郭天祥十天学会单片机PPT课件(完全版).ppt

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1、十天学会单片机 完整版,十天学会单片机 完整版,第一讲,学单片机需要什么基础？什么是单片机、单片机能做什么、怎么开始学习单片机。学单片机需要的一些预备知识C51基础知识。了解TX-1C单片机学习板系统结构如何用TX-1C单片机学习板在短时间内掌握51单片机和C语言编程。KEIL工程建立详细介绍及KEIL软件使用方法从点亮实验板上的一个发光二极管开始,学单片机需要什么基础？与以前所学的知识关联很少；只需要掌握很基本的数电模电知识，如二进制、十进制、十六进制之间的转换，与、或、非逻辑关系等；对各种器件的概念基本上是从0开始；如果要用C语言编程，需具备简单的C语言基础；所有人都站在了同一起跑线上;,

2、什么是单片机？单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。,单板机,单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。,单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。 Intel公司推出了MCS-51系列单片机：集成 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围6

3、4K，并有控制功能较强的布尔处理器。,单板机,单片机,单片机能做什么,实物展示用到单片机的项目经验介绍 手持粮库温度寻检设备毕设答辩打分器电话台灯自动感应水龙头凡是与控制或简单计算有关的电子设备都可以用单片机来实现，再根据具体实际情况选择不同性能的单片机，如：atmel,stc,pic,avr,凌阳，80C51，arm等,工业自动化：数据采集、测控技术。智能仪器仪表：数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表等。消费类电子产品：洗衣机、电冰箱、空调机、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。通讯方面：调制解调器、程控交换技术、手机、小灵通等。武器装备：飞机、军舰、坦克、导弹、航天飞机

4、、鱼雷制导、智能武器等。等等.,怎么开始学习？,实践第一。补充必要的理论知识，即缺什么补什么。做工程项目积累经验。（可在网络上搜集题目，也可自己有什么想法大胆的去试验）,预备知识,电平特性2进制与16进制的表示及转换二进制数的逻辑运算8051单片机介绍C51基础知识,关于电平特性,数字电路中只有两种电平：高和低（本课程中）定义单片机为TTL电平： 高 +5V 低 0VRS232电平：计算机的串口 高 -12V 低+12V 所以计算机与单片机之间通讯时需要加电平转换芯片max232（实验板上左下角）。,二进制,数字电路中的两种电平特性决定了它0 0 6 1101 171112 10810003

5、11910014 1001010105 10111 1011,十六进制,是二进制的简短表示形式。 十进制中的0-15分别表示为十六进制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F熟练掌握二进制与十六进制之间的转换。 规律：一般把四个二进制数放在一起转换成一个十六进制数，转换时先把二进制数转换成十进制数，再把十进制数转换成十六进制数。,如：0001B - 1 - 1H B表示为二进制，H为十六进制 1001B - 9 - 9H 1010B - 10 - AH 0010 1100 - 44 - 2CH,各种进位制的对应关系,二进制数的逻辑运算,1. “与”运算 “与”运算是实现

6、“必须都有,否则就没有”这种逻辑关系的一种运算。 运算符为“ ”, 其运算规则如下:00=0, 01=10=0, 11=1,2. “或”运算 “或”运算是实现“只要其中之一有,就有”这种逻辑关系的一种运算, 其运算符为“+”。 “或”运算规则如下:0+0=0, 0+1=1+0=1, 1+1=1,3. “非”运算 “非”运算是实现“求反”这种逻辑的一种运算，如变量A的“非”运算记作 。 其运算规则如下:,4. “异或”运算 “异或”运算是实现“必须不同, 否则就没有”这种逻辑的一种运算, 运算符为“”。其运算规则是:,80C51系列介绍, Intel的：80C31、80C51、87C51，80C

