單片機(jī)原理及應(yīng)用項(xiàng)目化教程課件項(xiàng)目四 定時(shí)器與數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示

項(xiàng)目四定時(shí)器與數(shù)碼管

動(dòng)態(tài)顯示項(xiàng)目描述

定時(shí)器用來實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)，是單片機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛，大家一定要完全理解并熟練掌握定時(shí)器的應(yīng)用。本項(xiàng)目利用定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，利用六位數(shù)碼管分別顯示時(shí)鐘的時(shí)、分、秒等信息。定時(shí)器4.1.1定時(shí)器的初步認(rèn)識(shí)

學(xué)習(xí)定時(shí)器之前，我們先來了解單片機(jī)時(shí)序中的幾個(gè)概念：時(shí)鐘周期、機(jī)器周期和指令周期。

時(shí)鐘周期：時(shí)鐘周期T是時(shí)序中最小的時(shí)間單位，具體計(jì)算的方法就是1/時(shí)鐘源頻率，我們KST-51單片機(jī)開發(fā)板上用的晶振是11.0592M，那么對(duì)于我們這個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)來說，時(shí)鐘周期=1/11059200秒。定時(shí)器

機(jī)器周期：單片機(jī)完成一個(gè)操作的最短時(shí)間。機(jī)器周期主要針對(duì)匯編語言而言，在匯編語言下程序的每一條語句執(zhí)行所使用的時(shí)間都是機(jī)器周期的整數(shù)倍，而且語句占用的時(shí)間是可以計(jì)算出來的。51單片機(jī)系列，在其標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)下一個(gè)機(jī)器周期是12個(gè)時(shí)鐘周期，也就是12/11059200秒。定時(shí)器指令周期：執(zhí)行一條指令(這里指匯編語言指令)所需要的時(shí)間稱為指令周期，指令周期是時(shí)序中的最大單位。由于機(jī)器執(zhí)行不同指令所需時(shí)間不同，因此不同指令所包含的機(jī)器周期數(shù)也不盡相同。51系列單片機(jī)的指令可能包括1～4個(gè)不等的機(jī)器周期。通常，包含一個(gè)機(jī)器周期的指令稱為單周期指令，包含兩個(gè)機(jī)器周期的指令稱為雙周期指令，等等。指令所包含的機(jī)器周期數(shù)決定了指令的運(yùn)算速度，機(jī)器周期數(shù)越少的指令，其執(zhí)行速度越快。定時(shí)器

定時(shí)器用來進(jìn)行定時(shí)。定時(shí)器內(nèi)部有一個(gè)寄存器，開始計(jì)數(shù)后，這個(gè)寄存器的值每經(jīng)過一個(gè)機(jī)器周期(也就是12/11059200秒)就會(huì)自動(dòng)加1。加到一定的值時(shí)會(huì)自動(dòng)溢出，后面會(huì)講到定時(shí)器有多種工作模式，分別使用不同的位寬（指使用多少個(gè)二進(jìn)制位），假如是16位的定時(shí)器，也就是2個(gè)字節(jié)，最大值就是65535，那么加到65535后，再加1就算溢出，對(duì)于51單片機(jī)來說，溢出后，這個(gè)值會(huì)直接變成0。從某一個(gè)初始值開始，經(jīng)過確定的時(shí)間后溢出，這個(gè)過程就是定時(shí)的含義。定時(shí)器4.1.2定時(shí)器的寄存器標(biāo)準(zhǔn)的51單片機(jī)內(nèi)部有T0和T1這兩個(gè)定時(shí)器。（1）定時(shí)值存儲(chǔ)寄存器下表的寄存器是存儲(chǔ)定時(shí)器的計(jì)數(shù)值的。TH0/TL0用于T0，TH1/TL1用于T1。先學(xué)習(xí)如何看寄存器TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON1、先分清每一位屬于哪個(gè)模塊2、查看每一位是可讀、可寫、可讀寫位的哪一種3、看每一位的具體功能以及在0或1時(shí)分別是什么狀態(tài)4、如何通過指令設(shè)置寄存器或者寄存器某一位的值5、寄存器的物理地址定時(shí)器（2）定時(shí)器控制寄存器TCON(地址0x88、可位尋址)TF0/TF1：T0/T1計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位?？捎糜谏暾?qǐng)中斷或供CPU查詢。在進(jìn)入中斷服務(wù)程序時(shí)會(huì)自動(dòng)清零；但在查詢方式時(shí)必須軟件清零。

