單片機及其控制技術(shù)教學課件匯總完整版電子教案全書整套課件幻燈片(最新)

1、單片機及其控制技術(shù)項目一 認識單片機任務1-1 初識單片機任務要點：本任務主要是使初學者了解、認識單片機，理解單片機的概念，了解單片機的用途、特點及其發(fā)展趨勢。1.1.1單片機基本概念單片機也許大家都聽說過，單片機到底是什么？它是用來做什么的呢？項目一 認識單片機1.1.2 點亮一個LED燈為了更好的認識單片機，理解單片機的功能，我們通過實例來進一步認識單片機。用單片機來點亮一個LED燈，如圖所示：在P1.0端口上接一個發(fā)光二極管LED，任務就是要讓發(fā)光二極管LED點亮。這里要解決的問題主要有以下幾個：(1) 發(fā)光二極管LED如何發(fā)光；(2) 單片機如何控制LED發(fā)光；(3) 單片機工作需要哪

2、些基本條件；(4) 單片機控制LED發(fā)光的程序如何編寫。1. LED如何發(fā)光項目一 認識單片機2. 單片機如何控制LED發(fā)光3. 單片機工作基本條件4. 編寫LED發(fā)光的程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: CLR P1.0JMP MAINEND 項目一 認識單片機1.1.3 單片機的應用領(lǐng)域（1）日常生活及家電領(lǐng)域 （2）辦公自動化領(lǐng)域 （3）商業(yè)營銷領(lǐng)域 （4）工業(yè)自動化 （5）智能儀器儀表 （6）集成智能傳感器的測控系統(tǒng)（7）汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)1.1.4 單片機的分類1.1.5 單片機的特點1.1.6 單片機的發(fā)展趨勢1.1.7 現(xiàn)階段主流單片機簡

3、介結(jié)構(gòu)簡單、體積小 性能價格比高 可靠性高、耗能小 應用范圍廣泛。項目一 認識單片機8位主流單片機的種類很多，如下所示。（1）Intel MCS-51兼容單片機有很多，是屬于早期的8位單片機系列。（2）Microchip PIC16C 5X/6X/7X/8X 系列、PIC17C、PIC18C 系列。（3）Freescale 68HC908；68S08 系列。（4）Atmel AVR 系列：（5）義隆EM78系列。Microchip的8位PIC系列擁有較大的市場份額，采用類RISC設計，在家用電器、工業(yè)控制上應用廣泛。Freescale C前身為Motorola半導體）的68系列單片機具有高可靠

4、性，廣泛用于汽車電子領(lǐng)域。16位主流單片機的種類如下所示。（1）Intel MCS-96 系列，如 80C196。（2）TI MSP4：30 系列。（3）Microchip PIC24C 系列。（4）Maxim MAXQ 系列（5）凌陽SPMC75系列。（6）Freescale MC68S12 系列。32位主流單片機的種類如下示。（1）ST STM32(Cortex-M3)。（2）Atmel AT32UC3B 系列（AVR32)。（3）NXP LPC2000 系列（ARM7 內(nèi)核）。（4）Luminary Micro(TI收購）的SteUaris(群星）系列（armCo版內(nèi)核）。項目一 認識單

5、片機任務1-2解析單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)任務要點：掌握單片機各個引腳的功能，掌握常用型號單片機的內(nèi)部存儲器的結(jié)構(gòu)和地址分配。1.2.1 89C51單片機的外部引腳及最小系統(tǒng)單片機的組成 項目一 認識單片機最小應用系統(tǒng)的概念 在實際應用中，由于需求情況不同，單片機應用系統(tǒng)的外圍電路及控制要求不同。單片機最小應用系統(tǒng)是指能使單片機獨立工作運行的盡可能少的電路連接。89C51單片機內(nèi)部已經(jīng)有4kB的Flash ROM及128B的RAM，因此只需外接時鐘電路、復位電路及電源即可工作，稱為單片機最小應用系統(tǒng)，如圖所示。 項目一 認識單片機（2）時鐘電路（3）復位電路項目一 認識單片機1.2.2 89C51單片

6、機的存儲器結(jié)構(gòu)1. 程序存儲器ROM89C51程序存儲器特殊功能存儲單元項目一 認識單片機2. 數(shù)據(jù)存儲器RAM2.1內(nèi)部RAM低128單元項目一 認識單片機工作寄存器區(qū) RS0、RS1決定使用的是哪個寄存器 MOV A, RO MOV A, 00H位尋址區(qū) CLR 00H MOV 00H,#00H 或 ANL 00H,#00H用戶RAM區(qū)項目一 認識單片機2.2內(nèi)部RAM高I28單元（專用寄存器區(qū))項目一 認識單片機MCS-51中共有22個專用寄存器21個可尋址1、程序計數(shù)器PC PC中的數(shù)據(jù)位將要執(zhí)行的指令的地址2、累加器ACC 8位寄存器 E0H3、B寄存器 主要用于乘除法運算項目一 認