7、32、80C52、87C52等； ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等； Philips、华邦、Dallas 、STC Siemens(Infineon)等公司的许多产品 。补充：关于型号的介绍,80C51是MCS-51系列中的一个典型品种；其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品有：,80C51的引脚封装,总线型,非总线型,总线（BUS）是计算机各部件之间传送信息的公共通道。微机中有内部总线和外部总线两类。内部总线是CPU内部之间的连线。外部总线是指CPU与其它部件之间的连线。 外部总线有三种: 数据

8、总线DB（Data Bus）, 地址总线 AB（Address Bus）和控制总线 CBControl Bus）。,CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；,五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英

9、晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率取决于单片机型号及性能。,C51知识,C语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。目前，使用C语言进行程序设计已经成为软件开发的一个主流。用C语言开发系统可以大大缩短开发周期，明显增强程序的可读性，便于改进、扩充和移植。而针对8051的C语言日趋成熟，成为了专业化的实用高级语言。,C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，很多硬件开发都用C语言编程，如：各种单片机、DSP、ARM等.C语言程序本身不依赖于机器硬件系统，基本上不作修改就可将程序从不同的单片机中移植过来。C提供了很多数学函数并支持浮点运算，开发效率高，故

10、可缩短开发时间，增加程序可读性和可维护性。,C-51的特点,C-51与ASM-51相比，有如下优点：1.对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对8051 的存贮器结构有初步了解；2.寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理；3.程序有规范的结构，可分成不同的函数，这种方式可使程序结构化；4.提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力；5.由于具有方便的模块化编程技术，使已编好程序可容易地移植；,C51的数据类型,基本数据类型,类型,符号,关键字,数的表示范围,所占位数,整型,字符型,实型,有,无,(signed) int,16,-3276832767,(signed)

11、short,16,-3276832767,(signed) long,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,3.4e-383.4e38,有,double,64,1.7e-3081.7e308,有,char,8,-128127,无,unsigned char,8,0255,C语言中的基本数据类型,类型,符号,关键字,数的表示范围,所占位数,整型,字符型,实型,有,无,(signed) int,1

12、6,-3276832767,(signed) short,16,-3276832767,(signed) long,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,3.4e-383.4e38,有,double,64,1.7e-3081.7e308,有,char,8,-128127,无,unsigned char,8,0255,C51的数据类型扩充定义,sfr:特殊功能寄存器声明sfr16:sfr的16位

13、数据声明sbit:特殊功能位声明bit:位变量声明例：sfr SCON = 0X98; sfr16 T2 = 0 xCC; sbit OV = PSW2;,例：数据类型 变量名char var1;bit flags;unsigned char vextor10;int wwww;注意：变量名不能用C语言中的关键字表示。,C-51数据的存储类型,C-51的包含的头文件,通常有:reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h常用有:reg51.h reg52.h （定义特殊功能寄存器和位寄存器）； math.h （定义常用数学运算）

14、；,C-51的运算符与C语言基本相同：+ - * / （加 减 乘 除） = （位右移 位左移）& | (按位与 按位或) (按位异或 按位取反),C-51的基本语句,与标准C语言基本相同： if 选择语言 while 循环语言 for 循环语言 switch/case 多分支选择语言 do-while 循环语言,中断服务程序,函数名（）interrupt n using m函数内部实现 . ,I/O口定义,sbit beep=P23;,单片机主要掌握以下几点,最小系统能够运行起来的必要条件。 1.电源 2.晶振3.复位电路对单片机任意IO口的随意操作 1.输出控制电平高低2.输出检测电平高低

15、。定时器：重点掌握最常用的方式2中断：外部中断、定时器中断、串口中断串口通信：单片机之间、单片机与计算机间,KEIL的使用,掌握KEIL工程的建立和软件的开发；掌握KEIL中软件仿真的基本应用；掌握用KEIL直接硬件仿真TX-1C单片机学习板的方法,Main 函数格式：void main()特点：无返回值，无参。任何一个C程序有且仅有一个main函数，它是整个程序开始执行的入口。例：void main() 总程序从这里开始执行; 其他语句； ,课后练习,对照TX-1C单片机学习板原理图写程序用位操作和总线操作两种方法完成以下题目1.熟练建立KEIL工程2.点亮第一个发光管.3.点亮最后一个发光

