第三讲 数码管显示原理及应用

1、第三讲第三讲 数码管显示原理及应用数码管显示原理及应用主要内容主要内容数码管静态显示与动态显示数码管静态显示与动态显示1中断中断2定时定时/计数器计数器3显示原理显示原理显示器显示器发光二极管发光二极管LED(LightLED(Light Emitting Emitting Diode)Diode)显示显示器器液晶液晶LCD(LiquidLCD(Liquid Crystal Crystal Display)Display)显显示器示器CRTCRT显示器显示器LEDLED、LCDLCD显示器有显示器有两种显示结构：段两种显示结构：段显示（显示（7 7段、米字段、米字型等）和点阵显示型等）和点阵显

2、示（5 58 8、8 88 8点阵点阵等）等）”段显示段显示abcdegGNDfdpGNDabcefgddpabcdefgdpdpgfedcba5V（a）（b）8 8* *8 8点阵显示点阵显示LED显示器工作方式显示器工作方式静态显示方式特点：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优点：是占用CPU时间少缺点：是硬件电路比较复杂，成本较高工作方式工作方式动态显示方式特点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。动态显示的亮度比静态显示要差一些ALEW RR DR XDTXDINT0EA/VP31X119X218R ESET9R D17W R16INT0

3、12INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11R XD10VC C40GND20U189C52PSENP10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27P20P21P22P23abfcgdeDPY

4、117421105abcdefg3dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpC06C28C39C412LEDDPY 4-LED12345678161514131211109R1KP00P01P02P03P04P05P06P075V中断原理中断原理一学生在宿舍看书，现在有下面几件事需要办：v 去拿回落在实验室的书本v 去开水房打开水v 同学邀请一起去逛街中断的实质：中断的实质：在资源冲突时优先权的选择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中断的概念中断的概念中断技术的优点中断技术的优点分时操分时操作作实时响实时响应应可靠性高可靠性高CPUC

5、PU可以分可以分时为多个时为多个I/OI/O设备服设备服务，提高务，提高了计算机了计算机的利用率的利用率CPUCPU能够及时能够及时处理应用系处理应用系统的随机事统的随机事件，系统的件，系统的实时性大大实时性大大增强；增强；CPUCPU具有处理具有处理设备故障及掉设备故障及掉电等突发性事电等突发性事件能力，从而件能力，从而使系统可靠性使系统可靠性提高。提高。80C5180C51的中断系统的中断系统80C51中断请求标志中断请求标志中断优先级控制中断优先级控制80C5180C51中断系统的结构中断系统的结构中断允许控制中断允许控制80C5180C51中断系统的结构中断系统的结构80C5180C5

6、1的中断系统有的中断系统有5 5个中断源（个中断源（80528052有有 6 6个）个） ，2 2个优先级，个优先级，可实现二级中断嵌套可实现二级中断嵌套 。中断请求标志中断请求标志中断请求标志中断请求标志TCON的中的中断标志断标志SCONSCON的中断的中断标志标志TCONTCON的中断标志的中断标志v IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。v 当IT0=0时，为电平触发方式。v 当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。v IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。v IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。v IE1（TCON.3），外部中断1中断请求

7、标志位。v TF0（TCON.5），定时/计数器T0溢出中断请求标志位。v TF1（TCON.7），定时/计数器T1溢出中断请求标志位。SCON的中断标志的中断标志RIRI（SCON.0SCON.0），串行口接收中断标志位。当允许串行），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，由硬件置位口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RIRI。注意，注意，RIRI必须由软件清除。必须由软件清除。TITI（SCON.1SCON.1），串行口发送中断标志位。当），串行口发送中断标志位。当CPUCPU将一将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送个发送数据写入串行口发送

8、缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TITI。CPUCPU响响应中断时，不能自动清除应中断时，不能自动清除TITI，TITI必须由软件清除。必须由软件清除。中断允许控制中断允许控制EX0(IE.0EX0(IE.0) )，外部，外部中断中断0 0允允许位许位EX1EX1(IE.2(IE.2) )，外部，外部中断中断0 0允允许位许位ESES（IE.4)IE.4)串行口中串行口中断允许位；断允许位；EAEA (IE.7)(IE.7)， CPUCPU中断中断允许（总允许（总允许）位。允许）位。ET0ET0(IE.(IE.1)1)，定，定时时/

9、 /计数计数器器T0T0中中断允许断允许位位ET1ET1(IE.(IE.3)3)，定，定时时/ /计数计数器器T1T1中中断允许断允许位位80C5180C51单片机的中断优先级单片机的中断优先级PS PS （IP.4IP.4），串行口），串行口优先级设定优先级设定位位PT2 (IP.5) PT2 (IP.5) ，定时，定时/ /计计数器数器T2T2优先优先级设定位级设定位PX1PX1（IP.2IP.2），），外部中断外部中断0 0优先级优先级设定位设定位PX0PX0（IP.0IP.0），），。PT1PT1（IP.3IP.3），），定时定时/ /计计数器数器T1T1优先级优先级设定位设定位PT0

10、PT0（IP.1IP.1），），定时定时/ /计计数器数器T0T0优先级优先级设定位设定位 同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权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：件确定的自然优先级形成，其排列如所示：80C5180C51单片机的中断优先级单片机的中断优先级80C51优先级优先级一一首先响应优先级别首先响应优先级别最高的中断请求。最高的中断请求。正在进行的中断过程正在进行的中断过程不不能被新的同级或低优先能被新的同级或低优先级的中断请