7、識單片機4、程序狀態(tài)字（PSW）5、數(shù)據(jù)指針（DPTR） DPH高8位 DPL低8位項目一 認識單片機任務1-3 數(shù)制轉(zhuǎn)換任務要點：掌握單片機中數(shù)的表示和各數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。1.3.1常用數(shù)制1、數(shù)字與碼制基礎(chǔ)十進制二進制八進制十六進制不同進制間的轉(zhuǎn)換1.3.2不同進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換1.3.3邏輯運算與、或、非、同或、異或項目一 認識單片機任務1-4單片機的開發(fā)工具1.4.1Keil軟件的使用Keil Vision2是眾多單片機應用開發(fā)軟件中優(yōu)秀的軟件之一，它支持眾多不同公司的51架構(gòu)的芯片，它集編輯，編譯，仿真等于一體，同時還支持PLM ，匯編和C語言的程序設計，它的界面和常用的微軟VC+的

8、界面相似，界面友好，易學易用，在調(diào)試程序，軟件仿真方面也有很強大的功能。Keil單片機模擬調(diào)試軟件安裝完成以后，計算機桌面上將產(chǎn)生一個標注有“Keil Vision2”的圖標，雙擊這個圖標就可以進入Keil單片機模擬調(diào)試軟件的集成開發(fā)環(huán)境，出現(xiàn)如圖所示的屏幕，進入圖所示的編輯界面。項目一 認識單片機STC_ISP_V488單片機下載軟件的使用1、 這里使用STC-ISP-V4.88免安裝版,雙擊可執(zhí)行文件,如圖所示。2、 啟動后,首次設置時只需注意芯片的選擇,在左上角下拉框中選擇單片機型號,一般的臺式機大多只有一個串口,所以COM欄就選擇COM1,如果使用別的串口那就選擇相應的串口號,其他全部

9、使用默認,其他參數(shù)可以使用默認狀態(tài),無須改動?？傮w設置如圖所示。項目一 認識單片機1.4.2Proteus 的基本操作1、認識ProteusProteus是英國Labcenter Electronics公司開發(fā)的EDA軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，能夠?qū)崿F(xiàn)原理圖設計、電路仿真到PCB設計的一站式作業(yè)，真正實現(xiàn)了電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件的三合一。2、進入Proteus ISIS雙擊桌面上的ISIS 7 Professional圖標或者單擊屏幕左下方的“開始”“所有程序”“Proteus 7 Professional” “ISIS 7 Professional”，進

10、入Proteus ISIS工作環(huán)境，如圖1-4-22所示： 項目一 認識單片機3、工作界面Proteus ISIS的工作界面是一種標準的Windows界面，包括：屏幕上方的標題欄、菜單欄、標準工具欄，屏幕左側(cè)的繪圖工具欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口，屏幕下方的狀態(tài)欄，屏幕中間的圖形編輯窗口，如圖所示： 單片機及其控制技術(shù)項目二 LED及數(shù)碼管控制任務2-1閃爍燈的控制項目二 LED及數(shù)碼管控制 MOV A,Rn ;RnA ,n=07 MOV A,Ri ;(Ri)A,i=0、1 MOV A,direct ;(direct)A MOV A,#da

11、ta ;dataA 一、數(shù)據(jù)傳送類指令 內(nèi)RAM數(shù)據(jù)傳送指令 以累加器A為目的字節(jié)的傳送指令(4條)項目二 LED及數(shù)碼管控制例：項目二 LED及數(shù)碼管控制 MOV Rn,A ;ARn,n=07 MOV Rn,direct;(direct)Rn,n=07 MOV Rn,#data ;dataRn,n=07 以工作寄存器Rn為目的字節(jié) 的傳送指令(3條)項目二 LED及數(shù)碼管控制 以直接地址為目的字節(jié)的傳送指令(5條) MOV direct,A ;A（direct） MOV direct,Rn ;Rn（direct）,n=07 MOV direct,Ri ;(Ri)（direct）,i=0、1

12、MOV direct1,direct2;(direct2)（direct1） MOV direct,#data;data（direct）項目二 LED及數(shù)碼管控制 以寄存器間址為目的字節(jié)的傳送指令(3條) MOV Ri,A ;A(Ri),i=0、1 MOV Ri,direct ;(direct)(Ri),i=0、1 MOV Ri,#data ;data(Ri),i=0、1項目二 LED及數(shù)碼管控制例項目二 LED及數(shù)碼管控制試編程把30h和40h單元內(nèi)容進行交換。MOV A,30H ；(30h) AMOV 30H,40H ；(40h) 30h MOV 40H,A ； A 40h RAMXY累加

13、器A30H40H返回項目二 LED及數(shù)碼管控制 16位數(shù)據(jù)傳送指令MOV DPTR,#data16 ;data16DPTR【例】MOV DPTR,#1234H ;DPTR=1234H該指令也可以用兩條8位數(shù)據(jù)傳送指令實現(xiàn)：MOV DPH,#12H ;DPH=12HMOV DPL,#34H ;DPL=34H,DPTR=1234H項目二 LED及數(shù)碼管控制項目二 LED及數(shù)碼管控制 MOVX A,Ri ;(Ri)A,i=0、1 MOVX A,DPTR ;(DPTR)A MOVX Ri,A ;A(Ri),i=0、1 MOVX DATR,A ;A(DATR) 外RAM傳送指令(4條)項目二 LED及數(shù)