16、管4.点亮1、3、5、75.点亮二、四、五、六6.尝试让第一个发光管闪烁7.尝试设计出流水灯程序,自己动手实践需要硬件材料,DIP40脚座一个。杜邦线，单头带冒，40根。单排针 两排。小电路板一块。DS12C887 一片（旧10元，新22元）。焊锡、,单片机工作的基本时序,机器周期和指令周期 （1） 振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期，TX实验板上为11.0592MHZ。 （2） 状态周期: 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经二分频后得到的。 （3） 机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周期S1S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器

17、周期内, CPU可以完成一个独立的操作。 （4） 指令周期: 它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。 每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。MCS - 51 系统中, 有单周期指令、双周期指令和四周期指令。,第二讲,如何申请免费样片简单延时程序子程序调用带参数子程序设计C51库函数的方便调用如何驱动蜂鸣器如何驱动继电器集电极开路的概念及应用。,While （表达式）语句（内部也可为空）特点：先判断表达式，后执行语句。原则：若表达式不是0，即为真，那么执行语句。否则跳出while 语句。,For (表达式1;表达式2;表达式3) 语句（内部可为空）执行过程：1.求解一次表达式1.2.求

18、解表达式2，若其值为真（非0 即为真），则执行for中语句。然后执行第3步。否则结束for 语句，直接跳出，不再执行第3步。3.求解表达式3.4.跳到第2步重复执行。,集电极开路典型图,课后练习,第一个发光管以间隔200ms闪烁8个发光管由上至下间隔1s流动，其中每个管亮500ms,灭500ms,亮时蜂鸣器响，灭时关闭蜂鸣器，一直重复下去。8个发光管来回流动，第个管亮100ms,流动时让蜂鸣器发出“滴滴”声。用8个发光管演示出8位二进制数累加过程。8个发光管间隔200ms由上至下，再由下至上，再重复一次，然后全部熄灭再以300ms间隔全部闪烁5次。重复此过程。间隔300ms第一次一个管亮流动一

19、次，第二次两个管亮流动，依次到8个管亮，然后重复整个过程。间隔300ms先奇数亮再偶数亮，循环三次；一个灯上下循环三次；两个分别从两边往中间流动三次；再从中间往两边流动三次；8个全部闪烁3次；关闭发光管，程序停止。,第三讲,数码管是如何显示出字符的数码管静态显示与动态显示原理中断概念单片机的定时器应用,显示器及其接口,单片机系统中常用的显示器有： 发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、液晶LCD(Liquid Crystal Display)显示器、CRT显示器等。LED、LCD显示器有两种显示结构：段显示（7段、米字型等）和点阵显示（58、88点阵等）。,使用L

20、ED显示器时，要注意区分这两种不同的接法。为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上一个小数点，共计8段。因此为LED显示器提供的编码正好是一个字节。TX实验板用共阴LED显示器，根据电路连接图显示16进制数的编码已列在下表。,共阴极,共阳极,共阴数码管码表,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

21、 E F 无显示,LED数码显示方式及电路,静态显示方式LED显示器工作方式有两种：静态显示方式和动态显示方式。静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高。,动态显示,动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮

22、度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。,中断系统,3.1 80C51的中断系统,3.1.1 80C51的中断系统结构,一、中断的概念 CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）； CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）； 待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断 。,MCS-51单片机的中断系统结构,执行主程序,主程序,继续执行主程序,断点,中断请求,中断响应,执行中断处理程序,中断返回,引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求

