单片机应用技术课件.ppt

项目二 定制器控制,任务一 数码显示任务二 按键识别任务三 定时时间的设定任务四 定时器,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,任务一 数码显示,任务要求,本任务要求应用4位数码管分别显示片内存储器30H33H单元的数值（假设存储单元的内容为14）。知识目标：(1)认识8段数码管的外形和内部结构。(2)知道8段数码管的显示原理。(3)了解单片机对数码管的控制方式。技能目标：(1)会设计单片机与数码管静态显示的接口电路和控制程序。(2)会设计单片机与数码管动态显示的接口电路和控制程序。,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,任务一 数码显示,知识链接,1.数码管简介,(1)数码管的结构,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,(2)数码管的显示原理（共阳极数码管）,知识链接,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,(3)数码管的字形编码,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,任务一 数码显示,知识链接,2.数码管显示方式,(1)静态显示,静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止，显示字形点亮的各段是持续点亮的，没有闪烁，此时的显示亮度主要取决于各段的驱动电流。,例2-1 应用单片机控制2位数码管分别显示“1”和“2”。试设计电路并编写程序。,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,任务一 数码管显示,知识链接,1）电路设计。,图2-2 74HC245引脚图,表2-2 74HC245逻辑功能表,AB/,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,图2-3 两位数码管静态显示电路图,知识链接,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,2)程序清单(LI2_1.ASM):,ORG 0000h JMP START ORG 0100HSTART:MOV P1,#0F9H MOV P2,#0A4H SJMP$END,知识链接,单片机应用技术 高职高专 ppt 课件,(2)动态显示方式,知识链接,选用动态显示的系统中一般有多位数码管，各位数码管不是同时点亮显示，而是逐位轮流的点亮（也称逐位扫描）。对每一位数码管而言，每隔一段时间点亮一次，每次点亮一定时间。这样，虽然每个数码管都是亮灭变化的，但只要选择合适的点亮时间和间隔时间，由于人的视觉暂留作用和发光二极管的余辉效应，使人肉眼看到的每个数码管都是稳定显示。一位接一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的过程称为位扫描。,3.堆栈指令介绍,PUSH direct;(SP)+1(SP),(direct)(SP,POP direct;(SP)(direct),(SP)-1(SP),例2-2 试分析下面指令序列的执行结果。MOV SP,#60H MOV DPTR,#1234H PUSH DPL PUSH DPH,指令序列执行的最终结果：(61H)34H，(62H)12H，(SP)62H。,知识链接,电路设计,任务一 数码管显示,程序设计,任务一 数码管显示,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN:MOV SP,#60H MOV R0,#30H;设置显示数值30H34H是14 MOV R1,#4 MOV A,#01HLOOP1:MOV R0,A INC A INC R0 DJNZ R1,LOOP1LOOP:MOV R3,#4;共4位数码管动态显示 ACALL DISPLAY AJMP LOOP,程序设计,MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.0 CLR P2.0;查表求段码并锁存输出 MOV A,R2;位码左移，准备点亮下一个数码管 RL A MOV R2,A INC R0 ACALL DELAY MOV P0,#0FFH;关显示 SETB P2.0 CLR