14、碼管控制2.2減1非0轉(zhuǎn)移指令（2條） DJNZ direct,rel;PC+3PC,(direct)-1direct 若(direct)=0,則程序順序執(zhí)行 若(direct)0,則PC+relPC,轉(zhuǎn)移 DJNZ Rn,rel ;PC+2PC,Rn-1Rn, 若Rn=0,則程序順序執(zhí)行 若Rn0,則PC+relPC,轉(zhuǎn)移項目二 LED及數(shù)碼管控制四、任務實施1、硬件設計項目二 LED及數(shù)碼管控制2、軟件設計項目二 LED及數(shù)碼管控制任務2-2模擬開關(guān)燈的控制項目二 LED及數(shù)碼管控制項目二 LED及數(shù)碼管控制項目二 LED及數(shù)碼管控制2、軟件設計項目二 LED及數(shù)碼管控制任務2-3流水燈的

15、控制（一）項目二 LED及數(shù)碼管控制項目二 LED及數(shù)碼管控制2、軟件設計項目二 LED及數(shù)碼管控制任務2-4流水燈的控制（二）項目二 LED及數(shù)碼管控制四、任務實施1、硬件設計項目二 LED及數(shù)碼管控制2、軟件設計項目二 LED及數(shù)碼管控制任務2-5數(shù)碼管靜態(tài)顯示控制項目二 LED及數(shù)碼管控制1、LED顯示和接口項目二 LED及數(shù)碼管控制項目二 LED及數(shù)碼管控制2、軟件設計：參考程序如下：項目二 LED及數(shù)碼管控制任務2-6數(shù)碼管動態(tài)顯示控制項目二 LED及數(shù)碼管控制四、任務實施1、硬件設計如圖所示。項目二 LED及數(shù)碼管控制2、軟件設計根據(jù)圖中連接,假設8255A的無關(guān)地址位為1(也可為

16、0),則8255A的A 口地址為FFFCH, B 口地址為FFFDH,控制口地址為FFFFH，由于A、B 口均為輸出，因此控制字為80H。參考程序如下：項目二 LED及數(shù)碼管控制項目二 LED及數(shù)碼管控制單片機及其控制技術(shù)項目三 按鍵控制任務3-1 獨立按鍵控制項目三 按鍵控制2、按鍵去抖動項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制四、任務實施：項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制3、 軟件設計項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制任務3-2 多路開關(guān)狀態(tài)指示項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制任務3-3 矩陣鍵盤的控制項目三 按鍵控制3.3.2按鍵識別行線通過電阻接+5V電源，無按鍵

17、動作時，行線處于高電平。當有鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定，列線電平如被指令輸出為低，則行線電平為低，反之亦然。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵彼此將發(fā)生相互影響，所以必須將行。列線信號配合起來并作適當處理才能確定按下鍵的位置。（1） 掃描法（2）線反轉(zhuǎn)法項目三 按鍵控制3.3.3矩陣鍵盤的工作方式項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制項目三 按鍵控制單片機及其控制技術(shù)項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用CPU暫時中止其正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行請求中斷的那個外設或事件的服務程序，等處理完畢后再返回執(zhí)行原來中止的程序, 叫做中斷。 為什么要設置中斷？ 提高CPU工作效率

18、 具有實時處理功能 具有故障處理功能 實現(xiàn)分時操作一.中斷概述 什么叫中斷？ INT0:外部中斷0，中斷請求信號由P3.2輸入。 INT1:外部中斷1，中斷請求信號由P3.3輸入。 T0:定時/計數(shù)器0溢出中斷，對外部脈沖計數(shù)由P3.4輸入。 T1:定時/計數(shù)器1溢出中斷，對外部脈沖計數(shù)由P3.5輸入。 串行中斷:包括串行接收中斷RI和串行發(fā)送中斷TI。二. 中斷源和中斷控制寄存器 中斷源 中斷源是指能發(fā)出中斷請求，引起中斷的裝置或事件。 80C51單片機的中斷源共有5個，其中2個為外部中斷源，3個為內(nèi)部中斷源：項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 中斷請求：定時和外中斷控制寄存器TCON;

19、 串行控制寄存器SCON; 中斷允許控制寄存器IE; 中斷優(yōu)先級控制寄存器IP。 中斷控制寄存器 80C51單片機中涉及中斷控制的有3個方面4個特殊功能寄存器：項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用INT0、INT1、T0、T1中斷請求標志放在TCON中串行中斷請求標志放在SCON中。 中斷請求控制寄存器(88H)TCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名稱TF1TF0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H功能 T1 中斷標志T0中斷標志 中斷標志 觸發(fā)方式 中斷標志觸發(fā)方式TCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能如下：項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應

20、用 TCON位功能: TF1 T1溢出中斷請求標志 T1計數(shù)溢出后，TF1=1 TF0 T0溢出中斷請求標志 T0計數(shù)溢出后，TF0=1 IE1 外中斷中斷請求標志 當P3.3引腳信號有效時，IE1=1 IE0 外中斷中斷請求標志 當P3.2引腳信號有效時，IE0=1 IT1 外中斷觸發(fā)方式控制位 IT1=1，邊沿觸發(fā)方式； IT1=0，電平觸發(fā)方式。 IT0 外中斷觸發(fā)方式控制位 其意義和功能與IT1相似。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用串行控制寄存器SCON(98H)TCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名稱TIRI位地址99H98H功能 串行發(fā)送中斷標志串行接收中斷標志 TI