=1：計(jì)數(shù)溢出；=0：計(jì)數(shù)未滿。TR0/TR1：T0/T1啟停控制位。

=1：啟動(dòng)計(jì)數(shù)；=0：停止計(jì)數(shù)。低四位IE1、IT1、IE0、IT0用于外部中斷，下一章再做介紹。

M1，M0：工作方式選擇位。

=00：13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；

=01：16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（常用）；

=10：可自動(dòng)重裝的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（常用）；

=11：T0分為2個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；僅適用于T0。

C/：定時(shí)方式/計(jì)數(shù)方式選擇位。

=1：選擇計(jì)數(shù)器工作方式，對(duì)T0/T1引腳輸入外部事件的負(fù)脈沖計(jì)數(shù)；

=0：選擇定時(shí)器工作方式，對(duì)機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)定時(shí)。GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0定時(shí)器（3）定時(shí)器模式寄存器TMOD（地址0x89、不可位尋址）GATE:門控位，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟/?？捎绍浖c硬件兩者控制

=0：軟件控制，只由TCON中的啟/?？刂莆籘R0/TR1控制 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟/停。

=1：硬件控制，由外部中斷請(qǐng)求信號(hào)/和TCON中 的啟/?？刂莆籘R0/TR1組合狀態(tài)控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟/停。定時(shí)器定時(shí)器定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的4種工作方式M1M0工作方式功能描述00工作方式013位計(jì)數(shù)器01工作方式116位計(jì)數(shù)器10工作方式2自動(dòng)再裝入8位計(jì)數(shù)器11工作方式3定時(shí)器0：分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，定時(shí)器1：停止計(jì)數(shù)

MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器共有4種工作模式，現(xiàn)以T0為例加以介紹，T1與T0的工作原理相同，但在方式3下，T1停止計(jì)數(shù)。1．工作方式0（M1M0=00，13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器）由TH0的全部8位和TL0的低5位（TL0的高3位未用）構(gòu)成13位加1計(jì)數(shù)器，當(dāng)TL0低5位計(jì)數(shù)滿時(shí)直接向TH0進(jìn)位，并當(dāng)全部13位計(jì)數(shù)滿溢出時(shí)，溢出標(biāo)志位TF0置“1”。2．工作方式1（M1M0=01，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器）由TH0和TL0構(gòu)成16位加1計(jì)數(shù)器，其他特性與工作方式0相同。定時(shí)器3．工作方式2（M1M0=10，自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)初值的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器）

16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被拆成兩個(gè)8位寄存器TH0和TL0，CPU在對(duì)它們初始化時(shí)必須裝入相同的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初值。以TL0作計(jì)數(shù)器，而TH0作為預(yù)置寄存器。當(dāng)計(jì)數(shù)滿溢出時(shí)，TF0置“1”，同時(shí)TH0將計(jì)數(shù)初值以硬件方法自動(dòng)裝入TL0。這種工作方式很適合于那些重復(fù)計(jì)數(shù)的應(yīng)用場合（如串行數(shù)據(jù)通信的波特率發(fā)生器）。定時(shí)器4、工作方式3(M1M0=11，2個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，僅適用于T0）TL0：8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，使用T0原有控制資源TR0和TF0，其功能和操作與方式0或方式1完全相同。TH0：只能作為8位定時(shí)器，借用T1的控制位TR1和TF1，只能對(duì)片內(nèi)機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)。在方式3模式下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0可以構(gòu)成兩個(gè)定時(shí)器或者一個(gè)定時(shí)器和一個(gè)計(jì)數(shù)器。