11、求所中断级的中断请求所中断正在进行的低优先级中断服务，正在进行的低优先级中断服务，能被高优先级中断请求所中断能被高优先级中断请求所中断。为了实现后两为了实现后两条原则，中断条原则，中断系统内部设有系统内部设有两个用户不能两个用户不能寻址的优先级寻址的优先级状态触发器。状态触发器。80C51中断响应条件中断响应条件C51C51中断服务程序的写法中断服务程序的写法80C5280C52中断系统中断系统80C5280C52中断系统中断系统定时定时/ /计数器原理计数器原理时间到时间到的表示的表示计时计时范围范围触发触发方式方式对时，设定对时，设定起始时间起始时间设定结设定结束时间束时间影响定时影响定时

12、 计数器计数器的相关因素的相关因素手机闹钟的使用：手机闹钟的使用：1.1.设定结束时间设定结束时间2.2.对时，设定起始时间对时，设定起始时间3.3.时间到，闹铃响时间到，闹铃响实现定时功能的方法实现定时功能的方法软件定时软件定时采用时基电路定时采用时基电路定时采用可编程芯片定时采用可编程芯片定时实现定时功能，实现定时功能，比比较方便的办法是利较方便的办法是利用单片机内部的定用单片机内部的定时时/ /计数器计数器80C5180C51定时定时/ /计数器计数器结构结构工作工作原理原理控制控制工作工作方式方式80C5180C51定时定时/ /计数器计数器80C5180C51定时定时/ /计数器结构

13、计数器结构定时定时/ /计数器的工作原理计数器的工作原理加加1 1计数器计数器由溢出时计数器的值减去计由溢出时计数器的值减去计数初值才是加数初值才是加1 1计数器的计数值计数器的计数值定时器模式定时器模式计数器模式计数器模式计数值计数值N N乘以乘以机器周期机器周期TcyTcy是定时时间是定时时间t t 。要求被采样的电平被采样的电平至少要维持一个机至少要维持一个机器周期器周期。当晶振频率为当晶振频率为12MHz12MHz时时，最高计数频率不超过最高计数频率不超过1/2MHz1/2MHz即计数脉冲的即计数脉冲的周期要大于周期要大于2 2 s s。 定时定时/ /计数器的控制计数器的控制TMOD

14、用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。v GATE：门控位。 GATE0时，TCON中的TR0或TR1为1，启动； GATA1时，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.v :定时/计数模式选择位。 0为定时模式； =1为计数模式。定时定时/ /计数器的工作方式计数器的工作方式13X=2 -N16X=2 -N方式方式0 01313位计数位计数，由，由TL0TL0的低的低5 5位（高位（高3 3位未用）和位未用）和TH0TH0的的8 8位组成。位组成。TL0TL0的低的低5 5位溢出时向位溢出时向TH0TH0进位，进位，TH0TH0溢出时溢出时

15、置位置位TCONTCON中的中的TF0TF0标志，向标志，向CPUCPU发出中断请求。发出中断请求。方式方式1 1计数位数是计数位数是1616位，由位，由TL0TL0作为低作为低8 8位、位、TH0TH0作为高作为高8 8位，位，组成了组成了1616位加位加1 1计数器计数器. .计数个数与计数初值的关系为计数个数与计数初值的关系为：定时器模式时有定时器模式时有:N:Nt/ Tcy t/ Tcy 计数初值计算的公式为：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。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，计数脉冲是计数模式时，计数脉冲是T0T0引脚上的外部

16、脉冲。引脚上的外部脉冲。13X=2 -N定时定时/ /计数器的工作方式计数器的工作方式13X=2 -N13X=2 -N16X=2 -N方式方式2 2方式方式2 2为自动重装初值的为自动重装初值的8 8位计数方式。位计数方式。计数个数与计数初值的关系为：计数个数与计数初值的关系为：工作方式工作方式2 2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。器。方式方式3 3方式方式3 3只适用于定时只适用于定时/ /计数器计数器T0T0，定时器，定时器T1T1处于方式处于方式3 3时相当于时相当于TR1=0TR1=0，停止计数。，停止计数。8X=2 -N定时定时/ /计数器应用

17、举例计数器应用举例初始化程序应完成初始化程序应完成以上工作以上工作第四步第四步第三步第三步第二步第二步第一步第一步对对TMODTMOD赋值，以确定赋值，以确定T0T0和和T1T1的工作方式的工作方式计算初值计算初值, ,并将其写入并将其写入TH0TH0、TL0TL0或或TH1TH1、TL1TL1中断方式时，中断方式时，则对则对IEIE赋值，赋值，开放中断开放中断使使TR0TR0或或TR1TR1置位，启动定时置位，启动定时/ /计数计数器定时或计数器定时或计数定时定时/ /计数器应用举例计数器应用举例例1 在TX-1C实验板上完成如下功能：用定时器0的方式1实现第一个发光管以200ms间隔闪烁，

18、用定时器T1的方式1实现数码管前两位59s循环计时。设系统时钟频率为11.0592 MHz。v 1、求T1的方式控制字TMOD： M1M0=01，GATE=0，C/T=0，方式控制字为01H；v 2、计算计数初值X：Tcy=12*（1/110592）=1.09 s。Nt/ Tcy 200000/1.0918348665536分成4次计时，N0=50000/1.09=45872; X06553645872将X0送入TH0和TL0中定时定时/ /计数器应用举例计数器应用举例v 例2 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