新概念单片机第3章.ppt
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1、第第3章章 数码管显示原理数码管显示原理数码管是如何显示出字符的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数码管静态显示与动态显示原理3.1显示器及其接口显示器及其接口单片机系统中常用的显示器有:单片机系统中常用的显示器有:发光二极管发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、显示器、液晶液晶LCD(Liquid Crystal Display)显示器、显示器、CRT显示显示器等。器等。LED、LCD显示器有两种显示结构:段显示显示器有两种显示结构:段显示(7段、米字型等)和点阵显示(段、米字型等)和点阵显示(58、88点阵等)点阵等)。使用使用LED显示器时
2、,要注意区分这两种不同的接法。为了显显示器时,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,共计个小数点,共计8段。因此为段。因此为LED显示器提供的编码正好是一个字显示器提供的编码正好是一个字节。其中共阴节。其中共阴LED显示器,根据电路连接图显示显示器,根据电路连接图显示16进制数的编码进制数的编码已列在下表。已列在下表。用万用表方法测对应角用万用表方法测对应角P57共阴极共阳极共阴数码管编码表 0 x3f ,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 1 2
3、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 无显示要它亮什么数字就把对应的编码送到它的要它亮什么数字就把对应的编码送到它的阳极阳极 LED数码显示方式及电路数码显示方式及电路 3.2 静态显示方式静态显示方式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
4、硬件电路比较复杂,成本较高。#includesbit dula=P26;sbit wela=P27;void main()wela=1;/打开U3锁存器P0=0 xFE;/那位为低电平则改为点亮wela=0;/关闭U3锁存器dula=1;/打开U2锁存器P0=0 x7F;/送入段选信号dula=0;while(1);/程序停止C语言编码定义方法:语言编码定义方法:uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;关键字关
5、键字code表示编码,表示编码,C语言中定义数组时占语言中定义数组时占用内存空间,而定义成编码则分配到程序存储用内存空间,而定义成编码则分配到程序存储空间空间#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char sbit dula=P26;sbit wela=P27;uchar num;uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;void dela
6、y(uint z);void main()wela=1;/11101010P0=0 xC0;wela=0;while(1)for(num=0;num0;x-)for(y=110;y0;y-);3.3 动态显示动态显示 动态显示的特点是将所有位数码管的段选线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。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,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,使人的利用
7、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。时应略小于静态显示电路中的。#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char sbit dula=P26;sbit wela=P27;uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x
8、77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;void delay(uint);void main()while(1)dula=1;P0=table1;dula=0;P0=0 xff;/消影 wela=1;P0=0 xfe;wela=0;delay(1);/延时1ms void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);3.3 80C51的中断系的中断系统统 一、中断的概念一、中断的概念 CPUCPU在在处处理某一事件理某一事件A A时时,发发生了另一事件生了另一事件B B请请求求CPUCPU迅速去迅速去处处理
9、(理(中断中断发发生生););CPUCPU暂时暂时中断当前的工作,中断当前的工作,转转去去处处理事件理事件B B(中断响中断响应应和中断服和中断服务务););待待CPUCPU将事件将事件B B处处理完理完毕毕后,再回到原来事后,再回到原来事件件A A被中断的地方被中断的地方继续处继续处理事件理事件A A(中断返回中断返回),这这一一过过程称程称为为中断中断 。洗衣服的洗衣服的时时候去灌水候去灌水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引起CPU中断的根源,称为中断的根源,称为中断源中断源。中断源向。中断源向CPU提出的提出的
10、中断请求。中断请求。CPU暂时中断原来的事务暂时中断原来的事务A,转去处理事件,转去处理事件B。对。对事件事件B处理完毕后,再回到原来被中断的地方(即处理完毕后,再回到原来被中断的地方(即断点断点),称),称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统中断系统(中断(中断机构)。机构)。随着计算机技术的应用,人们发现中断技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术不仅解决了快速主机与慢速I/O设备的数据设备的数据传送问题,而且还具有如下优点:传送问题,而且还具有如下优点:分时操作分时操作。CPU可以分时为多个可以分时为多个I/O设备
11、服设备服务,提高了计算机的利用率;务,提高了计算机的利用率;实时响应实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随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;机事件,系统的实时性大大增强;可靠性高可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等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。突发性事件能力,从而使系统可靠性提高。80C51中断系统的结构中断系统的结构 80C51的中断系统有的中断系统有5个中断源个中断源(8052有 6个),2个优先级,可实现二级中断嵌套个优先级,可实现二级中断嵌套。1 1、(P3.2P3.2)可可由由IT0(TCON.0)IT0(TCON.0)选选择