P2.0 DJNZ R3,DIS1;循环点亮下一个数码管 POP ACC RET,;数码管动态显示子程序;R3是入口参数，存放显示位数DISPLAY:PUSH ACC CLR P3.6 SETB P2.7 MOV R2,#0FEH;R2单元存放位码值 MOV R0,#30H;30H单元存放显示数值 MOV DPTR,#SEGADIS1:MOV A,R2 MOV P0,A SETB P2.1 CLR P2.1;锁存输出位码,;延时1ms子程序DELAY:MOV R7,#02HD1EL2:MOV R6,#70HD1EL1:DJNZ R6,D1EL1 DJNZ R7,D1EL2 RET;共阳极数码管段码表SEGA:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH END,程序设计,任务一 数码管显示,1.技能训练（1）在学习板上实现一个数码管静态显示字形“3”。（2）在学习板上实现8个数码管分别显示数字18。（3）增加任务中的延时时间，观察数码管的显示情况。2.知识思考（1）什么是数码管的静态显示？（2）简述数码管动态显示过程。（3）什么情况下数据需要保护？本任务程序中可以将“PUSH”和“POP”两条指令去掉吗？,拓展训练,任务一 数码管显示,任务二 按键识别,任务要求,选用4个按键，编号分别是“14”，当某个键按下后，应用数码管显示按键编号。知识目标：（1）看懂单片机和独立式按键的接口电路。（2）了解独立式按键的工作原理。（3）掌握按键消抖的方法。（4）看懂单片机和矩阵式按键的接口电路。（5）了解矩阵式按键的工作原理。技能目标：（1）会设计单片机与数码管静态显示的接口电路和控制程序。（2）会设计单片机与数码管动态显示的接口电路和控制程序。（3）知道矩阵式按键的识别及控制方法。,知识链接,任务二 按键识别,1.按键的分类根据结构，按键可分为两类 触点式开关按键 无触点式开关按键根据接口原理按键可分为两类 编码键盘 非编码键盘,2.单片机对键盘的控制方式,知识链接,(1)查询方式：指在程序中用一段专门的扫描和读按键程序不停查询有无按键按下，确定键值。特点：电路简单，但需要占用单片机的机器时间。(2)定时扫描方式：指利用单片机内的定时器来产生定时中断，然后在定时中断的服务程序中扫描，检查有无按键按下，确定键值。特点：电路也比较简单，不占用单片机的机器时间，但需要占应用定时器，同时定时的时间不能过长，否则可能检测不到相应得按键。(3)中断扫描方式：指当有键按下时由相应的硬件电路产生中断信号，单片机在中断服务程序中扫描，检查有无按键按下，确定键值。特点：硬件电路上必须要产生中断线，需要与门和非门来产生。但中断方式不占用单片机的机器时间，也不会出现定时方式时的检测不到键盘的情况。,3.键盘接口,问题：由于机械触点的弹性作用，触点在闭合和断开瞬间的电接触情况不稳定，造成了电压信号的抖动现象。抖动时间：一般为110ms（如图2-5 所示）。后果：会引起单片机对于一次键操作进行多次处理，因此必须设法消除抖动现象。措施：软件消抖、硬件消抖,软件消抖,;延时10ms子程序DELAY10:MOV R7,#20；1sD10EL0:MOV R6,#255；1sD10EL1:DJNZ R6,D10EL1；2s,执行255次 DJNZ R7,D10EL0；2s，循环执行20次 RET；2s延时时间计算：1+1+2255+220+2=1026310000s=10ms。,(2)硬件消抖,图2-6 硬件消抖电路,4.独立式按键,独立式按键结构,图2-7 独立式与单片机接口电路图,;查询方式扫描一次键盘的程序 JPDL:MOV A,#0FFH MOV P1,A;置P1口为输入状态JPDL0:MOV A,P1;键状态输入 JNB ACC.0,JPDL1;检测0号键是否按下,按下转 JNB ACC.1,JPDL2;检测1号键是否按下,按下转 JNB ACC.2,JPDL3;检测2号键是否按下,按下转 JNB ACC.3,JPDL4;检测3号键是否按下,按下转 RET;无键按下返回JPDL1:ACALLPS1;PS4 分别为每个按键的功能子程序 RETJPDL2:ACALLPS2 RETJPDL3:ACALLPS3 RET JPDL4:ACALLPS4 RET,5.矩阵式键盘,矩阵式键盘的结构及原理,图2-8 矩阵键盘结构图,(2)矩阵式键盘按键的识别,以8号键的识别为例来说明扫描法识别按键的过程：按键按下时，与此按键相连的行线与列线短路导通，行线在无按键按下时处于高电平。