片机项目实践教程-项目四倒计时课件.ppt
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- 项目 实践 教程 倒计时 课件
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1、 微控制器系统设计与应用微控制器系统设计与应用 刘燎原刘燎原 江苏建筑职业技术学院江苏建筑职业技术学院回顾:回顾:u(一)动态显示(一)动态显示u1.什么是动态显示什么是动态显示u2.动态显示步骤动态显示步骤 1个数码管步骤:个数码管步骤:(1)送段值)送段值 (2)送位选(公共端)送位选(公共端)(3)延时)延时 (4)关闭)关闭 3.加驱动方法加驱动方法 三极管三极管 锁存器锁存器实验总结:实验总结:u 实验板数码管动态显示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(例如假设要求第一个数码管先显示百位(例如2),则:),则:1.送段值送段值:P0输出段值输出段值5BH,P2.6=1
2、(数据进入)(数据进入),P2.6=0(数据锁存)(数据锁存),段值送段值送入数码管的段值端;入数码管的段值端;2.送位选送位选:P0输出位选值输出位选值FEH,P2.7=1(数据进入)(数据进入),P2.7=0(数据锁存)(数据锁存),位位选值送入数码管的位选端;选值送入数码管的位选端;3.延时延时其他两个数码管类似这三个步骤。其他两个数码管类似这三个步骤。回顾:回顾:u(二)中断(二)中断u1.中断源中断源u 5个个u2.中断优先级中断优先级u 2个个 3.外部中断外部中断 P3.2,P3.3 4.外部中断寄存器外部中断寄存器 IE:EA,EX0,ET0,EX1,ET1,ES TCON:I
3、E0,IT0,IE1,IT1 IP:PX0,PT0,PX1,PT1,PS 中断程序如何编写?中断程序如何编写?uVoid main uu 中断初始化;中断初始化;u 一边做平时的工作,一边等待中断来;一边做平时的工作,一边等待中断来;uuVoid 名字(名字()interrupt 0/3uu 要求要求CPU做的事情;做的事情;u 项目四 倒计时倒计时 -单片机定时计数器上节课复习上节课复习u 举出生活中中断的例子。举出生活中中断的例子。u 中断过程包括哪几个步骤?中断过程包括哪几个步骤?中断请求、中断响应、中断处理、中断返回中断请求、中断响应、中断处理、中断返回u 单片机内有哪个中断源。单片机
4、内有哪个中断源。外部中断:外部中断:2 内部中断:内部中断:3 定时器定时器/计数器计数器导入:单片机应用系统中定时计数的需求:导入:单片机应用系统中定时计数的需求:u 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。酒瓶的计数装置等。以实现定时控制以实现定时控制;以实现对外界事件进行计数。以实现对外界事件进行计数。u 用到定时用到定时/计数计数u 实现定时实现定时/实现方式:实现方式:u 1.1.软件定时;(延时程序)占用软件定时;(延时程序)占用CPUCPUu 2.2.不可编程硬件定时(不可编程硬件定时(
5、555555););u 3.3.可编程定时可编程定时 (82538253,单片机定时,单片机定时/计数器)计数器)AT89S51AT89S51内部有两个定时内部有两个定时/计数器计数器 定时计数器到底是什么?定时计数器到底是什么?一、定时一、定时/计数器概述计数器概述u 1.核心核心 定时定时/计数器的核心部件是计数器的核心部件是16位二进制加位二进制加1计数器计数器(TH0、TL0或或TH1、TL1)。特性:特性:(1)每来一个计数脉冲信号,)每来一个计数脉冲信号,T0或或T1会在会在原来计数值原来计数值(或初值)的基(或初值)的基础上础上加加1.(2)直到直到计满计满,再来一脉冲,计数值清
6、,再来一脉冲,计数值清0 0,会发生,会发生溢出。溢出。向向CPUCPU发出中断请求,告诉发出中断请求,告诉CPUCPU这次计数结束。再开始这次计数结束。再开始下一轮下一轮计数。计数。这就像闹钟定时的时间一到,闹钟就会响一样这就像闹钟定时的时间一到,闹钟就会响一样。2.2.计数和定时有什么不同计数和定时有什么不同 类比生活中计数,定时(定时类比生活中计数,定时(定时1 1分钟)分钟)所以所以定时也是一种计数定时也是一种计数16位加位加1计数器计数器 00H 20H计数脉冲 21H FFH FFH计数脉冲 TF 1向向CPU发出中断请求发出中断请求3.3.单片机中的定时、计数器单片机中的定时、计