一般，只有在T1以方式2運(yùn)行（當(dāng)波特率發(fā)生器用）時(shí)，才讓T0工作于方式3下。定時(shí)器定時(shí)器例：設(shè)定定時(shí)器1為定時(shí)工作方式，要求軟件啟動(dòng)定時(shí)器1按方式2工作。定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式，要求由軟件啟動(dòng)定時(shí)器0，按方式1工作。怎么來實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求呢？①控制定時(shí)器1工作在定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式是哪個(gè)位？

位（D6）是定時(shí)或計(jì)數(shù)功能選擇位，當(dāng)=0時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器就為定時(shí)工作方式。②設(shè)定定時(shí)器1按方式2工作。要使定時(shí)/計(jì)數(shù)器1工作在方式2，M0（D4）M1（D5）的值必須是10。③設(shè)定定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式。當(dāng)=1時(shí)，就工作在計(jì)數(shù)器方式。④由軟件啟動(dòng)定時(shí)器0，當(dāng)門控位GATE=0時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟停就由軟件控制。定時(shí)器⑤設(shè)定定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作在方式1，使定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作在方式1，M0（D0）M1（D1）的值必須是01。

從上面的分析我們可以知道，只要將TMOD的各位，按規(guī)定的要求設(shè)置好后，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器就會(huì)按我們預(yù)定的要求工作。我們分析的這個(gè)例子最后各位的情況如下： D7D6D5D4D3D2D1D0 00100101

二進(jìn)制數(shù)00100101b=十六進(jìn)制數(shù)25H。所以執(zhí)行TMOD=0x25(或者用匯編語言MOVTMOD,#25H)這條指令就可以實(shí)現(xiàn)上述要求。定時(shí)器4.1.3定時(shí)器初始化

由于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能是由軟件編程確定的，所以一般在使用前都要對(duì)其進(jìn)行初始化，初始化的步驟一般如下：（1）確定工作方式（即對(duì)TMOD賦值）；（2）預(yù)置定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值（可直接將初值寫入TH0、TL0或TH1、TL1）；（3）根據(jù)需要開放定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷（直接對(duì)IE位賦值）（4）啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（若已規(guī)定用軟件啟動(dòng)，則可把TR0或TR1置“1”；若已規(guī)定由外中斷引腳電平啟動(dòng)，則需給外引腳加啟動(dòng)電平。）。定時(shí)器下面介紹一下確定時(shí)時(shí)/計(jì)數(shù)器初值的具體方法。在不同工作方式下計(jì)數(shù)器位數(shù)不同，最大計(jì)數(shù)值也不同?，F(xiàn)假設(shè)最大計(jì)數(shù)值為M，那么各方式下的最大值M值如下：方式0：M=213=8192方式1：M=216=65536方式2：M=28=256方式3：定時(shí)器0分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，所以兩個(gè)M均為256。

因?yàn)槎〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器是作“加1”計(jì)數(shù)，并在計(jì)數(shù)滿溢出時(shí)產(chǎn)生中斷，因此初值X可以這樣計(jì)算： X=M-計(jì)數(shù)值定時(shí)器例：選擇T1方式0用于定時(shí)，在P1.1輸出周期為1ms方波，晶振

fosc=6MHz。解：根據(jù)題意，只要使P1.1每隔500us取反一次即可得到1ms的方波，因而T1的定時(shí)時(shí)間為500us，因定時(shí)時(shí)間不長,取方式1即可。則M1M0=1；因是定時(shí)器方式，所以=0；在此用軟件啟動(dòng)T1,所以GATE=0。T0不用,方式字可任意設(shè)置，只要不使其進(jìn)入方式3即可，一般取0，故TMOD=10H。計(jì)算500us定時(shí)T1初始值：