21、串行口發(fā)送中斷請求標志 RI 串行口接收中斷請求標志項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 80C51對中斷源的開放或關(guān)閉由中斷允許控制寄存器IE控制。 IE在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址A8H，位地址分別是A8HAFH。IE控制CPU對中斷源總的開放或禁止以及每個中斷源是否允許中斷。 中斷允許控制寄存器IE（A8H)IE的結(jié)構(gòu)、位名稱和位地址如下：IED7D6D5D4D3D2D1D0位名稱EAESET1EX1ET0EX0位地址AFHACHABHAAHA9HA8H中斷源CPU串行口T1T0項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 EA CPU中斷允許控制位 EA=1，CPU開中； EA=0，CPU

22、關(guān)中，且屏蔽所有5個中斷源。 EX0 外中斷INT0中斷允許控制位 EX0=1，INT0開中；EX0=0，INT0關(guān)中。 EX1 外中斷INT1中斷允許控制位 EX1=1，INT1開中；EX1=0，INT1關(guān)中。 ET0 定時/計數(shù)器T0中斷允許控制位 ET0=1，T0開中；ET0=0，T0關(guān)中。 ET1 定時/計數(shù)器T1中斷允許控制位 ET1=1，T1開中；ET1=0，T1關(guān)中。 ES 串行口中斷(包括串發(fā)、串收)允許控制位 ES=1，串行口開中；ES=0，串行口關(guān)中。說明: 80C51對中斷實行兩級控制，總控制位是EA，每一中斷源還有各自的控制位。首先要EA=1，其次還要自身的控制位置“1

23、”。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用（3）中斷優(yōu)先寄存器IP（B8H） IP在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為B8H，位地址分別是B8HBFH，IP用來鎖存各中斷源優(yōu)先級的控制位，其格式如圖所示。 三. 中斷處理過程 中斷處理過程大致可分為四步： 中斷請求、中斷響應、中斷服務、中斷返回 中斷請求 中斷源發(fā)出中斷請求信號，相應的中斷請求標志位(在中斷允許控制寄存器IE中)置“1”。 中斷響應 CPU查詢（檢測）到某中斷標志為“1”，在滿足中斷響應條件下，響應中斷。 中斷響應條件： 該中斷已經(jīng)“開中”； CPU此時沒有響應同級或更高級的中斷； 當前正處于所執(zhí)

24、行指令的最后一個機器周期； 正在執(zhí)行的指令不是RETI或者是訪向IE、IP的指令， 否則必須再另外執(zhí)行一條指令后才能響應。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 中斷響應操作 CPU響應中斷后,進行下列操作： 保護斷點地址； 撤除該中斷源的中斷請求標志； 關(guān)閉同級中斷； 將相應中斷的入口地址送入PC； 80C51五個中斷入口地址：INT0：0003H； T0：000BH；INT1：0013H T1：001BH；串行口：0023H 執(zhí)行中斷服務程序 中斷服務程序應包含以下幾部分： 保護現(xiàn)場 執(zhí)行中斷服務程序主體，完成相應操作 恢復現(xiàn)場 中斷返回 在中斷服務程序最后，必須安排一條中斷返回指令RET

25、I，當CPU執(zhí)行RETI指令后，自動完成下列操作： 恢復斷點地址。 開放同級中斷，以便允許同級中斷源請求中斷。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 四. 中斷響應等待時間 若排除CPU正在響應同級或更高級的中斷情況，中斷響應等待時間為: 38個機器周期五. 中斷請求的撤除 中斷源發(fā)出中斷請求，相應中斷請求標志置“1”。 CPU響應中斷后，必須清除中斷請求“1”標志。否則中斷響應返回后，將再次進入該中斷，引起死循環(huán)出錯。 對定時/計數(shù)器T0、T1中斷，外中斷邊沿觸發(fā)方式，CPU響應中斷時就用硬件自動清除了相應的中斷請求標志。 對外中斷電平觸發(fā)方式，需要采取軟硬結(jié)合的方法消除后果。 對串行口中斷

26、，用戶應在串行中斷服務程序中用軟件清除TI或RI。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用六. 中斷優(yōu)先控制和中斷嵌套 中斷優(yōu)先控制 80C51中斷優(yōu)先控制首先根據(jù)中斷優(yōu)先級，此外還規(guī)定了同一中斷優(yōu)先級之間的中斷優(yōu)先權(quán)。其從高到低的順序為： INT0、INT1、T0、T1、串行口。 中斷優(yōu)先級是可編程的，而中斷優(yōu)先權(quán)是固定的，不能設置，僅用于同級中斷源同時請求中斷時的優(yōu)先次序。 80C51中斷優(yōu)先控制的基本原則： 高優(yōu)先級中斷可以中斷正在響應的低優(yōu)先級中斷，反之則不能。 同優(yōu)先級中斷不能互相中斷。 同一中斷優(yōu)先級中，若有多個中斷源同時請求中斷，CPU將先響應優(yōu)先權(quán)高的中斷，后響應優(yōu)先權(quán)低的中斷。