显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此必须使所有列线处在低电平。只有这样，当有按键按下时，该按键所在的行电平才会由高电平变为低电平。CPU根据行电平的变化，就能判定相应的行有键按下。8 号键按下时，第3行一定为低电平。然而第3行为低电平时，能否肯定是8号键按下呢？回答是否定的，因为9、10、11号键按下，同样会使第3行为低电平。为进一步确定具体键，不能使所有列线在同一时刻处于低电平，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均处于高电平，另一时刻，让下一列处在低电平，依次循环，这种依次轮流每次选通一列的工作方式称为键盘扫描。,（3）键盘的编码,对于矩阵式键盘，按键的位置由行号和列号惟一确定，因此可分别对行号和列号进行二进制编码，然后将两值合成一个字节，高4位是行号，低4位是列号。如图2-8中的8号键，它位于第3行，第0列，因此，其键盘编码应为30H。采用上述编码对于不同行的键离散性较大，不利于散转指令对按键进行处理。因此，可采用依次排列键号的方式对按键进行编码。以图2-8中的44键盘为例，可将键号编码为：01H、02H、03H、0EH、0FH、10H 等16个键号。编码的相互转换可通过计算或查表的方法实现。,6.键盘扫描程序,键盘扫描程序一般应包括以下内容。_ 判别有无按键按下。_ 键盘扫描取得闭合键的行、列值。_ 用计算法或查表法得到键值。_ 判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。_ 将闭合键键号保存，同时转去执行该闭合键的功能。,7.指令介绍,（1）CJNE指令。指令格式是：CJNE 目的，源，rel，共有4条：CJNE A,#data,rel;(A)与data比较，如果A=data,则顺序执行，否则转移CJNE A,direct,rel;(A)与(direct)比较，若相等则顺序执行，否则转移CJNE Rn,#data,rel;(Rn)与data比较，若相等则顺序执行，否则转移CJNE Ri,#data,rel;(Ri)与data比较，若相等则顺序执行，否则转移,图2-9 CJNE操作示意图,例2-3 将内部 RAM 的一个数据块(首址为DATA1)传送到内部数据RAM(首址为DATA2)，遇到传送的数据为00H 时停止。程序清单：MOV R1,#DATA1;设置数据指针 MOV R0,#DPTA2;设置数据指针 LP1：MOV A,R1;读数据 CJNE A,#00H,LP2;(A)00H，则转移 RET;(A)00H，结束传送 LP2：MOV R0,A;送数到内部RAM INC R0;修改指针 INC R1;修改指针 SJMP LP1;继续传送,（2）累加器A判零指令，有两条：JZ rel;若(A)0，则转移，否则顺序向下执行 JNZ rel;若(A)0，则转移，否则顺序向下执行,在例2-3中，如果利用“JZ”指令的程序如下：MOV R1,#DATA1;设置数据指针 MOV R0,#DATA2;设置数据指针LP1:MOV A,R1;读数据 JZ LP2;判断传送数据是否为00H，是则转移 MOV R0,A;数据不为00H，送内部RAM INC R0;修改地址指针 INC R1;修改外部RAM地址指针 SJMP LP1;继续传送LP2:RET;结束传送，返回主程序,电路设计,任务二 键盘识别,本任务硬件主要由单片机、键盘、显示数码管组成。键盘选择4个按键，采用独立键盘控制，电路如图2-7所示，其编号分别是“14”。键值显示电路如图2-4所示，但只选用其中一个数码管静态显示。,程序设计,任务二 键盘识别,ORG 0000H AJMP START ORG 0100H START:CLR P2.0 CLR P3.6 SETB P2.7 MOV P0,#0FEH;输出数码管公共端信号 SETB P2.1;开通U14 CLR P2.1;锁存U14LOOP:ACALLDLJP AJMPLOOP;独立按键识别子程序DLJP:MOV P1,#0FFH MOV A,P1;读键盘状态 CJNE A,#0FH,XDOU;有键按下消抖处理DLJPR:RET;无键按下则再读键盘状态,程序设计,XDOU:MOV 40H,A;把读的键盘状态放在40H的地址 ACALL DELAY10;延时 MOV A,P1;再读键盘状态 CJNE A,40H,DLJPR;比较两次读键盘状态，如不同则返回 JB ACC.0,SS2;S1键未按下，转SS2 ACALL PS1;1号键按下，显示1 AJMP