機(jī)器周期：T=12/fosc=12/（6×106）Hz=2μs設(shè)初值為X，則：（216－X）×2×10-6s=500×10-6s定時(shí)器X=216-250=65286=FF06H=1111111100000110B因此TH1=FFH，TL1=06H。初始化程序如下：TMOD=0x10; //定時(shí)器1方式1TH1=0XFF;TL1=0X06; //裝入時(shí)間常數(shù)TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)器定時(shí)器4.1.4定時(shí)器中斷1、中斷的基本概念

中斷的定義：所謂“中斷”，是指CPU執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)特殊請(qǐng)求，CPU暫時(shí)中止當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去處理更緊急的事件（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），處理完畢（中斷服務(wù)完成）后，CPU自動(dòng)返回原程序的過程。

中斷后轉(zhuǎn)向執(zhí)行的程序叫中斷服務(wù)程序或中斷處理程序。原程序被斷開的位置(地址)叫作斷點(diǎn)。

發(fā)出中斷信號(hào)的設(shè)備稱為中斷源。中斷源要求中斷服務(wù)所發(fā)出的標(biāo)志信號(hào)稱為中斷請(qǐng)示或中斷申請(qǐng)。

定時(shí)器

中斷源向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，CPU經(jīng)過判斷認(rèn)為滿足條件，則對(duì)中斷源作出答復(fù)，這叫中斷響應(yīng)。中斷響應(yīng)后就去處理中斷源的有關(guān)請(qǐng)求，即轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。2.引入中斷的主要優(yōu)點(diǎn)（1）提高CPU工作效率（2）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理功能（3）實(shí)現(xiàn)分時(shí)操作定時(shí)器3.STC89C52中斷源 STC89C52單片機(jī)共有6個(gè)中斷源。它們分別是：2個(gè)外部中斷，4個(gè)片內(nèi)中斷，即定時(shí)器T0的溢出中斷、定時(shí)器T1的溢出中斷、定時(shí)器T2的溢出中斷和串行口中斷；這6個(gè)中斷源，可以根據(jù)需要隨時(shí)向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)。（1）外部中斷源

外部中斷是由外部信號(hào)引起的，請(qǐng)求有兩種信號(hào)觸發(fā)方式，即低電平觸發(fā)和下降沿觸發(fā)。外部中斷請(qǐng)求的這兩種信號(hào)方式，可通過設(shè)置寄存器TCON中的IT0和IT1位狀態(tài)的值來設(shè)定。定時(shí)器控制寄存器TCON各位定義如下表所示。定時(shí)器IE0/IE1：外部中斷申請(qǐng)標(biāo)志位（由硬件自動(dòng)置位，中斷響

應(yīng)后轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件自動(dòng)清0）

=0：沒有外部中斷申請(qǐng)；

=1：有外部中斷申請(qǐng)。IT0/IT1：外部中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式控制位(可由用戶通過軟

件設(shè)置）。 =0：在端申請(qǐng)中斷的信號(hào)低電平有效； =1：在端申請(qǐng)中斷的信號(hào)負(fù)跳變有效。定時(shí)器（2）定時(shí)器溢出中斷源

定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生，屬于內(nèi)部中斷。STC89C52內(nèi)部有三個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1和T2，最常用的是T0和T1，它們以計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)的。當(dāng)它作為定時(shí)器使用時(shí)，其計(jì)數(shù)信號(hào)來自于CPU內(nèi)部的機(jī)器周期脈沖，當(dāng)它作為計(jì)數(shù)器使用時(shí)，其計(jì)數(shù)信號(hào)來自于CPU的T0(P3.4)、T1(P3.5)引腳。

在啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器后，每來一個(gè)機(jī)器周期或在對(duì)應(yīng)的引腳上每檢測(cè)到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器就加1一次，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值從全1變?yōu)槿?時(shí)，就去置位一個(gè)溢出標(biāo)志位，CPU查詢到后就知道有定時(shí)/計(jì)數(shù)器的溢出中斷的申請(qǐng)。定時(shí)器（3）串行中斷源