27、項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 中斷嵌套 當CPU正在執(zhí)行某個中斷服務程序時，如果發(fā)生更高一級的中斷源請求中斷，CPU可以“中斷”正在執(zhí)行的低優(yōu)先級中斷,轉(zhuǎn)而響應更高一級的中斷，這就是中斷嵌套。 中斷嵌套只能高優(yōu)先級“中斷”低優(yōu)先級，低優(yōu)先級不能“中斷”高優(yōu)先級，同一優(yōu)先級也不能相互“中斷”。 中斷嵌套結(jié)構(gòu)類似與調(diào)用子程序嵌套，不同的是： 子程序嵌套是在程序中事先按排好的；中斷嵌套是隨機發(fā)生的。 子程序嵌套無次序限制，中斷嵌套只允許高優(yōu)先級“中斷”低優(yōu)先級。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用七. 中斷系統(tǒng)的應用 中斷初始化 設置堆棧指針SP 定

28、義中斷優(yōu)先級 定義外中斷觸發(fā)方式 開放中斷 安排好等待中斷或中斷發(fā)生前主程序應完成的操作內(nèi)容。 中斷服務主程序 中斷服務子程序內(nèi)容要求： 在中斷服務入口地址設置一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)移到中斷服務程序的實際入口處。 根據(jù)需要保護現(xiàn)場。 中斷源請求中斷服務要求的操作。 恢復現(xiàn)場。與保護現(xiàn)場相對應，注意先進后出、后進先出操作原則。 中斷返回，最后一條指令必須是RETI。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用【例】 出租車計價器計程方法是車輪每運轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個負脈沖，從外中斷（P3.2）引腳輸入，行駛里程為輪胎周長運轉(zhuǎn)圈數(shù)，設輪胎周長為2m，試實時計算出租車行駛里程（單位米），數(shù)據(jù)存32H、31H、30H。

29、 中斷系統(tǒng)應用舉例解：編程如下： ORG 0000H;復位地址 LJMP STAT;轉(zhuǎn)初始化 ORG 0003H;中斷入口地址 LJMP INT;轉(zhuǎn)中斷服務程序項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 ORG 0100H;初始化程序首地址STAT: MOV SP,#60H;置堆棧指針 SETB ITO;置邊沿觸發(fā)方式 MOV IP,#01H;置高優(yōu)先級 MOV IE,#81H;開中 MOV 30H,#0;里程計數(shù)器清0 MOV 31H,#0; MOV 32H,#0; LJMP MAIN;轉(zhuǎn)主程序,并等待中斷 ORG 0200H;中斷服務子程序首地址INT: PUSH Acc;保護現(xiàn)場 PUSH

30、PSW; MOV A,30H;讀低8位計數(shù)器 ADD A,#2;低8位計數(shù)器加2m MOV 30H,A;回存 CLR A; ADDC A,31H;中8位計數(shù)器加進位 MOV 31H,A;回存 CLR A; ADDC A,32H;高8位計數(shù)器加進位 MOV 32H,A;回存 POP PSW;恢復現(xiàn)場 POP Acc ; RETI;中斷返回項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用【例】現(xiàn)有5個外中斷源EX1、EX20、EX21、EX22和EX23，高電平時表示請求中斷，要求執(zhí)行相應中斷服務程序，試編制程序。 解：ORG0000H;復位地址LJMPMAIN;轉(zhuǎn)主程序ORG0003H;中斷入口地址LJM

31、PPINT0;轉(zhuǎn)中斷服務程序ORG0013H;中斷入口地址LJMPPINT1;轉(zhuǎn)中斷服務程序項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 ORG0100H ;主程序首地址MAIN: MOVSP,#60H;置堆棧指針 ORLTCON,#05H;置INT0、INT1為邊沿觸發(fā)方式 SETBPX0 ;置為高優(yōu)先級 MOVIE,#0FFH;全部開中 ;主程序內(nèi)容 ORG 1000H;中斷服務程序首地址 PINT0: PUSHAcc;中斷,保護現(xiàn)場 LCALL WORK1;調(diào)用EX1服務子程序 POPAcc;恢復現(xiàn)場 RETI;中斷返回 ORG 2000H ;中斷服務程序首地址PINT1: CLR EA ;C

32、PU禁中 PUSH Acc ;中斷保護現(xiàn)場 PUSH DPH ; PUSH DPL ; SETB EA ;CPU開中項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 JB P1.0,LWK20;P1.0=1,EX20請求中斷 JB P1.1,LWK21;P1.1=1,EX21請求中斷 JB P1.2,LWK22;P1.2=1,EX22請求中斷 LCALL WORK23 ;P1.3=1,調(diào)用EX23服務子LRET: CLR EA;CPU禁中 POP DPL;恢復現(xiàn)場 POP DPH; POP Acc; SETB EA;CPU開中 RETI;中斷返回LWK20: LCALL WORK20;P1.0 = 1,

