數(shù)碼管靜態(tài)顯示及定時(shí)器和中斷應(yīng)

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第三講,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,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(Light Emitting Diode),顯示器、液晶,LCD(Liquid Crystal Display),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（,58,、,88,點(diǎn)陣等）。,使用,L

2、ED,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,LED,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,0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 1 2 3 4 5,0 x7d,0 x07,0 x7f ,0 x6f,0 x77,0 x7c,6 7 8 9 A B,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0 x00,C D E F,無(wú)顯示,LED,數(shù)碼顯示方式及

3、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(lái)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。,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。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。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(jué)暫留作用，使人的感覺(jué)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

4、在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。,中斷系統(tǒng),3.1 80C51,的中斷系統(tǒng),3.1.1 80C51,的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一、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(lái)事件,A,被中斷的地方繼續(xù)處理事件,A,（,中斷返回,），這一過(guò)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,

5、中斷源,。中斷源向,CPU,提出的中斷請(qǐng)求。,CPU,暫時(shí)中斷原來(lái)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(lái)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)）。,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)中斷技術(shù)不僅解決了快速主機(jī)與慢速,I/O,設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問(wèn)題，而且還具有如下優(yōu)點(diǎn)：,分時(shí)操作,。,CPU,可以分時(shí)為多個(gè),I/O,設(shè)備服務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)的利用率；,實(shí)時(shí)響應(yīng),。,CPU,能夠及時(shí)處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大增強(qiáng)；,可靠性高,。,CPU,具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。,80C51,

6、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,。,1,、（,P3.2,）可由,IT0(TCON.0),選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng),CPU,檢測(cè)到,P3.2,引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號(hào)時(shí)，中斷標(biāo)志,IE0(TCON.1),置,1,，向,CPU,申請(qǐng)中斷。,2,、,(P3.3,）可由,IT1(TCON.2),選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng),CPU,檢測(cè)到,P3.3,引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號(hào)時(shí)，中斷標(biāo)志,IE1(TCON.3),置,1,向,CPU,申請(qǐng)中斷。,3,、,TF0,（,TCON.5,），片內(nèi)定時(shí),/,

7、計(jì)數(shù)器,T0,溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T0,發(fā)生溢出時(shí)，置位,TF0,，并向,CPU,申請(qǐng)中斷。,4,、,TF1,（,TCON.7,），片內(nèi)定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T1,溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T1,發(fā)生溢出時(shí)，置位,TF1,，并向,CPU,申請(qǐng)中斷。,5,、,RI,（,SCON.0,）或,TI,（,SCON.1,），串行口中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí)置位,RI,或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí)置位,TI,，向,CPU,申請(qǐng)中斷。,二、中斷請(qǐng)求標(biāo)志,1,、,TCON,的中斷標(biāo)志,IT0,（,TCON.0,），外部中斷,0,觸發(fā)方式控制位。,當(dāng),IT0=0,時(shí)，

8、為電平觸發(fā)方式。,當(dāng),IT0=1,時(shí)，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。,IE0,（,TCON.1,），外部中斷,0,中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。,IT1,（,TCON.2,），外部中斷,1,觸發(fā)方式控制位。,IE1,（,TCON.3,），外部中斷,1,中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。,TF0,（,TCON.5,），定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T0,溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。,TF1,（,TCON.7,），定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T1,溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。,2,、,SCON,的中斷標(biāo)志,RI,（,SCON.0,），串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，由硬件置位,RI,。注意，,RI,必須由軟件清除。,TI,（,SCO

9、N.1,），串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng),CPU,將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送過(guò)程。每發(fā)送完一個(gè)串行幀，由硬件置位,TI,。,CPU,響應(yīng)中斷時(shí)，不能自動(dòng)清除,TI,，,TI,必須由軟件清除。,一、中斷允許控制,CPU,對(duì)中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器,IE,控制的。,3.1.3 80C51,中斷的控制,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

10、行口中斷允許位；,EA,(IE.7),，,CPU,中斷允許（總允許）位。,二、中斷優(yōu)先級(jí)控制,80C51,單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。每個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)都是由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器,IP,中的相應(yīng)位的狀態(tài)來(lái)規(guī)定的,。,PX0,（,IP.0,），外部中斷,0,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PT0,（,IP.1,），定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T0,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PX1,（,IP.2,），外部中斷,0,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PT1,（,IP.3,），定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T1,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PS,（,IP.4,），串行口優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PT2,(IP.5),，定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T2,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。,PX0,