串行口中斷源分為串行口發(fā)送中斷和串行口接收中斷兩種。串行中斷是為串行數(shù)據(jù)傳送的需要而設(shè)置的。每當(dāng)串行口發(fā)送完一組串行數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)使串行口控制寄存器SCON中的串行發(fā)送中斷標(biāo)志位TI置1，每當(dāng)串行口接收完一組串行數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)使串行接收中斷標(biāo)志位RI置1，作為串行口中斷請(qǐng)求標(biāo)志，產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求。串行口控制寄存器SCON的內(nèi)容如下表所示。SCOND7D6D5D4D3D2D1D0位符號(hào)SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H定時(shí)器其中與中斷請(qǐng)求標(biāo)志有關(guān)的位如下：①TI:串行口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位

當(dāng)發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)后，由硬件置“1”；在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序后，需要用軟件對(duì)該位清“0”。②RI:串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位

當(dāng)接收完一幀串行數(shù)據(jù)后，由硬件置“1”；在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序后，需要用軟件對(duì)該位清“0”。串行中斷請(qǐng)求由TI和RI的邏輯或得到。就是說，無論是發(fā)送標(biāo)志還是接收標(biāo)志，都會(huì)產(chǎn)生串行中斷請(qǐng)求。4．中斷控制51系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如下圖所示定時(shí)器定時(shí)器對(duì)中斷信號(hào)進(jìn)行鎖存、屏蔽、優(yōu)先級(jí)控制是通過設(shè)置一些特殊功能寄存器，如寄存器TCON、SCON、IE和IP來進(jìn)行的。（1）中斷允許控制寄存器IE（0A8H）

EAESET1EX1ET0EX0EX0/EX1/ET0/ET1/ES位：分別是

，T0/T1，串行口的中斷允許控制位。

=0：禁止中斷；

=1：允許中斷。EA：總的中斷允許控制位（總開關(guān)）：

=0：禁止全部中斷；

=1：允許中斷。（4）中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP（0B8H）

51單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源都可設(shè)置為高或低中斷優(yōu)先級(jí)，以便CPU對(duì)所有的中斷實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。51單片機(jī)內(nèi)部中斷系統(tǒng)對(duì)各中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)定，稱為自然優(yōu)先級(jí)。如下表所示。中斷源入口地址中斷號(hào)優(yōu)先級(jí)別說

明外部中斷00003H0高低來自P3.2引腳（INT0）的外部中斷請(qǐng)求定時(shí)/計(jì)數(shù)器0000BH1定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷請(qǐng)求外部中斷10013H2來自P3.3引腳（INT1）的外部中斷請(qǐng)求定時(shí)/計(jì)數(shù)器1001BH3定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷請(qǐng)求串行口0023H4串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接受請(qǐng)求定時(shí)/計(jì)數(shù)器2002BH5定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2溢出中斷請(qǐng)求↓

中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP（0B8H）

PSPT1

PX1

PT0PX0PX0/PX1：優(yōu)先級(jí)控制位：

=0：屬低優(yōu)先級(jí)；

=1：屬高優(yōu)先級(jí)。PT0/PT1：T0/T1中斷優(yōu)先級(jí)控制位：

=0：屬低優(yōu)先級(jí)；

=1：屬高優(yōu)先級(jí)。PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位：

=0：屬低優(yōu)先級(jí)；

=1：屬高優(yōu)先級(jí)。定時(shí)器中斷優(yōu)先級(jí)處理原則：對(duì)同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷申請(qǐng)時(shí)：不同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)：先高后低相同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)：按序執(zhí)行正處理低優(yōu)先級(jí)中斷又接到高級(jí)別中斷：高打斷低

正處理高優(yōu)先級(jí)中斷又接到低級(jí)別中斷：高不理低定時(shí)器定時(shí)器5．C51中的中斷函數(shù)

在C51中規(guī)定，中斷服務(wù)程序中，必須指定對(duì)應(yīng)的中斷號(hào)，用中斷號(hào)確定該中斷服務(wù)程序是哪個(gè)中斷所對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序。（1）中斷服務(wù)程序格式為：void

