《定时单片机,汇编》课件

定时单片机与汇编语言本课程将探讨定时单片机与汇编语言的基础知识，并学习如何使用汇编语言编写定时器程序。课程目标和大纲11.掌握单片机基础知识了解单片机基本概念、结构和工作原理。22.熟悉单片机编程语言学习汇编语言基础，掌握单片机程序设计方法。33.掌握常用外设接口学习使用定时器、计数器、中断、串口等外设。44.能够独立完成简单项目通过实验和项目实践，巩固所学知识，提升实践能力。单片机简介单片机是一种将中央处理器（CPU）、内存、输入输出端口等功能集成到一块芯片上的微型计算机。它具有体积小、重量轻、功耗低、价格便宜、易于使用等优点，广泛应用于工业控制、智能家居、汽车电子等领域。单片机的硬件结构单片机通常包含一个中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出(I/O)端口和其他外设。CPU负责执行程序指令，存储器用于存储程序和数据，I/O端口用于连接外部设备，外设例如定时器、中断控制器和串行通信接口。单片机指令系统指令类型指令是单片机执行的基本单位。单片机指令系统分为数据处理指令、程序控制指令、输入输出指令和扩展指令等。寻址方式寻址方式是指CPU如何找到指令或数据操作对象的方式。常见的寻址方式包括立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址等。指令格式指令格式是指指令在存储器中是如何排列的。不同的单片机型号有不同的指令格式，但通常包含操作码和操作数。单片机程序设计基础1了解汇编语言单片机的核心语言，是控制硬件的桥梁2掌握指令集熟悉各种指令的含义和功能3理解程序结构学习程序的流程控制和数据操作4编写简单程序通过实践掌握基本编程技巧学习单片机程序设计的基础，为后续的应用开发打下坚实的基础。了解汇编语言，掌握单片机指令集，并学习简单的程序编写，为后续的应用开发打下坚实的基础。寄存器和标志位通用寄存器通用寄存器用于存储程序操作所需的各种数据，例如中间计算结果。程序计数器(PC)PC指针指向下一个要执行的指令地址，控制着程序的执行流程。堆栈指针(SP)SP指针指向堆栈顶部的地址，用于存储函数调用和数据处理。标志位寄存器标志位寄存器用于记录指令执行后的状态，例如进位、溢出或零标志。加减法和移位运算1加减法运算单片机中，加减法运算使用ADD和SUB指令实现，涉及累加器A。2移位运算移位运算包括逻辑移位和算术移位，用于快速乘除操作。3应用场景加减法和移位运算广泛用于数据处理、数值计算、定时器计数等。乘法和除法运算乘法指令MUL指令用于执行两个操作数的乘法运算，结果存储在累加器中。除法指令DIV指令用于执行两个操作数的除法运算，结果存储在累加器中，余数存储在B寄存器中。指令示例例如，MULA，B将A和B寄存器中的值相乘，结果存储在A寄存器中。程序设计在单片机程序设计中，乘法和除法运算可用于实现一些复杂的计算和数据处理。逻辑运算指令与运算(AND)与运算指令将两个操作数的对应位进行比较。如果两个操作数的对应位都为1，则结果为1；否则为0。例如，A=1100，B=1010，则AANDB=1000。或运算(OR)或运算指令将两个操作数的对应位进行比较。如果两个操作数的对应位中有一个为1，则结果为1；否则为0。例如，A=1100，B=1010，则AORB=1110。异或运算(XOR)异或运算指令将两个操作数的对应位进行比较。如果两个操作数的对应位不同，则结果为1；否则为0。例如，A=1100，B=1010，则AXORB=0110。非运算(NOT)非运算指令对一个操作数的每一位取反。如果操作数位为1，则结果为0；如果操作数位为0，则结果为1。例如，A=1100，则NOTA=0011。程序控制指令跳转指令改变程序执行流程，转移到指定地址的指令。常用的跳转指令包括无条件跳转和条件跳转。循环指令重复执行一段代码，直到满足特定条件才跳出循环。循环指令可以简化代码结构，提高程序效率。子程序调用指令将程序执行权转移到子程序，执行完子程序后返回主程序。子程序可以提高代码可读性和可维护性。中断指令当发生特定事件时，暂停当前程序的执行，跳转到中断处理程序。中断指令可以提高程序的实时性和效率。中断系统概述中断引脚单片机芯片通常包含多个中断引脚，用于接收外部事件的信号。程序执行流程中断发生时，CPU会暂停当前程序的执行，跳转到中断服务程序。中断向量表中断向量表存储了各个中断服务程序的入口地址，方便CPU快速找到中断服务程序。中断优先级多个中断同时发生时，中断系统会根据优先级选择执行优先级最高的中断服务程序。外部中断处理外部中断是指单片机外部引脚上的信号变化所引发的中断请求。这些引脚通常被配置为输入模式，用于检测来自外部设备或环境的信号变化。1中断向量表定义外部中断的地址2中断处理程序执行中断服务例程3中断使能启用中断请求4中断触发条件检测外部信号在单片机系统中，当外部中断触发条件满足时，硬件会自动跳转到中断向量表中定义的地址，执行中断处理程序。中断处理程序需要根据中断类型和中断事件进行相应的处理，并清除中断标志位，以确保系统能够响应后续中断请求。定时/计数器中断1定时/计数器简介定时/计数器是一个内部的硬件模块，可以按照预设的时间间隔或计数周期产生中断信号。