33、調(diào)用EX20服務子程序 SJMP LRET ;轉(zhuǎn)中斷返回LWK21: LCALL WORK21 ;P1.1 = 1,調(diào)用EX21服務子程序 SJMP LRET;轉(zhuǎn)中斷返回LWK22: LCALL WORK22 ;P1.2 = 1,調(diào)用EX22服務子程序 SJMP LRET;轉(zhuǎn)中斷返回項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 定時/計數(shù)器是單片機系統(tǒng)一個重要的部件，其工作方式靈活、編程簡單、使用方便，可用來實現(xiàn)定時控制、延時、頻率測量、脈寬測量、信號發(fā)生、信號檢測等。此外，定時/計數(shù)器還可作為串行通信中波特率發(fā)生器。80C51定時/計數(shù)器項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用80C51單片機內(nèi)部有

34、兩個定時/計數(shù)器T0和T1，其核心是計數(shù)器，基本功能是加1。對外部事件脈沖（下降沿）計數(shù)，是計數(shù)器；對片內(nèi)機周脈沖計數(shù)，是定時器。計數(shù)器由二個8位計數(shù)器組成。定時時間和計數(shù)值可以編程設定，其方法是在計數(shù)器內(nèi)設置一個初值，然后加1計滿后溢出。調(diào)整計數(shù)器初值，可調(diào)整從初值到計滿溢出的數(shù)值，即調(diào)整了定時時間和計數(shù)值。定時/計數(shù)器作為計數(shù)器時，外部事件脈沖必須從規(guī)定的引腳輸入。且外部脈沖的最高頻率不能超過時鐘頻率的1/24。一. 定時/計數(shù)器概述項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用TCON低4位與外中斷 、 有關(guān)，已在中斷中敘述。 高4位與定時/計數(shù)器T0、T1有關(guān)。 TF1:定時/計數(shù)器T1溢出標

35、志。 TF0:定時/計數(shù)器T0溢出標志。 TR1:定時/計數(shù)器T1運行控制位。TR1=1,T1運行;TR1=0,T1停。 TR0:定時/計數(shù)器T0運行控制位。TR0=1,T0運行;TR0=0,T0停。TCON的字節(jié)地址為88H，每一位有位地址，均可位操作。 定時/計數(shù)器控制寄存器TCON二. 定時/計數(shù)器的控制寄存器TCONT1中斷標志T1運行標志T0中斷標志T0運行標志INT1中斷標志INT1觸發(fā)方式INT0中斷標志INT0觸發(fā)方式位名稱TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用高4位控制T1低

36、4位控制T0門控位計數(shù)/定時方式選擇工作方式選擇門控位計數(shù)/定時方式選擇工作方式選擇GC / TM1M0GC / TM1M0TMOD用于設定定時/計數(shù)器的工作方式低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。 定時/計數(shù)器工作方式控制寄存器TMOD（89H) M1M0 工作方式選擇位M1M0工作方式功能00方式013位計數(shù)器01方式116位計數(shù)器10方式2兩個8位計數(shù)器，初值自動裝入11方式3兩個8位計數(shù)器，僅適用T0項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 C/T 計數(shù)/定時方式選擇位 C/T=1,計數(shù)工作方式,對外部事件脈沖計數(shù),用作計數(shù)器。 C/T=0,定時工作方式,對片內(nèi)機周脈沖計數(shù),用作定時

37、器。 GATE 門控位 GATE=0，運行只受TCON中運行控制位TR0/TR1的控制。 GATE=1，運行同時受TR0/TR1和外中斷輸入信號的雙重控制。 只有當INT0/INT1=1且TR0/TR1=1,T0/T1才能運行。 注意：TMOD字節(jié)地址89H,不能位操作,設置TMOD須用字節(jié)操作指令。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用三. 定時/計數(shù)器工作方式 工作方式0 13位計數(shù)器，由TL0低5位和TH0 8位組成，TL0低5位計數(shù)滿時不向TL0第6位進位，而是向TH0進位，13位計滿溢出，TF0置“1”。最大計數(shù)值213 = 8192。 工作方式1 16位計數(shù)器，最大計數(shù)值為216

38、= 65536。 工作方式2 8位計數(shù)器，僅用TL0計數(shù)，最大計數(shù)值為28= 256，計滿溢出后，一方面進位TF0，使溢出標志TF0 = 1；另一方面，使原來裝在TH0中的初值裝入TL0。 優(yōu)點：定時初值可自動恢復;缺點：計數(shù)范圍小。 適用于需要重復定時，而定時范圍不大的應用場合。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 工作方式3 方式3僅適用于T0，T1無方式3。 T0方式3 在方式3情況下,T0被拆成二個獨立的8位計數(shù)器TH0、TL0。 TL0使用T0原有的控制寄存器資源: TF0,TR0,GATE,C/T,INT0,組成一個8位的定時/計數(shù)器； TH0借用T1的中斷溢出標志TF1,運行控

39、制開關(guān)TR1,只能對片內(nèi)機周脈沖計數(shù),組成另一個8位定時器(不能用作計數(shù)器)。 T0方式3情況下的T1 T1由于其TF1、TR1被T0的TH0占用，計數(shù)器溢出時，只能將輸出信號送至串行口，即用作串行口波特率發(fā)生器。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用其中: N與工作方式有關(guān): 方式0時,N=13； 方式1時,N=16； 方式2、3時,N=8。 機周時間與主振頻率有關(guān):機周時間=12/fosc fosc=12MHZ時，1機周=1S； fosc=6MHZ 時，1機周=2S。 四. 定時/計數(shù)器的應用 計算定時/計數(shù)初值80C51定時/計數(shù)初值計算公式：項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用解：工