函數(shù)名（參數(shù)）interruptnusingm{

函數(shù)體語句；}

其中：interrupt后面的n是中斷號(hào)；關(guān)鍵字using后面的m是所選擇的寄存器組，取值范圍是0-3，定義中斷函數(shù)時(shí)，using是一個(gè)選項(xiàng)，可以省略不用。定時(shí)器（2）使用中斷函數(shù)時(shí)要注意的問題①在設(shè)計(jì)中斷時(shí)，要注意的是哪些功能應(yīng)該放在中斷程序中，哪些功能應(yīng)該放在主程序中。②中斷函數(shù)不能傳遞參數(shù)。③中斷函數(shù)沒有返回值。④中斷函數(shù)調(diào)用其他函數(shù)，則要保證使用相同的寄存器組，否則出錯(cuò)。⑤中斷函數(shù)使用浮點(diǎn)運(yùn)算要保存浮點(diǎn)寄存器的狀態(tài)。定時(shí)器4.1.5定時(shí)器的應(yīng)用

利用定時(shí)器T0中斷控制KST-51開發(fā)板上的8個(gè)LED燈每秒鐘閃爍一次。①確定TMOD寄存器值

設(shè)置T0工作在定時(shí)模式，工作方式1，起停由TR0控制，由TMOD寄存器結(jié)構(gòu)可知，其初值為0x01；②確定計(jì)數(shù)初值

開發(fā)板上使用的晶振為11.0592MHz，最長定時(shí)時(shí)間是工作在方式1下，其初值為0時(shí)，此時(shí)定時(shí)時(shí)間為(216-0)×12/(11.0592×106)=0.0711s，因此，單純用定時(shí)器無法實(shí)現(xiàn)1s的定時(shí)。定時(shí)器

一般采用軟件計(jì)數(shù)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思想為：定義一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器變量cnt，初始化為0，先用T0實(shí)現(xiàn)一個(gè)50ms的定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間到之后并不是立即閃爍變換(取反P0)，而是將計(jì)數(shù)器cnt的值加1，如果軟件計(jì)數(shù)器cnt到了20，再取反P0，并清除軟件計(jì)數(shù)器中的值，否則直接返回，這樣，20次定時(shí)中斷后才取反一次P0，定時(shí)時(shí)間為20×50=1000ms=1s。因此，定時(shí)初值可通過如下公式計(jì)算：

計(jì)算可得，初值X=19456=0x4C00，可得，TH0=4C,TL0=00。定時(shí)器③確定IE寄存器的值 IE寄存器中與定時(shí)器T0中斷相關(guān)的位有兩個(gè)，中斷總開關(guān)EA，定時(shí)器T0中斷允許控制位ET0，若要單片機(jī)能相應(yīng)T0中斷，這兩個(gè)位都應(yīng)為1.④源程序編寫#include<reg52.h>sbitADDR0=P1^0;sbitADDR1=P1^1;sbitADDR2=P1^2;sbitADDR3=P1^3;sbitENLED=P1^4;unsignedcharcnt=0;//定義一個(gè)計(jì)數(shù)變量，記錄T0溢出次數(shù)定時(shí)器voidmain(){ENLED=0;ADDR3=1;ADDR2=1;ADDR1=1;ADDR0=0;TMOD=0x01;//設(shè)置T0為模式1TH0=0x4C;//為T0賦初值0xB800TL0=0x00;EA=1;ET0=1;TR0=1;//啟動(dòng)T0while(1);}voidclock()interrupt1{ cnt++; TH0=0x4C; TL0=0x00; if(cnt==20) { P0=~P0; cnt=0; }}

將上述程序編譯一下，并下載到單片機(jī)中，觀察運(yùn)行結(jié)果并分析。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示4.2.1動(dòng)態(tài)顯示的基本原理