23、。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。,随着计算机技术的应用，人们发现中断技术不仅解决了快速主机与慢速I/O设备的数据传送问题，而且还具有如下优点：,分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务，提高了计算机的利用率；,实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件，系统的实时性大大增强；,可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性事件能力，从而使系统可靠性提高。,80C51中断系统的结构 80C51的中断系统有5个中断源（8052有 6个） ，2个优先级，可实现二级

24、中断嵌套 。,1、（P3.2）可由IT0(TCON.0)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.2引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE0(TCON.1)置1，向CPU申请中断。,2、(P3.3）可由IT1(TCON.2)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.3引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE1(TCON.3)置1,向CPU申请中断。,3、TF0（TCON.5），片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。当定时/计数器T0发生溢出时，置位TF0，并向CPU申请中断。,4、TF1（TCON.7），片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。当定时/计数器T1发生溢出

25、时，置位TF1，并向CPU申请中断。,5、RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI，向CPU申请中断。,二、中断请求标志1、TCON的中断标志,IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。当IT0=0时，为电平触发方式。当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。TF0（TCON.5），定时/计数器T0溢出中断请求标志位。TF1（TCON.7

26、），定时/计数器T1溢出中断请求标志位。,2、SCON的中断标志,RI（SCON.0），串行口接收中断标志位。当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI。注意，RI必须由软件清除。TI（SCON.1），串行口发送中断标志位。当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件清除。,一、中断允许控制 CPU对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的。,3.1.3 80C51中断的控制,EX0(IE.0)，外部中断0允许位；ET0(IE.1)，定时/计数

27、器T0中断允许位； EX1(IE.2)，外部中断0允许位；ET1(IE.3)，定时/计数器T1中断允许位；ES（IE.4)，串行口中断允许位；EA (IE.7)， CPU中断允许（总允许）位。,二、中断优先级控制 80C51单片机有两个中断优先级，即可实现二级中断服务嵌套。每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器IP中的相应位的状态来规定的 。,PX0（IP.0），外部中断0优先级设定位；PT0（IP.1），定时/计数器T0优先级设定位；PX1（IP.2），外部中断0优先级设定位；PT1（IP.3），定时/计数器T1优先级设定位；PS （IP.4），串行口优先级设定位；PT2 (IP.5)

28、 ，定时/计数器T2优先级设定位。,PX0（IPH.0），外部中断0优先级设定位；PT0（IPH.1），定时/计数器T0优先级设定位；PX1（IPH.2），外部中断0优先级设定位；PT1（IPH.3），定时/计数器T1优先级设定位；PS （IPH.4），串行口优先级设定位；PT2 (IPH.5) ，定时/计数器T2优先级设定位。,而80C52单片机有四个中断优先级，即可实现四级中断服务嵌套。每个中断源的中断优先级由中断优先级寄存器IP和IPH中的相应位的状态来规定的 。,同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成，其

29、排列如所示：,设置52单片机的4个中断源,使他们的优顺序为T1,INT1,INT0,T0.,IPH = 0X08;PT1 = 1;,IP = 0X40;PX1 = 1;,80C51单片机的中断优先级有三条原则：,CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先级别最高的中断请求。正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断。正在进行的低优先级中断服务，能被高优先级中断请求所中断。,为了实现上述后两条原则，中断系统内部设有两个用户不能寻址的优先级状态触发器。其中一个置1，表示正在响应高优先级的中断，它将阻断后来所有的中断请求；另一个置1，表示正在响应低优先级中断，它将阻断后来所有的低优先级

30、中断请求。,3.2 80C51单片机中断处理过程,中断响应条件 中断源有中断请求； 此中断源的中断允许位为1； CPU开中断（即EA=1）。以上三条同时满足时，CPU才有可能响应中断。,3.2.1 中断响应条件和时间,3.3 80C51的定时/计数器,实现定时功能，比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法：,软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用率。采用时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程。采用可编程芯片定时：