DLJPRSS2:JB ACC.1,SS3;S2键未按下，转SS3 ACALL PS2;2号键按下，显示2 AJMP DLJPRSS3:JB ACC.2,SS4;S3键未按下，转SS4 ACALL PS3;3号键按下，显示3 AJMP DLJPRSS4:JB ACC.3,DLJPR;S4键未按下，读键盘 ACALL PS4;4号键按下，显示4 AJMP DLJPR,程序设计,PS1:MOV P0,#0F9H;1号键键处理子程序 SETBP2.0 CLRP2.0 RET;1号键按下，显示1PS2:MOV P0,#0A4H;2号键键处理子程序 SETBP2.0 CLRP2.0 RET;2号键按下，显示2PS3:MOV P0,#0B0H;3号键键处理子程序 SETBP2.0 CLRP2.0 RET;3号键按下，显示3PS4:MOV P0,#99H;4号键键处理子程序 SETBP2.0 CLRP2.0 RET;4号键按下，显示4,1.技能训练（1）应用PROTEUS仿真矩阵键盘的键值显示。（2）应用学习板完成按键S1每按下一次，数码管显示值加一的功能（复位后数码管显示0）。（3）画出本任务完整电路图。2.知识思考（1）独立式键盘的工作原理是什么？（2）说明矩阵键盘的按键识别过程。（3）键盘消抖的方法有哪些？,拓展训练,任务三 定时时间的设定,任务三 定时时间的设定,任务要求,本任务要求应用独立式按键，使用3个按键，S1为定时时间加1键，S2为减1键，S3定时时间清零键。要求定时时间范围099秒，定时时间的设定值应用两位数码管显示。,知识目标：（1）进一步理解独立按键工作原理。（2）理解逻辑运算指令和数据交换指令。技能目标：（1）会应用按键设定定时时间。（2）会编写16进制数转换为10进制数程序。（3）会应用逻辑运算指令和数据交换指令。（4）会设计码型转换程序,知识连接,逻辑操作指令,（1）逻辑与操作指令(6 条)ANL A,direct;对A中的内容和直接寻址单元中的内容执行与操作,结果存到A中ANL A,#data;对A中的内容和立即数执行与操作,结果存到A中ANL A,Rn;对A中的内容和寄存器Rn中的内容执行与操作,结果存到A中ANL A,Ri;对A中的内容和工作寄存器Ri所指的地址单元中的内容执行与操作,结果存到A中ANL direct,A;对直接寻址单元中的内容和A中的内容执行与操作,结果存到直接寻址单元中ANL direct,#data;对直接寻址单元中的内容和立即数执行与操作,结果存到直接寻址单元中,（2）逻辑或操作指令(6 条)ORL A,direct;对A中的内容和直接寻址单元中的内容执行或操作,结果存到A中ORL direct,#data;对直接寻址单元中的内容和立即数执行逻辑或操作,结果存在直接寻址单元中ORL A,#data;对A中的内容和立即数执行逻辑或操作,结果存在A中ORL A,Rn;对A中的内容和寄存器Rn中的内容执行逻辑或操作,结果存到A中ORL direct,A;对直接寻址单元中的内容和A中的内容执行逻辑或操作,结果存在直接寻址单元中ORL A,Ri;对A中的内容和工作寄存器Ri所指的地址单元中的内容执行或操作,结果存在A中,知识连接,（3）逻辑异或操作指令(6条)XRL A,direct;对A中的内容和直接寻址单元中的内容执行异或操作，结果存在A中XRL direct，#data;对直接寻址单元中的内容和立即数执行异或操作,结果存在直接寻址单元中XRL A,#data;对A中的内容和立即数执行异或操作,结果存在A中XRL A,Rn;对A中的内容和寄存器Rn中的内容执行异或操作,结果存在A中XRL direct,A;对直接寻址单元中的内容和A中的内容执行异或操作,结果存在直接寻址单元中XRL A,Ri;对A中的内容和工作寄存器Ri所指的地址单元中的内容执行异或操作,结果存在A中,知识连接,2.交换指令(5条),XCH A,Rn；(A)(Rn)，累加器与工作寄存器Rn中的内容互换XCH A,direct；(A)(direct)，累加器与直接寻址单元中的内容互换XCH A,Ri；(A)(Ri)，累加器与工作寄存器Ri所指存储单元中的内容互换XCHD A,Ri；(A3-0)(Ri)3-0)，累加器与工作寄存器Ri所指存储单元中内容的低半字节互换SWAP A；(A3-0)(A7-4)，累加器中内容的高、低半字节互换,知识连接,例2-4 拆字程序，把R7的内容拆开，高4位送到片内RAM的30H单元中，低4位送到31H中。