7、数器两个定时两个定时/计数器分别叫计数器分别叫T0,T1T0,T1计数脉冲从哪来?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(当需要计数时,计数脉冲来自于外部脉冲源(P3.4,P3.5)P3.4,P3.5)当需要定时时,计数脉冲来自于系统机器周期当需要定时时,计数脉冲来自于系统机器周期(时钟振荡器经时钟振荡器经1212分频以后的脉冲信分频以后的脉冲信号号)。u(1)(1)计数器计数器l对外部信号对外部信号计数计数,外部计数脉冲从,外部计数脉冲从T0(P3.4)T0(P3.4)和和T1(P3.5)T1(P3.5)输入,开关接在下面,来输入,开关接在下面,来一个脉冲(下降沿),将加一个
8、脉冲(下降沿),将加1 1计数。计数。脉冲脉冲信号信号u(2 2).定时器定时器u 定时器也是一种计数器。定时器也是一种计数器。u 开关接在上面,计数脉冲信号是振荡器经过开关接在上面,计数脉冲信号是振荡器经过1212分频后信号。分频后信号。这是什么信号?这是什么信号?l振荡器(晶振)的振荡器(晶振)的1212分频信号。分频信号。l如果晶振为如果晶振为12MHZ,12MHZ,则计数脉冲信号则计数脉冲信号T=12T=12*1/12M =1uS 1/12M =1uS(机器周期)(机器周期)l即定时就是即定时就是每过一个机器周期每过一个机器周期(1uS1uS),计数器加,计数器加1 1,直至计满溢出,
9、直至计满溢出,定时结束。定时结束。l定时器的定时时间与定时器的定时时间与晶振频率晶振频率和和计数次数计数次数、初值初值等有关有关。等有关有关。l若计数器对此信号计数若计数器对此信号计数100100次,则定时时间次,则定时时间=100=100 1 1 s s100100 s s。脉冲脉冲信号信号单片机如何定义定时或计数功能?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?单片机定时或计数的初值怎么设置?编程设定编程设定-单片机定时中断相关的寄存器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各种情况设置单片机处理定时中断的各种情况u 与定时计数有关的特殊功能寄存器与定时计数有关
10、的特殊功能寄存器,:定时器的高位,低位(,:定时器的高位,低位(存放计数值存放计数值),:定时器的高位,低位(,:定时器的高位,低位(存放计数值存放计数值):定时控制寄存器:定时控制寄存器:定时方式寄存器:定时方式寄存器二、定时计数器的相关寄存器二、定时计数器的相关寄存器(工作方式寄存器)(工作方式寄存器)定时器方式寄存器定时器方式寄存器TMODTMOD的作用是设置的作用是设置T0T0、T1T1的工作方式。的工作方式。TMODTMOD的格式:的格式:各位的功能说明:各位的功能说明:(1)(1)M1M1、M0M0位:工作方式选择位位:工作方式选择位 (1)(1)M1M1、M0M0位:工作方式选择
11、位位:工作方式选择位(2 2):计数):计数/定时功能选择位。定时功能选择位。=0=0,设置为,设置为定时器定时器方式,计数器的输入是内部时钟脉冲,其周方式,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计数的时间,所以称为定时器模式 =1=1,设置为,设置为计数器计数器方式,计数器的输入来自方式,计数器的输入来自T0T0(P3.4P3.4)或)或T1T1(P3.5P3.5)端的外部脉冲,对外部输入引脚)端的外部脉冲,对外部输入引脚T0T0(P3.4P3.4)
12、或)或T1T1(P3.5P3.5)的)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1/241/24。T/CT/CT/CM1 M0 方式方式说说 明明0 0013 位定时器(TH的 8 位和TL的低 5 位)0 1116 位定时器/计数器 1 02自动重装入初值的 8 位计数器 1 13 T0 分成两个独立的 8 位计数器,T1 在方式 3 时停止工作(3)(3)GATEGATE:门控位: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。用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号的影响。GATE=0GATE=0:定时的启动与外