它可以用于测量时间、计数事件或控制其他硬件组件。2中断服务程序中断服务程序是专门用于处理定时/计数器中断的代码段。它在中断发生时被自动调用，用于执行特定的操作，例如更新计数器、控制硬件或进行其他处理。3中断控制寄存器中断控制寄存器用于配置定时/计数器的功能，例如设置定时器/计数器的模式、中断优先级、计数频率等。使用这些寄存器可以灵活地控制定时/计数器的工作方式。实验平台介绍本课程使用基于**51单片机**的实验平台。平台包含以下主要组件：单片机主控板、实验板、各种外围电路模块，如LED显示模块、按键模块、蜂鸣器模块、数码管显示模块等。该平台支持**多种实验项目**的开发和调试，方便学生学习和实践单片机相关知识，并锻炼动手能力。IO端口应用基本概念IO端口是单片机与外部设备进行数据交互的桥梁。它可以接收外部设备发来的数据，也可以向外部设备发送数据。应用举例例如，控制LED灯亮灭、读取按键状态、接收传感器数据等。定时器/计数器应用1计时功能定时器可以用于实现精确的计时功能，例如延时、定时器等。2计数功能计数器可以用于对外部事件进行计数，例如脉冲计数、频率测量等。3控制功能定时器和计数器还可以用于控制其他外设，例如电机控制、LED灯控制等。4多种应用定时器/计数器在实际应用中非常广泛，例如智能家居、工业自动化、仪器仪表等。按键扫描与消抖按键扫描定时器中断周期性扫描按键，判断按键状态，并记录按键按下时间。消抖利用延时程序，消除机械按键抖动，确保按键信号稳定有效。按键识别判断按键按下时间是否超过设定阈值，触发相应的事件或中断，执行程序。LED流水灯实现1电路连接连接LED灯和单片机IO端口2延时控制使用定时器控制LED灯点亮时间3循环控制利用循环指令控制LED灯的闪烁顺序LED流水灯是通过控制多个LED灯的亮灭状态，使其呈现出流动效果。定时器中断应用1定时器中断周期性中断2定时器计数指定时间间隔3中断处理事件触发响应定时器中断是指定时器计数到预设值后，产生的中断信号。该中断用于实现周期性任务，例如定时更新显示屏、控制电机转速、采集数据等。编码器接口应用编码器简介编码器是将机械运动转换为电信号的传感器。旋转编码器旋转编码器根据旋转角度输出脉冲信号，常用于位置检测和速度测量。线性编码器线性编码器根据直线位移输出脉冲信号，用于测量线性运动。单片机接口通过单片机读取编码器的脉冲信号，实现位置和速度的控制。数码管显示应用数码管类型共阴极和共阳极数码管，选择合适的驱动方式。显示驱动静态显示和动态扫描显示，根据应用场景选择。显示内容数字，字符，汉字，不同类型需要选择不同的驱动芯片。程序设计编写驱动程序，控制数码管显示目标内容。LCD显示应用LCD模块介绍LCD模块是一种显示器，可以显示文本和图形，通常用于嵌入式系统，可以显示多种信息，例如时间，温度，电压等。LCD显示原理LCD模块使用液晶材料，通过施加电压来控制液晶分子的排列，从而实现显示图像的效果。LCD接口LCD模块通常使用并行或串行接口与单片机连接，需要使用相应的驱动芯片进行控制。蜂鸣器控制蜂鸣器工作原理蜂鸣器是一种利用电磁感应原理发声的电子元件，通过改变电流的大小来调节声音频率和音量。单片机控制蜂鸣器单片机可以通过控制IO端口的电平高低来控制蜂鸣器的开关状态，实现不同的声音效果。蜂鸣器控制电路设计蜂鸣器控制电路通常包括单片机、蜂鸣器、电阻等元件，通过电路设计实现对蜂鸣器的控制。电机驱动应用1直流电机控制直流电机广泛应用于各种机器和设备中。通过控制电机电压和电流，可以控制电机的速度和转矩。可以使用单片机控制直流电机，实现正反转，调速和刹车等功能。2步进电机控制步进电机是一种旋转角度可控的电机，通过控制脉冲信号，可以精确控制电机的旋转角度。步进电机可应用于精密定位系统，如3D打印机、数控机床等。3伺服电机控制伺服电机是一种闭环控制电机，可以根据反馈信号自动调整电机速度和位置，实现高精度控制。伺服电机广泛应用于工业自动化，机器人等领域。传感器接口应用温度传感器温度传感器用于测量环境温度，广泛应用于工业自动化、医疗设备等领域。压力传感器压力传感器用于测量压力变化，例如汽车轮胎压力监测、液压系统压力控制等。光线传感器光线传感器用于感知光线强度，例如自动灯光控制系统、光线监测设备等。距离传感器距离传感器用于测量物体之间的距离，例如自动泊车系统、机器人导航等。串行通信应用串行通信方式单片机串行通信主要使用异步串行通信方式,使用起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等信号传输数据。应用举例与PC机通信:上传数据到电脑与其他单片机通信:实现多机协同与传感器通信:获取传感器数据与显示设备通信:控制LCD显示实验项目设计项目选题结合课程内容，选择与日常生活或工业应用相关的项目主题。方案设计根据项目目标，设计硬件电路，编写程序流程，制定测试方案。硬件实现搭建实验平台，连接元器件，调试电路，确保硬件正常工作。软件编写利用汇编语言编写程序代码，并进行代码调试，确保程序逻辑正确。测试验证根据测试方案，进行项目测试，验证项目功能，并进行优化。撰写报告整理项目方案，记录实验过程，分