40、作方式0： 213500S/2S=8192-250=7942=1F06H 1F06H化成二進制： 1F06H=0001 1111 0000 0110B =000 11111000 00110 B其中：低5位00110前添加3位000送入TL0 TL0=000 00110B=06H； 高8位11111000B送入TH0 TH0=11111000B=F8H。【例】 已知晶振6MHz，要求定時0.5mS，試分別求出T0工作于方式0、方式1、方式2、方式3時的定時初值。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 工作方式1： T0初值 =216-500s/2s=65536250=65286=FF06H T

41、H0=FFH；TL0=06H。 工作方式2： T0初值 =28-500s/2s=256-250=6 TH0=06H；TL0=06H。 工作方式3： T0方式3時，被拆成兩個8位定時器，定時初值可分別計算，計算方法同方式2。兩個定時初值一個裝入TL0，另一個裝入TH0。因此： TH0=06H；TL0=06H。 從上例中看到，方式0時計算定時初值比較麻煩，根據(jù)公式計算出數(shù)值后，還要變換一下，容易出錯，不如直接用方式1，且方式0計數(shù)范圍比方式1小，方式0完全可以用方式1代替，方式0與方式1相比，無任何優(yōu)點。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 定時/計數(shù)器應用步驟 合理選擇定時/計數(shù)器工作方式 計

42、算定時/計數(shù)器定時初值(按上述公式計算) 編制應用程序 定時/計數(shù)器的初始化 包括定義TMOD、寫入定時初值、設置中斷系統(tǒng)、啟動定時/計數(shù)器運行等。 正確編制定時/計數(shù)器中斷服務程序 注意是否需要重裝定時初值，若需要連續(xù)反復使用原定時時間，且未工作在方式2，則應在中斷服務程序中重裝定時初值。項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用【例】試用T1方式2編制程序，在P1.0引腳輸出周期為400S的脈沖方波，已知fosc=12MHZ。解： 計算定時初值 T1初值=28-200s/1s=256200=56=38H TH1=38H；TL1=38H 設置TMOD： 0 0 10 0000 B=20H T0控

43、制位，與T1無關(guān) T1方式2 T1定時器 T1啟動與 無關(guān)項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 編制程序如下： ORG0000H ;復位地址LJMPMAIN ;轉(zhuǎn)主程序ORG001BH ;T1中斷入口地址LJMPIT1 ;轉(zhuǎn)T1中斷服務程序 ORG0100H ;主程序首地址MAIN: MOVTMOD,#20H ;置T1定時器方式2MOVTL1,#38H ;置定時初值MOVTH1,#38H ;置定時初值備份MOVIP,#00001000B;置T1高優(yōu)先級MOVIE,#0FFH ;全部開中SETBTR1 ;T1運行SJMP$ ;等待T1中斷 ORG 0200H ;T1中斷服務程序首地址IT1:

44、CPL P1.0 ;輸出波形取反首地址RETI ;中斷返回項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用項目四 中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器的應用 80C51系列單片機有很強的外部擴展能力。外部擴展可分為并行擴展和串行擴展兩大形式。 早期的單片機應用系統(tǒng)以采用并行擴展為多，近期的單片機應用系統(tǒng)以采用串行擴展為多。 外部擴展的器件可以有ROM、RAM、I/O口和其他一些功能器件，擴展器件大多是一些常規(guī)芯片，有典型的擴展應用電路，可根據(jù)規(guī)范化電路來構(gòu)成能滿足要求的應用系統(tǒng)。單片機及其控制技術(shù)項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制任務5-1 D/A轉(zhuǎn)換接口1、D/A轉(zhuǎn)換基本知識在單片機應用系統(tǒng)中，有許多如溫度、速度、電壓、電流

45、及壓力等模擬量，這些都是連續(xù)變化的物理量。由于計算機只能處理數(shù)字量，因此單片機系統(tǒng)中凡遇到有模擬量的地方，就要進行數(shù)字量向模擬量、模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，通過數(shù)/模（D/A)和模/數(shù)（A/D) 轉(zhuǎn)換接口實現(xiàn)。（1）轉(zhuǎn)換特性D/A轉(zhuǎn)換器（DAC)輸入的是n位二進制數(shù)字量，經(jīng)轉(zhuǎn)換后成正比例的輸出模擬量電壓u0或電流i0 。對于一個n位的DAC，假如U0 (或I0)為其可以輸出的最大電壓(或電流 )，D(0-2n )為單片機對其輸人的二進制值，則 （2） D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)性能指標項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制2、典型的D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832（1）DAC0832的應用特性（2）DACO832引腳功

46、能DACO832的引腳項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制（3）DAC0832的輸出方式 （4）DAC0832接口1）直通方式當LE1=LE2= l (ILE接+5V，CS、WR1、XFER、WR2接地）時，如圖5-1-5所示，DAC0832處于直通狀態(tài)，當數(shù)字量送到數(shù)據(jù)輸入端時，不經(jīng)過任何緩沖立即進入D/A轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，這種方式往往用于非單片機控制的系統(tǒng)中。項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制2）單緩沖方式圖5-1-5所示為DAC0832的單緩沖務式下與89C51單片機的接口連線。此時，輸入鎖存器為緩沖狀態(tài)，而DAC寄存器為直通狀態(tài).在這種方式下，輸入鎖存器和DAC寄存器只占用一個I/O 口地址，DAC寄存盔地址為7