13、部中断无关:定时的启动与外部中断无关,把把TCONTCON寄存器中的寄存器中的TR1(TR0)TR1(TR0)置置1 1即可启动即可启动定时器定时器1(1(定时器定时器0)0)。常用。常用。GATE=1GATE=1:由控制位:由控制位TR1(TR0)TR1(TR0)和引脚和引脚INT0(INT1)INT0(INT1)共同共同控制启动控制启动,只有在没只有在没有外部中断请求信号的情况下即外部中断引脚有外部中断请求信号的情况下即外部中断引脚 INT0(INT1)INT0(INT1)引脚引脚=1=1时时,把把TR1(TR0)TR1(TR0)置置1 1才能定时器启动。用于检测低电平时间。才能定时器启动
14、。用于检测低电平时间。例如:要设定例如:要设定T0T0工作在定时方式工作在定时方式2.2.TMOD=0X02;TMOD=0X02;不能位寻址不能位寻址00000010u 定时器定时器/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCONTCONu u TF0TF0、TF1TF1分别是定时器分别是定时器/计数器计数器T0T0、T1 T1 的溢出标志位的溢出标志位,加法计数器计满溢出时硬件加法计数器计满溢出时硬件自动自动置置1,1,申请中断。申请中断。u 对该标志位有两种处理方法:对该标志位有两种处理方法:一种是以中断方式工作,即一种是以中断方式工作,即TF1TF1置置1 1并申请中断,响应中断后,执行中断服
15、务程序,并申请中断,响应中断后,执行中断服务程序,并由硬件自动使并由硬件自动使TF1TF1清清0 0;另一种以查询方式工作,即通过查询该位是否为另一种以查询方式工作,即通过查询该位是否为1 1来判断是否溢出,来判断是否溢出,TF1TF1置置1 1后必须后必须用软件使用软件使TF1TF1清清0 0。u TR1TR1、TR0TR0 分别是定时器分别是定时器 /计数器计数器T1T1、T0 T0 的的定时器定时器1 1启停控制位启停控制位。GATE=0GATE=0时,用软件使时,用软件使TR1TR1置置1 1即启动定时器即启动定时器1 1,若用软件使,若用软件使TR1TR1清清0 0则停止定时器则停止
16、定时器1 1。GATE=1GATE=1时,用软件使时,用软件使TR1TR1置置1 1的同时外部中断的同时外部中断INT1INT1的引脚输入高电平才能启动定的引脚输入高电平才能启动定时器时器1 1。所以初始化时,只涉及到所以初始化时,只涉及到TR0/1TR0/1 例:启动例:启动TR0.TR0.u TCONTCON属于特殊功能寄存器,地址能被属于特殊功能寄存器,地址能被8 8整除,所以可位操作整除,所以可位操作.这里用位操作方便。这里用位操作方便。u TR0=1;TR0=1;TF1TF1TR1TR1TF0TF0TR0TR0IE1IE1IT1IT1IE0IE0IT0IT0u 寄存器总结:寄存器总结
17、:3个特殊功能寄存器个特殊功能寄存器 IE TMOD TCON导入:例如要求单片机检测计数导入:例如要求单片机检测计数200个脉冲信号?个脉冲信号?u 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,的方式进行计数,在计数器从全在计数器从全1变为全变为全0时,将自动产生溢出中断请求,表示此次定时,将自动产生溢出中断请求,表示此次定时、计数结束。时、计数结束。计数初值怎么设置?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
18、哪种?定时、计数器有四种工作方式,实际使用中应用选择哪种?u 三、定时三、定时/计数器的计数容量及初值计数器的计数容量及初值u 1 1最大计数容量最大计数容量(次数)(次数)u 最大计数容量与计数器的二进制位数有关,关系为最大计数容量与计数器的二进制位数有关,关系为2 2N Nu 举例,若为举例,若为2 2位计数器,位计数器,0000,0101,1010,1111,最大计数值为,最大计数值为2 2N N=4=4u 2.2.计数初值计数初值u 计数不一定是从计数不一定是从0 0开始,这要根据需要来设定。这个预先设定的开始,这要根据需要来设定。这个预先设定的计数起点值计数起点值称为称为计数初值。计
19、数初值。u u FFFFHFFFFHu 最大计数容量最大计数容量u 初值初值u u 0000H0000Hu 计数值计数值+初值初值=最大计数容量最大计数容量u 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多少水位计数值u 四定时四定时/计数器的工作方式计数器的工作方式 MCS-51单片机的单片机的T/C有有4种种工作方式工作方式,分别由分别由TMOD寄存器中的寄存器中的M1、M0两位的二进制编两位的二进制编码所决定。码所决定。u 1.方式方式0 13位计数器位计数器 在方式在方式0 0下,