程序如下：MAIN：MOV A,R7 ANL A,#0F0H;屏蔽高位 SWAP A;交换A中高低位的内容 MOV 30H,A;R7的高4位送到30H中 MOV A,R7;再读入R8中的内容 ANL A,#0FH;屏蔽高位 MOV 31H，A;R7的低4位送到31H SJMP$,知识连接,3.乘除法指令,MUL AB;(A)(B)(A)和(B),将累加器A中的内容与寄存器B中的内容相乘,结果的低8位存在累加器A中，高8位存在寄存器B中DIV AB;(A)/(B)(A)和(B),将累加器A中的内容除以寄存器B中的内容，所得商存在累加器A中，余数存在寄存器B中。,例如，若(A)=FBH(251),(B)=12H(18),执行指令“DIV AB”后，(A)=0DH(13),(B)=11H(17),(OV)=0,(CY)=0。,知识连接,4.码型的转换,16进制与ASCII的转换,表2-3 十六进制与ASCII码的对应关系表,知识连接,例2-5 将1位十六进制数转换成相应的ASCII码。设该十六进制数存放于累加器A中，转换后的ASCII码存放于R1中。一位十六进制只占累加器A的低四位，转换前应先屏蔽掉没用的高4位，然后判断其是否小于A，判断方法是将其与A相减，看是否有借位。有借位说明小于A，ASCII码是将其加30H,否则将其加37H。程序清单（LI2_7.ASM）如下：HTOASC:ANL A,#0FH;屏蔽高四位 MOV R5,A;暂存R5中 CLR C;清借位位 SUBB A,#0AH;判断十六进制数的大小 MOV A,R5;取回原十六进制数 JC XYA;有借位，转至XYA ADD A,#37H;大于A，加37H SJMP ABCXYA:ADD A,#30H;小于A，加30HABC:MOV R1,A RET,(2)BCD码（十进制数的二进制编码）,表2-4 8421BCD码编码表,BCD码是一种具有十进制权的二进制编码。BCD码种类较多，常用的是8421码。8421码是一种采用4位二进制数来代表一位十进制数的代码系统。在这个代码系统中，十组4位二进制数分别代表了09中的十个数字符号。,知识连接,(3)十六进制数转换成BCD码格式的十进制数,例2-6 将两位十六进制数转换成两位BCD码（设数值范围是099）。099范围的十六进制数占一个字节单元，假设存放于片内RAM的34H单元中，将该16进制数除10，得到的商是BCD码的十位，存放到R4中，得到的余数是BCD码的个位，存放到R5中。程序清单(LI2_8.ASM)如下:MOV A,34HHTOBCD:MOV B,#10;16进制转换10进制子程序 DIV AB MOV R4,A MOV R5,B RET,知识连接,电路设计,实现本任务功能的电路主要包括两部分电路（1）4个独立式按键，它们与单片机的接口电路如图2-7所示；（2）数码管显示电路，电路参考图2-4，该秒表的时间设定范围是099秒，选用低位两个数码管显示设定的秒值即可。,任务三 定时时间的设定,程序设计,程序清单（A2_3.ASM）ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN:MOV SP,#60H MOV 30H,#00H MOV 32H,#00H MOV 34H,#00H LOOP1:MOV R3,#2 ACALL DISPLAY;动态显示子程序，参考A2_1.ASM ACALL DLJP;独立按键扫描子程序，参考A2_2.ASM SJMP LOOP1,任务三 定时时间的设定,PS1:INC 34H;S1按键处理子程序，单击S1键定时时间加1 MOV A,34H CJNE A,#100,PS11 MOV 34H,#00H MOV A,34H PS11:ACALL HTOBCD;将定时时间转换十进制 MOV 30H,R4;将定时时间送显示单元 MOV 31H,R5 RETPS2:DEC 34H;S2按键处理子程序;单击S1键定时时间减1 MOV A,34H CJNE A,#0FFH,PS21 MOV 34H,#99 MOV A,34H PS21:ACALL HTOBCD;将定时时间转换十进制 MOV 30H,R4;将定时时间送显示单元 MOV 31H,R5 RET,程序设计,;S3按键处理子程序PS3:MOV 34H,#0;单击S3键，定时时间清零 MOV A,34H PS21:ACALL HTOBCD;将定时时间转换十进制 MOV 30H,R4;将定时时间送显示单元 MOV 31H,R5 RET;S4按键处理子程序PS4:RET;单击S4键，直接返回 END,任务三 定时时间的设定,拓展训练,1.技能训练（1）写出本任务完整程序清单。