多個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)字的時(shí)候，我們實(shí)際上是輪流點(diǎn)亮數(shù)碼管（一個(gè)時(shí)刻內(nèi)只有一個(gè)數(shù)碼管是亮的），利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象（也叫余輝效應(yīng)），就可以做到看起來是所有數(shù)碼管都同時(shí)亮了，這就是動(dòng)態(tài)顯示，也叫做動(dòng)態(tài)掃描。

例如：有2個(gè)數(shù)碼管，我們要顯示“12”這個(gè)數(shù)字，先讓高位的位選三極管導(dǎo)通，然后控制段選讓其顯示“1”，延時(shí)一定時(shí)間后再讓低位的位選三極管導(dǎo)通，然后控制段選讓其顯示“2”。把這個(gè)流程以一定的速度循環(huán)運(yùn)行就可以讓數(shù)碼管顯示出“12”，由于交替速度非常快，人眼識(shí)別到的就是“12”這兩位數(shù)字同時(shí)亮了。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示

那么要多長時(shí)間完成一次全部數(shù)碼管的掃描呢（很明顯：整體掃描時(shí)間=單個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r間*數(shù)碼管個(gè)數(shù)）？答案是：10ms以內(nèi)。只要刷新率大于100Hz，即刷新時(shí)間小于10ms，就可以做到無閃爍，這是動(dòng)態(tài)掃描的硬性指標(biāo)。有最小值的限制嗎？理論上沒有，但實(shí)際上做到更快的刷新卻沒有任何進(jìn)步的意義了，因?yàn)橐呀?jīng)無閃爍了，再快也還是無閃爍，只是徒然增加CPU的負(fù)荷而已（因?yàn)?秒內(nèi)要執(zhí)行更多次的掃描程序）。所以，通常我們?cè)O(shè)計(jì)程序的時(shí)候，都是取一個(gè)接近10ms，又比較規(guī)整的值就行了。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示4.2.2數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示應(yīng)用

利用定時(shí)中斷設(shè)計(jì)一個(gè)電子時(shí)鐘并通過6位數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒。①LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式

動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)態(tài)顯示方式驅(qū)動(dòng)電路數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示

在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，但動(dòng)態(tài)顯示更能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示②60進(jìn)制計(jì)數(shù)程序設(shè)計(jì)說明1）一位計(jì)數(shù)方法：unsignedchartime=0//定義變量time為計(jì)數(shù)值，初值為0voidcalc()//計(jì)數(shù)程序{time[0]++;//計(jì)數(shù)值加1if(time[0]>59)//判斷計(jì)數(shù)是否到59time[0]=0;//到59，則計(jì)數(shù)從0重新開始}voidconvert()//計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換程序{ display_data[0]=time/10;//對(duì)計(jì)數(shù)值取整得到計(jì)數(shù)的十位 display_data[1]=time%10;//對(duì)計(jì)數(shù)值求余得到計(jì)數(shù)的個(gè)位}數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示2）分別計(jì)數(shù)方法inttime[]={0,0}//time[0]用于個(gè)位計(jì)數(shù)，time[1]用于存放十位計(jì)數(shù)voidcalc()//計(jì)算程序{ time[0]++;//個(gè)位計(jì)數(shù)， if(time[0]>9)//判斷是否計(jì)數(shù)到9 { time[0]=0;//若計(jì)數(shù)到9，則十位加1，個(gè)位重新從0開始 time[1]++; iftime[1]>5;//判斷十位是否計(jì)數(shù)到5 { time[1]=0//若十位計(jì)數(shù)到5，則計(jì)數(shù)重新開始 } }}數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示4.2.3源程序編寫#include<reg52.h>#defineucharunsignedcharsbitADDR0=P1^0;sbitADDR1=P1^1;sbitADDR2=P1^2;sbitADDR3=P1^3;

sbitENLED=P1^4;ucharcnt=0;//定義一個(gè)計(jì)數(shù)變量，記錄T0溢出次數(shù)ucharsec=0,min=0,hour=0;unsignedcharcodeLedChar[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8