20、下,T0T0和和T1T1工作在工作在1313位的定时位的定时/计数器方式,由计数器方式,由THTH的高的高 8 8 位和位和TLTL的低的低 5 5 位位组成。组成。u u 当当T1T1的低五位的低五位TL1TL1计满时向它的高八位计满时向它的高八位TH1TH1进位,当进位,当T1T1的的1313位计数器加到全部为位计数器加到全部为 1 1 以以后,再加后,再加1 1就产生溢出,这时置就产生溢出,这时置TCONTCON的的TF1TF1为为 1 1,同时把计数器全部变,同时把计数器全部变 0 0。然后从。然后从 0 0 开始继续计数。开始继续计数。u 计数值范围:计数值范围:0 01111111
21、111111(8191)u 最大计数容量最大计数容量213=8192u 如计数值为如计数值为N,则置入的初值,则置入的初值X为:为:u X+N=8192u 例如:若定时例如:若定时/计数器计数器T0的计数值为的计数值为1000,则初值为,则初值为7192,把初值转换成二进制数为把初值转换成二进制数为1110000011000B,则则TH0=11100000B,TL0=00011000B。脉冲脉冲信号信号u 2.方式方式1 16位计数器位计数器 在方式在方式1 1下,下,T0T0和和T1T1工作在工作在1616位的定时位的定时/计数器方式,由计数器方式,由THTH的的高高 8 8 位和位和TLT
22、L的低的低 8 8 位位组成。组成。u u 当当T1T1的低的低8 8位位TL1TL1计满时向它的高八位计满时向它的高八位TH1TH1进位,当进位,当T1T1的的1616位计数器加到位计数器加到全部为全部为 1 1 以后,再加以后,再加1 1就产生溢出,这时置就产生溢出,这时置TCONTCON的的TF1TF1为为 1 1,同时把计,同时把计数器全部变数器全部变 0 0。然后从。然后从 0 0 开始继续计数。开始继续计数。u 最大计数次数最大计数次数2 21616=65536=65536u 如计数值为如计数值为N N,则置入的初值,则置入的初值X X为:为:u X+N=65536X+N=6553
23、6u 如定时如定时/计数器计数器T0T0的计数值为的计数值为10001000,则初值为,则初值为65536-1000=6453665536-1000=64536,u 把初值转换成二进制数为把初值转换成二进制数为11111100111111000001100000011000B B,u 则则TH0=TH0=1111110011111100B B,TL0=TL0=0001100000011000B B。脉冲脉冲信号信号u 3 3方式方式2 2 8 8位自动重装初值计数器位自动重装初值计数器 在方式在方式2 2下,下,TL0TL0用作用作8 8位计数器,位计数器,TH0TH0用作初值寄存器。用作初值
24、寄存器。u 当当T1T1的的8 8位计数器加到全部为位计数器加到全部为 1 1 以后,再加以后,再加1 1就产生溢出,这时置就产生溢出,这时置TCONTCON的的TF1TF1为为 1 1;同时,;同时,TH1TH1中的初值装入中的初值装入TL1TL1TL1TL1又从初值开始计数。又从初值开始计数。u 最大计数次数最大计数次数2 28 8=256=256u 如计数值为如计数值为N N,则置入的初值,则置入的初值X X为:为:u X+N=256X+N=256u 如定时如定时/计数器计数器T0T0的计数值为的计数值为100100,则初值为,则初值为256-100=156256-100=156,u 把
25、初值转换成二进制数为把初值转换成二进制数为10011100B10011100B,u 则则TH0=TL0=10011100BTH0=TL0=10011100B。脉冲脉冲信号信号特别适合于产生比较精确的连特别适合于产生比较精确的连续脉冲信号。续脉冲信号。u 4 4方式方式3 3 2 2个独立的个独立的8 8位计数器位计数器 方式方式3 3只适用于定时器只适用于定时器T0T0,TL0TL0既能作定时器也能作计数器使用,而既能作定时器也能作计数器使用,而TH0TH0只能作定只能作定时器使用而不能作计数器使用。时器使用而不能作计数器使用。u比较比较:(方式0,1,2)1.31.3种方式的最大区别是种方式
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