（2）将累加器A中的8位二进制数转换成3位BCD码格式的十进制数。2.知识思考（1）执行下列指令序列后，相关寄存器、存储单元及标志如何变化？,2）MOV A,#89H MOV 32H,#98H ORL 32H,A,4）MOV A,#89H SWAP A RLC A(讨论C的内容),1）MOV A,#98H MOV R4,#11H ANL A,R4,3）CLR A CPL A XRL A,#77H,任务三 定时时间的设定,（2）已知(A)=7AH和(CY)=1，试指出执行下列程序后的最终结果。1)MOV A,#0FH 2)MOV A,#0BBH CPL A CPL A MOV 30H,#00H RR A ORL 30H,#0ABH MOV 40H,#AAH RL A ORL A,40H 3)ANL A,#0FFH 4)ORL A,#0FH MOV 30H,A SWAP A XRL A,30H RRC A RLC A XRL A,#0FH SWAP A ANL A,#0F0H（4）什么是BCD码？,拓展训练,任务三 定时时间的设定,任务四 定时器,任务要求 本任务要实现定时器功能，定时范围099秒，4位数字显示，显示精度0.01秒。4个按键实现定时器的控制，单击S1键定时时间加1，单击S2键定时时间减1，单击S3键定时时间清零，S4是重新定时按键。数码管进行计时显示和设定时间的显示，当定时时间到，声音提示。知识目标：（1）熟悉中断系统结构和中断处理过程。（2）掌握定时计数器的工作原理。（3）明白定时/计数器的结构。技能目标：（1）会设置定时/计数器的工作方式。（2）会计算定时初值。（3）会对定时计数器初始化。（4）会编写定时/计数器相关程序。,知识连接,中断的基本概念,CPU正在处理某一事件A时，事件B请求CPU迅速去处理（中断请求或中断申请）；CPU暂停事件A的处理，转去处理事件B（中断响应）；事件B处理结束后，CPU又回到事件A暂停的地方继续处理事件A(中断返回)，这一过程称为中断。中断源：事件B是引起CPU中断的根源。断点：事件A被暂停的地方。中断服务处理：事件B的过程，也称为中断处理。中断服务程序：CPU处理事件B需要执行的程序。中断系统：实现中断的所有部件。,任务四 定时器,2.89C51单片机的中断系统,（1）89C51单片机中断系统的结构,图2-10 单片机中断系统的结构,知识连接,（2）中断源及中断请求标志,1）INT0外部中断请求0，中断请求标志为IE0。该中断源的中断请求信号由INT0（P3.2)引脚输入，有效信号通过硬件自动置位IE0=1，请求中断。2）INT1外部中断请求1，中断请求标志为IE1。该中断源的中断请求信号由INT1（P3.3)引脚输入，有效信号通过硬件自动置位IE1=1，请求中断。,TCON的格式如下：,说明：外部中断源有两种请求触发方式，低电平触发和下降沿触发，具体选择那种方式要通过TCON的IT0和IT1进行设置。IT0：外部中断请求INT0的触发方式设置位。IT0可由软件置“1”或清“0”。当IT0为0时，选择为电平触发方式，INT0低电平有效。ITl：外部中断请求INT1的触发方式设置位，意义和 IT0 类似。,3）定时器/计数器T0，中断请求标志为TF0。片内计数器T0计数满溢出，自动置位TF0=1，产生中断请求。CPU响应中断后，标志位TF0自动清零。4)定时器/计数器T1，中断请求标志为TF1。片内计数器T1计数满溢出，自动置位TF1=1，产生中断请求。CPU响应中断后，标志位TF0自动清零。,知识连接,5）串行口，该中断源有两个中断请求标志位，RI（串行口控制寄存器SCON 的D0位）和TI(串行口控制寄存器SCON 的D1位)。当串行接口接收完一桢串行数据时，置位RI=1，产生接收中断请求；当串行接口发送完一桢串行数据时，置位TI=1，产生发送中断请求。CPU响应中断后，标志位RI和TI都不能自动清零，必须在中断服务程序中通过软件清零。,SCON的格式如下：,知识连接,IE的格式如下：,中断允许寄存器IE各位的功能如下：EA：中断允许总控制位。EA0，CPU屏蔽所有中断请求；EA1，CPU开放所有中断。ES：串行口中断允许位。ET1：T1的溢出中断允许位。EX1：外部中断1中断允许位。ET0：T0 的溢出中断允许位。EX0：中断0中断允许位。,Ei=1,允许中断；Ei=0,禁止中断。,（3）中断优先级寄存器IP,IP的格式如下：,PS 串行口中断优先级控制位。PT1 定时/计数器T1中断优先级控制位。PX1 外部中断1中断优先级控制位。PT0 定时器T0中断优先级控制位。