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1、3.2单片机定时器/计数器应用,3.2.1利用Timer0中断产生1秒延时，让数1个码管显示秒计数本案例主要目的是熟练掌握单片机内部Timer0或Timer1的编程控制方法，会利用Timer0或Timer1中断精确定时。同时掌握数码管动态显示原理，学会6位数字显示的程序设计。本案例使用的电路为图3-1-3。,一、程序设计,#includecode unsigned char seven_seg10=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;unsigned char cp,i;/声明全局变量void timer0_i
2、sr(void)interrupt 1/timer0中断服务函数TR0=0;/停止计数TL0=0 x11;/TL0重新预置TH0=0 xee;/TH0重新预置TR0=0;/开始计数cp+;/timer0中断1次，变量cp加1if(cp=200)/中断200次，时间刚好为1秒cp=0;i+;if(i=10)i=0;P0=seven_segi/P0输出显示数据,void timer0_initialize(void)/timer0中断初始化函数EA=0;/设置中断允许寄存器IE中的 EA位，/关闭中断总开关TMOD=0 x01；/设置计时器模式控制寄存器，/Time0工作在定时方式1TR0=0;/
3、设置计时器控制寄存器TCON寄存器/的TR0位为0，Timer0/停止计数TL0=0 x11;TH0=0 xee;/Timer0的16位计数器初始值为/0 xee11，12MHz晶体振/频率，单片机的机器周期为1微妙，/Timer0每1微秒加1计数，/加满溢出变产生中断，/从计数到中断刚好为5毫秒PT0=1;/设置中断优先次序寄存器IP中的/PT0位，Timer0中断优先ET0=1;/设置中断允许寄存器IE中ET0的/位，开启中断小开关EA=1;/打开中断总开关TR0=1;/开始计数,void main(void)timer0_initialize()/timer0初始化，为中断做好准备whi
4、le(1);/等待中断,二、程序说明,1.中断服务函数名中，interruput为关键字，1为timer0中断号。在reg51.h头文件中已经定义，表3.2.1为单片机常用中断的中断号。在使用中断服务函数时，直接在名后加interruput和中断号即可。,表3.2.1 REG51.H中单片机常用中断号定义,2.timer0可以用作计数，也可以用来定时，由由TMOD寄存器中 为决定，作为计数器使用时，接受单片机外部引脚P3.4输入的脉冲加计数；作为定时器使用时，接受单片机内部的机器周期脉冲。如果单片机的振荡频率为，振荡周期为，则机器周期为。本案例中 MHz，则 微秒，timer0工作在模式1为1
5、6为加计数器，当计数器初始值为0 xee11时，则从开始计数到产生中断需要的时间为0 xffff 0 xee11个微秒，刚好为5000微秒，也即5毫秒。,本案例TIMER0的初装也可以利用下面语句完成：,#defined TEMOR0_COUNT 0 xee11TL0=TEMOR0_COUNT/TEMOR0_COUNT左移8位，并将低字节装入TEMOR0_COUNT利用定时器/计数器定时时，需要现设置工作模式，并计算它的初装值，计算初装值不好计算，常利用计算机中的计算器工具辅助。timer0工作在模式1可以最大65535微秒中断1次，如工作模式2，最大256微秒中断1次。3.当程序中只涉及一个
6、中断时，可以不对中断的优先级进行设置，因此在本案例中语句PT0=1 可以省略。程序中有多个中断但没有进行优先级设定的情况下，单片机中断优先级默认按终端号递增而依次降低。4.数码管显示语句放在了timer0中断服务函数里面，由于5毫秒中断1次，因此数码管显示的数据会每5毫秒更新1次。1秒内更新200次，更新过程是把原来的数据覆盖，但显示数据1秒内变化1次。,3.2.2利用4个数码管，实现秒信号加计数,一、电路原理图3-2-1所示的电路中，4位七段数码管采用4只单个数码管组成，可以显示00009999，数据输入端并联后接P0口，位选即每个数码管的阳极分别接P2口，中间加非门驱动。因为P2口反相驱动
7、，因此，如果千位数码管显示，P2.7输出低电平，P2的其它端口输出高电平，并且此时P0输出千位数据。,在利用Proteuse软件仿真时，数码管SEVEN_SEG使用7SEG-MPX4-CA，非门NOT选用74 HC series类型中Gates&Inverters分类下的74HC04。电阻R29是限流电阻。,二、程序设计,#include#defined unsigned char uchar#defined unsigned int uintcode uchar seven_seg10=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80
8、,0 x90;code uchar seg_scan4=0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;/各个数码管对应的位选数据uchar counter4=0,0,0,0;/个位、十位、百位和千位数uint cp,i;void timer0_isr(void)interrupt 1/timer0中断服务函数uchar j;TR0=0;/停止计数TL0=0 x11;/TL0重新预置TH0=0 xee;/TH0重新预置TR0=0;/开始计数cp+;/timer0中断1次，变量cp加1if(cp=200)/中断200次，时间刚好为1秒cp=0;counter0+;/个位数，1秒加1,if(cou
9、nter0=10)counter0=0;counter1+;if(counter1=10)counter1=0;counter2+;if(counter2=10)counter2=0;counter3+;if(counter3=10)counter3=0;P0=seven_segcounterj;/P0输出数据编码P2=seg_scanj;/P2输出位选信号j+;if(j=4)j=0;void timer0_initialize(void)/timer0中断初始化函数EA=0;TMOD=0 x01；TR0=0;TL0=0 x11;TH0=0 xee;PT0=1;ET0=1;EA=1;TR0=1
