顯示321的程序（部分）在低三位數(shù)碼管上動(dòng)態(tài)顯示321的效果作業(yè)：1.利用動(dòng)態(tài)掃描方法在六位數(shù)碼管上顯示出穩(wěn)定的1234562.在仿真電路中的數(shù)碼管上顯示班級(jí)-學(xué)號(hào)(084E01.23)3.在仿真電路中的數(shù)碼管上顯示年月日(2010.12.03)80C51的中斷系統(tǒng)

–定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷的概念

CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；

CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷。MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請(qǐng)求。CPU暫時(shí)中斷原來的事務(wù)A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對(duì)事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點(diǎn)），稱為中斷返回。實(shí)現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)）。80C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

80C51的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源（8052有6個(gè)）

，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套

。80C51的中斷系統(tǒng)5個(gè)中斷源定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個(gè)寄存器組成。TMOD是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。定時(shí)的實(shí)質(zhì)是對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)的實(shí)質(zhì)是對(duì)P3.4（T0）、P3.5

（T1）引腳輸入的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。80C51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用總體來說，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器就是在對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的操作。從一個(gè)生活中的例子看起：一個(gè)水盆在水龍頭下，水龍沒關(guān)緊，水一滴滴地滴入盆中。水滴不斷落下，盆的容量是有限的，過一段時(shí)間之后，水就會(huì)逐漸變滿。那么單片機(jī)中的計(jì)數(shù)器有多大的容量呢？8051單片機(jī)中有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別稱之為T0和T1，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別是由兩個(gè)8位的RAM單元組成的，即每個(gè)計(jì)數(shù)器都是16位的計(jì)數(shù)器，最大的計(jì)數(shù)量是65536。計(jì)數(shù)容量的概念讓我們?cè)賮砜此蔚睦樱?dāng)水不斷落下，盆中的水不斷變滿，最終有一滴水使得盆中的水滿了。這時(shí)如果再有一滴水落下，就會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？水會(huì)漫出來，用個(gè)術(shù)語(yǔ)來講就是“溢出”。

水溢出是流到地上，而計(jì)數(shù)器溢出后將使得TF0變?yōu)椤?”。一旦TF0由0變成1，就是產(chǎn)生了變化，產(chǎn)生了變化就會(huì)引發(fā)事件，就象鬧鐘定時(shí)的時(shí)間一到，鬧鐘就會(huì)響一樣。此時(shí)就向CPU提出中斷請(qǐng)求。計(jì)數(shù)溢出的概念任意定時(shí)及計(jì)數(shù)的方法提示：如果是一個(gè)空的盆要10000滴水滴進(jìn)去才會(huì)滿，如果在開始滴水之前就先放入一勺水，還需要10000滴嗎？我們采用預(yù)置數(shù)的方法，要計(jì)數(shù)100次，那就先放進(jìn)65436，再來100個(gè)脈沖，不就到了65536了嗎。定時(shí)也是如此，若每個(gè)脈沖是1微秒，則計(jì)滿65536個(gè)脈沖需時(shí)65.536毫秒。如果現(xiàn)在只要10毫秒定時(shí)怎么辦？10個(gè)毫秒為10000個(gè)微秒，所以，只要在計(jì)數(shù)器里面放進(jìn)65536-10000=55536就可以了。一、中斷允許控制寄存器IE

與80C51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷有關(guān)的控制寄存器EX0(IE.0)，外部中斷0允許位；ET0(IE.1)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷允許位；

EX1(IE.2)，外部中斷0允許位；ET1(IE.3)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷允許位；ES（IE.4)，串行口中斷允許位；EA(IE.7)，CPU中斷允許（總允許）位。

二、工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。80C51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。與80C51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷有關(guān)的控制寄存器GATE：門控位。GATE＝0時(shí)，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作；GATA＝1時(shí)，要用軟件使TR0或TR1為1，同時(shí)外部中斷引腳INT0/1也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作。即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)條件，加上了INT0/1引腳為高電平這一條件。

:定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。＝0為定時(shí)模式；=1為計(jì)數(shù)模式。M1M0：工作方式設(shè)置位。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進(jìn)行設(shè)置。三、控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中斷。TCON的高4位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0。T1工作時(shí)，CPU可隨時(shí)查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。TR1（TCON.6）：T1運(yùn)行控制位。TR1置1時(shí)，T1開始工作；TR1置0時(shí)，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。TR0（TCON.4）：T0運(yùn)行控制位，其功能與TR1類同。與80C51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷有關(guān)的控制寄存器

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式

一、方式0

方式0為13位計(jì)數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時(shí)向TH0進(jìn)位，TH0溢出時(shí)，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。

二、方式1方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：

定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例

初始化程序應(yīng)完成如下工作：1.對(duì)TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式。2.計(jì)算初值,并將其寫入TH0、TL0或TH1、TL1。3.中斷方式時(shí)，則對(duì)IE賦值，開放中斷。4.使TR0或TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。void函數(shù)名（）interruptnusingm{

函數(shù)體….}中斷服務(wù)函數(shù)n

中斷號(hào)m

工作寄存器組例利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時(shí)，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz。例利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的方式1，在數(shù)碼管低兩位上循環(huán)顯示0-59，每1S數(shù)字加1。設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz。知識(shí)點(diǎn)1：基本if選擇語(yǔ)句if（表達(dá)式）{

語(yǔ)句組；}當(dāng)表達(dá)式的結(jié)果為“真”時(shí)執(zhí)行其后的語(yǔ)句組，否則跳過該語(yǔ)句，繼續(xù)執(zhí)行下面的語(yǔ)句。在if語(yǔ)句中，花括號(hào){}里面的語(yǔ)句組如果只有一條語(yǔ)句，可以省略花括號(hào)。知識(shí)點(diǎn)2：if-else選擇語(yǔ)句if（表達(dá)式）{

語(yǔ)句組1；}else{

語(yǔ)句組2；}當(dāng)表達(dá)式的結(jié)果為“真”時(shí)執(zhí)行其后的語(yǔ)句組1，否則執(zhí)行語(yǔ)句組2。知識(shí)點(diǎn)3：if-else-if選擇語(yǔ)句if（表達(dá)式1）{

語(yǔ)句組1；}elseif（表達(dá)式2）{

語(yǔ)句組2；}…elseif（表達(dá)式n）{

語(yǔ)句組n；}else{

語(yǔ)句組n+1；}例利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的方式1，使發(fā)光二極管每1S閃爍1次。設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz。例利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的方式1，在數(shù)碼管上顯示一個(gè)簡(jiǎn)易時(shí)鐘。設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz。使用T0定時(shí)1S(25ms*40次),實(shí)現(xiàn)流水燈自上而下使用T1定時(shí)2S(40ms*50次),實(shí)現(xiàn)流水燈自下而上使用T1定時(shí)1S(20ms*50次),實(shí)現(xiàn)流水燈自上而下使用T0