31、这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功能强，使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时，可以考虑进行扩展。,3.3.1 定时/计数器的结构和工作原理,一、定时/计数器的结构 定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。,二、定时/计数器的工作原理,加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时

32、，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。 可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。,设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。,设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期

33、又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 s。,3.3.2 定时/计数器的控制,80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。一、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：,GATE：门控位。GATE0时，只要用软件使TCO

34、N中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动多了一条件。 :定时/计数模式选择位。 0为定时模式； =1为计数模式。M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置。,二、控制寄存器TCON TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：,TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，C

35、PU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。,3.3.3 定时/计数器的工作方式 一、方式0 方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF

36、0标志，向CPU发出中断请求。,定时器模式时有:Nt/ Tcy 计数初值计算的公式为：定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。,门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相后使或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出1时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时，由外中断引脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TR0共同控制。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。,二、方式1 方式1的计数位数是16位，由TL0

37、作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器 。,计数个数与计数初值的关系为：,三、方式2 方式2为自动重装初值的8位计数方式。,工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。,计数个数与计数初值的关系为：,四、方式3 方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。,工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。,3.3.4 定时/计数器应用举例 初始化程序应完成如下工作：对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。中断方式时，则对IE赋值，开放中断。使TR0或TR1置位，启动定时/

38、计数器定时或计数。,例 利用定时/计数器T1的方式1，产生10ms的定时，并使P1.0引脚上输出周期为20ms的方波，采用中断方式，设系统时钟频率为12 MHz。解：1、计算计数初值X：由于晶振为12 MHz，所以机器周期Tcy为1 s。所以：Nt/ Tcy 10000/110000X655361000055536D8F0H即应将D8H送入TH0中，F0H送入TL0中 2、求T1的方式控制字TMOD： M1M0=01，GATE=0，C/T=0，可取方式控制字为01H；,1、利用定时/计数器T0从P1.0输出周期为1s的方波，让发光二极管以1HZ闪烁，设晶振频率为12MHz。2、利用定时/计数器

39、T1产生定时时钟,由P1口控制8个发光二极管,使8个指示灯依次一个一个闪动，闪动频率为10次/秒(8个灯依次亮一遍为一个周期)，循环。3、同时用两个定时器控制蜂鸣器发声，定时器0控制频率，定时器1控制同个频率持续的时间，间隔300ms依次输出1，10，50,100，200,400,800,1k（hz）的方波。4、用定时器以间隔500MS在6位数码管上依次显示0、1、2、3.C、D、E、F，重复。,动态显示,动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。这样一来，就没有必要每一位数码管配一个锁存器，从而大大地简化了硬件电路。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态

40、扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。,MCS-51单片机的中断系统结构,执行主程序,主程序,继续执行主程序,断点,中断请求,中断响应,执行中断处理程序,中断返回,一、中断允许控制 CPU对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的。,4.1 80C51中断的控制,EX0(IE.0)，外部中断0允许位；ET0(IE.1)，定时/计数器T0中断允许位； EX1(IE.2)，外部中断0允许位；ET1(IE.

41、3)，定时/计数器T1中断允许位；ES（IE.4)，串行口中断允许位；EA (IE.7)， CPU中断允许（总允许）位。,同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成，其排列如所示：,4.2 80C51单片机中断处理过程,中断响应条件 中断源有中断请求； 此中断源的中断允许位为1； CPU开中断（即EA=1）。以上三条同时满足时，CPU才有可能响应中断。,4.2.1 中断响应条件和时间,定时/计数器的结构和工作原理,一、定时/计数器的结构 定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMO

42、D是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。,4.2.2 定时/计数器的控制,80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。一、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：,GATE：门控位。GATE0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚INT0/1也为高电平时，才能启动

43、定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件，加上了INT0/1引脚为高电平这一条件。 :定时/计数模式选择位。 0为定时模式； =1为计数模式。M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置。,二、控制寄存器TCON TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：,TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或