PX0 外部中断0 中断优先级控制位。,Pi=1,设置为高优先级Pi=0,设置为低优先级,知识连接,中断优先级相应原则：1）低优先级可被高优先级中断，而高优先级中断源不能被任何中断源所中断。2）任何一种中断(不管是高级还是低级)，一旦得到响应，不会再被它的同级中断所中断。3）当几个同优先级的中断同时申请中断，响应哪一个中断源将取决于内部查询顺序，或称为辅助优先级结构，其优先级排列如下表所示。,知识连接,（4）中断的处理过程 1）中断响应条件和时间中断响应条件有三个：中断源有中断请求；此中断源的中断允许位为1；CPU开中断（EA=1）。上述三个条件必须同时满足，CPU才有可能响应中断。在下列情况之一时，CPU将封锁对中断的响应，虽然响应中断的三个条件都满足，但是不响应。第一：CPU正在处理一个同级或更高级别的中断请求；第二：现行的机器周期不是当前正在执行指令的最后一个周期。单片机有单周期、双周期、三周期指令，当前执行指令是单字节没有关系，如果是双字节或四字节的，就要等整条指令都执行完了，才能响应中断（因为中断查询是在每个机器周期都可能查到的）；第三：当前正执行的指令是返回批令（RETI）或访问IP、IE寄存器的指令，则CPU至少再执行一条指令才响应中断。这些指令都是与中断有关的，如果正访问IP、IE则可能会开、关中断或改变中断的优先级，而中断返回指令则说明本次中断还没有处理完，所以都要等本指令处理结束，再执行一条指令才响应中断。,2）中断响应过程将内部的优先级状态触发器置1，以阻止后来的同级或低级的中断请求；执行一条硬件LCALL指令，使断点的地址入栈，然后将相应的中断服务程序入口地址送PC；执行中断服务程序。中断响应过程的前两项是由中断系统硬件电路自动完成的，而中断服务程序要由用户自己编写。,表2-6 中断服务程序入口地址表,知识连接,3）中断返回，这个过程是通过指令RETI实现的。中断服务程序的最后一条指令必须是RETI。RETI指令使CPU结束中断服务程序的执行，返回到曾经被中断的程序处，继续执行原来的程序。RETI指令的具体功能是：将中断响应时压入堆栈保存的断点地址从栈顶弹回PC，CPU从原来中断的地方继续执行程序将相应中断优先级状态触发器清0。,知识连接,例2-7 应用按钮K，模拟外部中断源，电路如图2-11所示，单击按钮，就产生一个外部中断请求。89C51单片机响应中断请求，将数码管显示数值加1。数码管显示参考图2-4，选择两位数码管动态显示。,图2-11 一个外部中断源电路,程序清单(LI2_9.ASM)：ORG0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP PP0 ORG 0030HMAIN:MOVSP,#60H MOV30H,#0 MOV31H,#0 MOV34H,#0SETB EA SETB EX1 SETBPX1SETB IT1,LOOP:MOVR3,#2 ACALLDISPLAY SJMPLOOPPP0:PUSHACCINC34HACALL HTOBCDMOV30H,R4MOV31H,R5POP ACC RETI,3.89C51单片机的定时计数器,(1)定时器/计数器的组成结构,图2-12 定时/计数器结构图,知识连接,(2)定时器/计数器的工作方式寄存器,TMOD的格式如下：,TMOD各位含义如下：,GATE，门控制。当GATE=0时，只要用软件使TCON的TR0或TR1为1，就可以启动相应的定时/计数器；当GATE=1时，要用软件使TCON的TR0或TR1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。,或,：定时/计数器功能选择位。当=1时，作为计数器实现对外部脉冲计数；当=0 时，作为定时器实现定时控制。,知识连接,M1 和M0,工作方式选择位。定时器/计数器有4 种工作方式，可通过M1、M0 进行设置，见表2-7。表2-7 定时/计数器工作方式设置表,知识连接,(3)定时/计数器控制寄存器TCON格式：,TCON的低4 位用于控制外部中断前面已经介绍，这里只介绍高4 位，各位含义如下：TF0，TF1分别为定时器T0、T1的计数溢出中断请求标志位。计数器计数溢出时，该位由硬件置1。使用查询方式时，此位作为状态位供CPU查询，查询后需由软件清0；使用中断方式时，此位作为中断请求标志位，CPU响应中断后由硬件自动清0。TR0，TR1分别为定时器T0、T1的运行控制位，可由软件置1 或清0。(TR0)或(TR1)1，启动定时/计数器工作；(TR0)或(TR1)0，停止定时/计数器工作。