11、（,IPH.0,），外部中斷,0,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PT0,（,IPH.1,），定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T0,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PX1,（,IPH.2,），外部中斷,0,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PT1,（,IPH.3,），定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T1,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PS,（,IPH.4,），串行口優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；,PT2,(IPH.5),，定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,T2,優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。,而,80C52,單片機(jī)有四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即可實(shí)現(xiàn)四級(jí)中斷服務(wù)嵌套。每個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器,IP,和,IPH,中的相應(yīng)位的狀態(tài)來(lái)規(guī)定的,。,同一優(yōu)先級(jí)中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問(wèn)題。同一優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，

12、由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級(jí)形成，其排列如所示：,設(shè)置,52,單片機(jī)的,4,個(gè)中斷源,使他們的優(yōu)順序?yàn)?T1,INT1,INT0,T0.,IPH=0X08;PT1=1;,IP =0X40;PX1=1;,80C51,單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)有三條原則：,CPU,同時(shí)接收到幾個(gè)中斷時(shí)，,首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別最高的中斷請(qǐng)求,。,正在進(jìn)行的中斷過(guò)程,不能被新的同級(jí)或低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求所中斷,。,正在進(jìn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，,能被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷,。,為了實(shí)現(xiàn)上述后兩條原則，,中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)用戶不能尋址的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器。,其中一個(gè)置,1,，表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的中斷，它將阻斷后來(lái)所有的中斷請(qǐng)求；另

13、一個(gè)置,1,，表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級(jí)中斷，它將阻斷后來(lái)所有的低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求。,3.2,80C51,單片機(jī)中斷處理過(guò)程,中斷響應(yīng)條件,中斷源有中斷請(qǐng)求；,此中斷源的中斷允許位為,1,；,CPU,開中斷（即,EA=1,）。,以上三條同時(shí)滿足時(shí)，,CPU,才有可能響應(yīng)中斷,。,3.2.1,中斷響應(yīng)條件和時(shí)間,3.3,80C51,的定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，,比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí),/,計(jì)數(shù)器,。也可以采用下面三種方法：,軟件定時(shí),：軟件定時(shí)不占用硬件資源，但占用了,CPU,時(shí)間，降低了,CPU,的利用率。,采用時(shí)基電路定時(shí),：例如采用,555,電路，外接必要的元器件（電阻和電容）

14、，即可構(gòu)成硬件定時(shí)電路。但在硬件連接好以后，定時(shí)值與定時(shí)范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改，即不可編程。,采用可編程芯片定時(shí),：這種定時(shí)芯片的定時(shí)值及定時(shí)范圍很容易用軟件來(lái)確定和修改，此種芯片定時(shí)功能強(qiáng)，使用靈活。在單片機(jī)的定時(shí),/,計(jì)數(shù)器不夠用時(shí)，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。,3.3.1,定時(shí),/,計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理,一、定時(shí),/,計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu),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,。,二、定時(shí),/,計(jì)數(shù)器

15、的工作原理,加,1,計(jì)數(shù)器,輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來(lái)源,一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng),12,分頻后送來(lái)；一個(gè)是,T0,或,T1,引腳輸入的外部脈沖源。每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加,1,，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全,1,時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使,TCON,中,TF0,或,TF1,置,1,，向,CPU,發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí),/,計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí),/,計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿。,可見(jiàn)，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加,1,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值,。,設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí),，加,1,計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（,1,個(gè)機(jī)器周期等于,

16、12,個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的,1/12,）。,計(jì)數(shù)值,N,乘以機(jī)器周期,Tcy,就是定時(shí)時(shí)間,t,。,設(shè)置為,計(jì)數(shù)器模式時(shí),，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由,T0,或,T1,引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的,S5P2,期間采樣,T0,、,T1,引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加,1,，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的,S3P1,期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測(cè)一個(gè)從,1,到,0,的下降沿需要,2,個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為,12MHz,時(shí),，最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò),1/2MHz,，即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于,2,s,。,3.3.2,定時(shí),/,計(jì)數(shù)器的控制,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)。,一、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,。其格式如下：,GATE,：門控位。,GATE,0,時(shí)，只要用軟件使,TCON,中的,TR0,或,T