44、清0的效果一样。TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。,定时/计数器的工作方式 一、方式0 方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。,二、方式1 方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了1

45、6位加1计数器 。,计数个数与计数初值的关系为：,第四课练习,1.利用动态扫描方法在六位数码管上显示出稳定的654321.2.用动态扫描方法和定时器1在数码管的前三位显示出秒表，精确到1%秒，即后两位显示1%秒，一直循环下去。3.利用动态扫描和定时器1在数码管上显示出从765432开始以1/10秒的速度往下递减直至765398并保持显示此数，与此同时利用定时器0以500MS速度进行流水灯从上至下移动，当数码管上数减到停止时，实验板上流水灯也停止然后全部开始闪烁，3秒后（用T0定时）流水灯全部关闭、数码管上显示出“HELLO”。到此保持住。,键盘的应用,1、键盘的分类 键盘分编码键盘和非编码键盘

46、。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘.而靠软件编程来识别的称为非编码键盘； 在单片机组成的各种系统中，用的最多的是非编码键盘。也有用到编码键盘的。,非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）键盘。,按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象：,数码管前三位显示一个跑表，从000到999之间以1%秒速度运行，当按下一个独立键盘时跑表停止，松开手后跑表继续运行。(用定时器设计表)。在上题的基础上，用另外三个独立键盘实现按下第一个时计时停止，按下第二个时计时开始，按下第三个是计数值清零从头开始。按下16个矩阵键盘依次在数码管上显示1-16的

47、平方。如按下第一个显示1，第二个显示4.,第六讲,D/A & A/D转换器及其与单片机接口,D/A,6.1 D/A转换器及其与单片机接口,6.1.1 D/A转换器的原理及主要技术指标一、D/A转换器的基本原理及分类型电阻网络D/A转换器 ：,输出电压 的大小与数字量具有对应的关系。,二、D/A转换器的主要性能指标,1、分辨率分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（电压或电流）的变化量。它反映了输出模拟量的最小变化值。分辨率与输入数字量的位数有确定的关系，可以表示成FS / 。FS表示满量程输入值，n为二进制位数。对于5V的满量程，采用位的DAC时，分辨率为5V

48、/25619.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/40961.22mV。显然，位数越多分辨率就越高。,2、线性度线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数表示。如是指实际输出值与理论值之差在满刻度的以内。,3、绝对精度和相对精度绝对精度（简称精度）是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。绝对精度是由DAC的增益误差（当输入数码为全1时，实际输出值与理想输出值之差）、零点误差（数码输入为全时，DAC的非零输出值）、非线性误差和噪声等引起的。绝对精度（即最大误差）应小于1个LSB。,相对精度

49、与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。,4、建立时间建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的1/2LSB所需的时间。是描述D/A转换速率的一个动态指标。电流输出型DAC的建立时间短。电压输出型DAC的建立时间主要决定于运算放大器的响应时间。根据建立时间的长短，可以将DAC分成超高速（1S)、高速（101S）、中速（10010S）、低速（100S）几档。,应当注意，精度和分辨率具有一定的联系，但概念不同。DAC的位数多时，分辨率会提高，对应于影响精度的量化误差会减小。但其它误差（如温度漂移、线性不良等）的影响仍会使DAC的精度变差。,6.1.2

50、DAC0832芯片及其与单片机接口,DAC0832是使用非常普遍的位D/A转换器，由于其片内有输入数据寄存器，故可以直接与单片机接口。DAC0832以电流形式输出，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有DAC0830、DAC0831，它们可以相互代换。DAC0832主要特性：,分辨率位；电流建立时间S；数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式；输出电流线性度可在满量程下调节；逻辑电平输入与TTL电平兼容；单一电源供电（5V15V）；低功耗，20m。,一、DAC0832内部结构及引脚,二、DAC0832与80C51单片机的接口、单缓冲工作方式 此方式适用于只有一路模拟量输出