,知识连接,(4)定时/计数器的工作方式,1)方式0：16 位寄存器(由特殊功能寄存器TL0 和TH0 组成)只用了13 位，由TH0 的8 位和TL0 的低5 位组成一个13 位的定时/计数器，TL0 的高3 位未用，其最大的计数次数应为213次。,图2-13 工作方式0 的逻辑结构图,2)方式1:由特殊功能寄存器TL0 和TH0 组成一个16 位的定时/计数器，其最大的计数次数应为216次。除了计数位数不同外，方式1 与方式0的工作过程相同。,3)方式2:是自动重装初值的8 位定时/计数器。8 位寄存器TL0 作为计数器，TH0用于存放计数初值，启动前，TL0 和TH0装入相同的初值，当TL0计数溢出时，在将中断标志位TF0置1的同时，TH0的初值自动重新装入TL0。,图2-14 工作方式2 的逻辑结构图,4)方式3:方式3只适用于定时/计数器T0，定时/计数器T1不能工作在方式3。此方式时定时计数器T0 分为两个独立的8 位计数器：TL0 和TH0，其逻辑结构如图2-15所示，TL0 使用T0的状态控制位C/T、GATE、TR0 及INT0，而TH0 被固定为个8位定时器(不能作外部计数方式)，并使用定时器Tl 的状态控制位TRl 和TFl，同时占用定时器T1 的中断源。,图2-15 方式3 逻辑结构图,(5)定时器初值的计算,计数方式：计数初值=满值-计数值=2N-计数值。定时方式：计数值=定时时间机器周期，计数初值=满值-计数值=2N-定时时间机器周期。,定时和计数两种方式都是启动定时器后从初值开始加1计数，计数满溢出置中断请求标志位。不同工作方式只是计数位数不同，满值不等，但计算方法相同，假设计数位数为N，则满值都是2N。,知识连接,例2-8 利用定时器T0的方式0定时模式，在P1.0引脚上输出周期为10ms的方波。设单片机的晶振频率fosc=12MHz。,程序(LI2_10.ASM)如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 000BH;T0中断服务程序入口地址LJMP PINT0;转T0服务程序实际地址ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#00H;置T0方式字MOV TL0,#18H;置定时器初值MOV TH0,#63H SETB EA;CPU开中断SETB ET0;T0中断允许SETB TR0;启动T0运行SJMP$;等待中断ORG 0200H;实际的T0中断服务程序起始地址PINT0:MOV TL0,#18H;重装初值MOV TH0,#63HCPL P1.0;定时时间到取反P1.0输出RETIEND,例2-9 已知晶振12MHz，测量由（P3.3）引脚输入的外部脉冲宽度，所测得的高8位值存入30H单元，低8位存于31H单元。,程序(LI2_11.ASM)如下：ORG 0000HLJMPMAINORG 0030HMAIN:MOV TMOD,#90H;应用T1，定时方式1，GATE=1MOV TH1,#0MOV TL1,#0;T1初值设为0JB P3.3,$;等待INT1变为低SETB TR1;INT1变低电平，TR1置1JNB P3.3,$;等待INT1变高JB P3.3,$;等待INT1再次变低，这段时间计数器计数CLR TR1;再次变低后停止计数MOV 30H,TH1;保存测量结果MOV 31H,TL1SJMP$END,4.蜂鸣器简介,图2-17 单片机与扬声器接口电路,蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机I/O引脚输出的电流较小，驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。,知识连接,电路设计,本任务电路分三部分(1)按键部分，参考图2-7(2)显示部分，参考图2-4(3)发声部分，参考图2-17,任务四 定时器,程序清单（A2_4.ASM）如下：;30H 显示十位;31H 显示个位;32H 显示0.1位;33H 显示.01位;34H 存放设定的定时时间;35H 计时整数部分;36H 计时小数部分ORG 0000HLJMP MAINORG000BHLJMPPRT0ORG 0100HMAIN:MOV SP,#60HCLR P3.5MOV R0,#30HMOV R1,#7MOV A,#0H,LOOP:MOV R0,AINC R0DJNZ R1,LOOPMOV TMOD,#01H;T0定时方式1MOV TH0,#0D8H;T0定时10ms初值MOV TL