10、;void main(void)timer0_initialize()while(1);,三、程序说明,1imer0第1次中断，j=0，显示个位，显示5毫秒后，timer0第2次中断，j=1，显示十位，以后随着中断依次显示百位和千位，最后重新显示个位。每位显示停留的时间为5毫秒。中断4次才能让4为依次扫描显示完，占用的时间为20毫秒，1秒钟内，4位数码管扫描显示50遍，根据人眼视觉暂留特点，你看到的结果是4位数据同时显示，这种显示方法为动态扫描显示。2变量j=0时，counter0是个位十进制数，执行P0=seven_segcounter0，P0口输出个位显示数据编码；数码管的位选信号只利用了
11、P2的高4位，执行P2=seg_scan0，P2=0 xef，经过非门反相，加在数码管上的位选信号只有个位是高电平，此时只显示个位。3数组counterj也可以用1个变量代替，在显示时需做下面处理,uint x；P0=seven_segx/1000;/P0输出千位数据编码P2=seg_scan3;/千位数码管共阳极设置为高电平P0=seven_segx%1000/100;/P0输出百位数据编码P2=seg_scan2;/千位数码管共阳极设置为高电平P0=seven_segx%1000%100/10;/P0输出十位数据编码P2=seg_scan1;/千位数码管共阳极设置为高电平P0=seven_
12、segx%1000%100%10;/P0输出千位数据编码P2=seg_scan0;/千位数码管共阳极设置为高电平,思考题,（1）要让数码管在电路加电开始就显示1230，怎样更改有关数据？（2）为什么不用P2口直接驱动数码管？（3）本案例如果200微秒中断1次，也可以实现1定时，显示结果会怎样？,3.2.3设计一个6位数码管时间显示程序,本案例使用6位数码管显示时间，能显示时/分/秒，显示格式是00.00.00到23.59.59。其中小时和分钟之间的小数点常亮，分钟和秒之间的小数点进行秒闪烁。参考程序:#include#defined unsigned char ucharcode uchar
13、seven_seg10=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;code uchar seg_scan6=0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0bf,0 x7f;/各个数码管对应的位选数据uchar counter3=0,0,0;/时位、分位和秒位uchar tick,cp,i,j;/tick：秒信号，cp：中断次数累计,void dispaly(void)uchar d；d=d*tick;/d 的值1秒内改变1次，要么0 x00，要么0 xffd=d|0 x7f;/d 的值1秒内改变1次，要么0 x7
14、f，要么0 xffswich(i)case 0:P0=seven_segcounter0%10;break;/显示秒个位case 1:P0=seven_segcounter0/10;break;/显示秒十位case 2:P0=d,void timer0_isr(void)interrupt 1/timer0中断服务函数TR0=0;/停止计数TL0=0 x11;/TL0重新预置TH0=0 xee;/TH0重新预置TR0=0;/开始计数cp+;/timer0中断1次，变量cp加1if(cp=100)/中断100次，时间刚好为0.5秒cp=0;tick=tick;/秒脉冲信号j+;if(j=2)/刚
15、好1秒j=0;counter0+;/个位数，1秒加1if(counter0=60)counter0=0;counter1+;if(counter1=60)counter1=0;counter2+;if(counter2=24)counter2=0;display();,void timer0_initialize(void)/timer0中断初始化函数EA=0;TMOD=0 x01；TR0=0;TL0=0 x11;TH0=0 xee;PT0=1;ET0=1;EA=1;TR0=1;void main(void)timer0_initialize()/timer0初始化，为中断做好准备while(
16、1);,三、程序说明,1.利用counter2、counter1 和counter0变量分别表示时、分和秒位的数值大小，也可以利用结构体定义这些变量，如：typedef structucar hour;ucar min;ucar sec;time;time now；/now是数据类型为time的变量然后就可以用now.hour，now.min和now.sec分别代替counter2、counter1 和counter0.变量,2.执行timer0中断服务函数时调用了dispaly()函数，直接把dispaly()的函数体程序写在中断函数体内也行，但中断服务函数会显得臃肿。timer0每5毫秒中
17、断1次，调用dispaly()函数执行1次，在执行dispaly()过程中，当i=0时，只显示秒个位，当i=1时，只显示秒十位，依次类推。为了让小时的个位小数点常亮，让小时个位显示时，把显示编码数据的高8位设置为0；为了分个位小数点秒闪烁，把分个位小数点位设置一个周期变化的量即可。3.程序与复杂，使用的变量就愈多，在程序分析和设计时，需要注意使用的变量最好使用有一定含义的字符表示。,思考题,1.利用模式2最大好处在于在timer0中断服务函数中不再对TL0和TH0预置，程序变得简单一些，下面是利用timer0实现1秒定时局部程序，试分析并补写完整，让这个程序完成与本案例一样的功能。unsigned int cp,i;void timer0_isr(void)interrupt 1 cp+;if(cp=4000)cp=0;i+;void timer0_ini(void)EA=0;TR0=0;TL0=0 x06;TH0=0 x06;TR0=1;EA=1;ET0=1;,思考题,2.单片机不能直接执行C语言程序，需要利用Keil C软件编译后生成Hex文件，单片机执行程序都需要一定的时间，如果一个程序执行中断服务函数使用的时间超过了中断间隔时间，运行结果会如何？,