12、择其其为为低低电电平平有有效效还还是是下下降降沿沿有有效效。当当CPUCPU检检测测到到P3.2P3.2引引脚脚上上出出现现有有效效的的中中断断信信号号时时,中中断断标标志志IE0(TCON.1)IE0(TCON.1)置置1 1,向,向CPUCPU申申请请中断。中断。2 2、(P3.3(P3.3)可可由由IT1(TCON.2)IT1(TCON.2)选选择择其其为为低低电电平平有有效效还还是是下下降降沿沿有有效效。当当CPUCPU检检测测到到P3.3P3.3引引脚脚上上出出现现有有效效的的中中断断信信号号时时,中中断断标标志志IE1(TCON.3)IE1(TCON.3)置置1,1,向向CPUCP
13、U申申请请中断。中断。3 3、TF0TF0(TCON.5TCON.5),片片内内定定时时/计计数数器器T0T0溢溢出出中中断断请请求求标标志志。当当定定时时/计计数数器器T0T0发发生生溢出溢出时时,置位,置位TF0TF0,并向,并向CPUCPU申申请请中断。中断。4 4、TF1TF1(TCON.7TCON.7),片内定),片内定时时/计计数器数器T1T1溢溢出中断出中断请请求求标标志。当定志。当定时时/计计数器数器T1T1发发生溢生溢出出时时,置位,置位TF1TF1,并向,并向CPUCPU申申请请中断。中断。5 5、RIRI(SCON.0SCON.0)或)或TITI(SCON.1SCON.1
14、),串行口中),串行口中断断请请求求标标志。当串行口接收完一志。当串行口接收完一帧帧串行数据串行数据时时置位置位RIRI或当串行口或当串行口发发送完一送完一帧帧串行数据串行数据时时置位置位TITI,向,向CPUCPU申申请请中断。中断。二、中断请求标志二、中断请求标志1、TCON的中断标志的中断标志IT0(TCON.0),外部中断),外部中断0触发方式控制位。触发方式控制位。当当IT0=0时,为电平触发方式。时,为电平触发方式。当当IT0=1时,为边沿触发方式(下降沿有效)。时,为边沿触发方式(下降沿有效)。IE0(TCON.1),外部中断),外部中断0中断请求标志位。中断请求标志位。IT1(
15、TCON.2),外部中断),外部中断1触发方式控制位。触发方式控制位。IE1(TCON.3),外部中断),外部中断1中断请求标志位。中断请求标志位。TF0(TCON.5),定时),定时/计数器计数器T0溢出中断请求标志位。溢出中断请求标志位。TF1(TCON.7),定时),定时/计数器计数器T1溢出中断请求标志位。溢出中断请求标志位。2、SCON的中断标志的中断标志RI(SCON.0),串行口接收中断标志位。当允),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,由许串行口接收数据时,每接收完一个串行帧,由硬件置位硬件置位RI。注意,。注意,RI必须由软件清除。必须由软件清除
16、。TI(SCON.1),串行口发送中断标志位。当),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,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,由硬就启动了发送过程。每发送完一个串行帧,由硬件置位件置位TI。CPU响应中断时,不能自动清除响应中断时,不能自动清除TI,TI必须由软件清除。必须由软件清除。一、中断允许控制一、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蔽是由中断允许寄存器IE控制的。控制的。p683.1.3 80C513.1.3 80C51中断的控制
17、中断的控制 EX0(IE.0),外部中断,外部中断0允许位;允许位;EX0=0关闭外部中断关闭外部中断ET0(IE.1),定时,定时/计数器计数器T0中断允许位;中断允许位;EX1(IE.2),外部中断,外部中断0允许位;允许位;ET1(IE.3),定时,定时/计数器计数器T1中断允许位;中断允许位;ES(IE.4),串行口中断允许位;,串行口中断允许位;EA(IE.7),CPU中断允许(总允许)位。中断允许(总允许)位。二、中断优先级控制二、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中断服务
18、嵌套。每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器优先级寄存器IP中的相应位的状态来规定的中的相应位的状态来规定的。PX0(IP.0),外部中断),外部中断0优先级设定位;优先级设定位;=1定义为高优先级定义为高优先级PT0(IP.1),定时),定时/计数器计数器T0优先级设定位;优先级设定位;=0定义为低优先级定义为低优先级PX1(IP.2),外部中断),外部中断1优先级设定位;优先级设定位;PT1(IP.3),定时),定时/计数器计数器T1优先级设定位;优先级设定位;PS (IP.4),串行口优先级设定位;),串行口优先级设定位;PT2(IP.5),定时,定时/计数器计数器T2优先级设定位
19、。优先级设定位。同一优先级中的中断申请不止一个时,则有中断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,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,其排列如由中断系统硬件确定的自然优先级形成,其排列如下所示:下所示:80C51单片机的中断优先级有三条原则: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,同时接收到几个中断时,首先响应优先级别最首先响应优先级别最高的中断请求高的中断请求。正在进行的中断过程正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断中断请求所中断。正在进行
20、的低优先级中断服务,正在进行的低优先级中断服务,能被高优先级中断能被高优先级中断请求所中断请求所中断。为了实现上述后两条原则,为了实现上述后两条原则,中断系统内部设有两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。个用户不能寻址的优先级状态触发器。其中一个置其中一个置1,表示正在响应高优先级的中断,它将阻断后来所,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;另一个置有的中断请求;另一个置1,表示正在响应低优先级,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中断请求。中断,它将阻断后来所有的低优先级中断请求。3.2 80C51单片机中断处理过程单片机中断处理过程 中断响
21、应条件中断响应条件 中断源有中断请求;中断源有中断请求;此中断源的中断允许位为此中断源的中断允许位为1;CPU开中断(即开中断(即EA=1)。)。以上三条同时满足时,以上三条同时满足时,CPU才有可能响应才有可能响应中断中断。3.2.1 3.2.1 中断响中断响应应条件和条件和时间时间 3.3 80C51的定时的定时/计数器计数器 实现定时功能,实现定时功能,比较方便的办法是利用单片机比较方便的办法是利用单片机内部的定时内部的定时/计数器计数器。也可以采用下面三种方法:。也可以采用下面三种方法:软件定时软件定时:软件定时不占用硬件资源,但占用了:软件定时不占用硬件资源,但占用了CPU时间,降低
22、了时间,降低了CPU的利用率。的利用率。采用时基电路定时采用时基电路定时:例如采用:例如采用555电路,外接必要电路,外接必要的元器件(电阻和电容),即可构成硬件定时电路。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。件进行控制和修改,即不可编程。采用可编程芯片定时采用可编程芯片定时:这种定时芯片的定时值及定: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。在单片机的定时功能强,使用灵活。在单片机
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