47、FFFH。單片機執(zhí)行下面指令即可將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量輸出：MOV A, #DATAMOV DPTR, #7FFFHMOVX DPTR, A項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制3) 雙緩沖方式 利用雙緩沖方式可以實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后信號的同步輸出。DACO832雙緩沖方式與89C51單片機的接口連線如圖5-1-7所示 ,兩個DACO832占了3個地址單元，其中兩個DAC寄存器共用一個地址 ,以實現(xiàn)同步輸出。項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制任務5-2 DAC0832在燈的循環(huán)漸變中的應用 （3）任務分析 可以將89C51單片機內(nèi)部單元中的數(shù)據(jù)從FFH逐漸變到00H并逐一送給DAC0832芯片，再將D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后輸出的模

48、擬量以電壓的形式驅(qū)動發(fā)光二極管，通過發(fā)光二極管的亮暗程度可以反映DAC0832的轉(zhuǎn)換結(jié)果。設計的DAC0832轉(zhuǎn)換接口結(jié)構(gòu)原理圖如圖5-1-8所示。項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制參考程序：ORG 0000HMAIN： MOV R2, #0FFH ；設置送出數(shù)據(jù)的初值BACK： MOV DPTR,#0AOFFH ；DAC0832的地址MOV A， R2MOVX DPTR，A ；將數(shù)據(jù)送出LCALL DELAY ；調(diào)用延時子程序DJNZ R2，BACK ；送出的數(shù)據(jù)減1SJMP MAIN ；程序重斬開始DELAY： MOV TMOD,#01H ；0.1s 延時子程序，設定定時器0為方

49、式1MOV R2， #03CHDELAYX：MOV TH0，#03CH ；89C51的50ms定時，定時器0賦初值3CB0HMOV TL0，#0B0H ；計數(shù)50000機器周期時中斷溢出SETB TR0CLR TF0JNB TFO, $DJNZ R2， DELAYX ；循環(huán)2次50ms的定時，總定時0.1sCLR TR0CLR TF0RETEND項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制任務5-3 A/D轉(zhuǎn)換接口5.3.1 A/D轉(zhuǎn)換接口 A/D轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter,簡記作ADC)用于實現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，輸出的數(shù)字信號大小與輸入的模擬量大小成正比。按轉(zhuǎn)換原理，ADC

50、可分為四類：計數(shù)式、雙積分式、逐次逼近式和并行式。（1）典型的A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC08091） ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖5-1-9所示。項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制2)ADC0809的引腳（2）ADC0809與89C51單片機的連接ADC0809與89C51單片機的連接有三種方式查詢方式、中斷方式和定時方式。采用什么方式，應該根據(jù)具體情況來選擇。89C51單片機與ADC0809的典型硬件電路如圖5-1-11所示，該連接圖通過軟件編程，既可實現(xiàn)中斷方式，又可實現(xiàn)查詢方式。3、光電隔離及繼電器接口項目五 模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制5.3.2 ADC0809與89C51單片機的連接A

51、DC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。（1） ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖5-1-15所示。 由上圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。單片機及其控制技術(shù)項目六 綜合應用實例任務6-1 可預置可逆4位計數(shù)器1實驗任務項目六 綜合應用實例2電路原理

52、圖項目六 綜合應用實例3系統(tǒng)板上硬件連線（1）把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0P1.3端口用8芯排線連接到“八路發(fā)光二極管指示模塊”區(qū)域中的L1L4上；要求：P1.0對應著L1，P1.1對應著L2，P1.2對應著L3，P1.3對應著L4；（2）把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.0/RXD，P3.1/TXD，P3.2/INT0，P3.3/INT1用導線連接到“四路撥動開關(guān)”區(qū)域中的K1K4上；（3）把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.6/WR，P3.7/RD用導線連接到“獨立式鍵盤”區(qū)域中的SP1和SP2上；4程序設計內(nèi)容（1）兩個獨立式按鍵識別的處理過程；（2）預置初值讀取的問題（3）LED輸出指示項目

53、六 綜合應用實例5程序框圖如圖所示。項目六 綜合應用實例任務6-2 定時計數(shù)器T0作定時應用技術(shù)1實驗任務2電路原理圖項目六 綜合應用實例3系統(tǒng)板上硬件連線（1）把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0P0.7/AD7端口用8芯排線連接到“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個ah端口上；要求：P0.0/AD0對應著a，P0.1/AD1對應著b，P0.7/AD7對應著h。（2）把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0/A8P2.7/A15端口用8芯排線連接到“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個ah端口上；要求：P2.0/A8對應著a，P2.1/A9對應著b，P2.7/A15對應著h。4程序設計內(nèi)容 A

54、T89S51單片機的內(nèi)部16位定時/計數(shù)器是一個可編程定時/計數(shù)器，它既可以工作在13位定時方式，也可以工作在16位定時方式和8位定時方式。只要通過設置特殊功能寄存器TMOD，即可完成。定時/計數(shù)器何時工作也是通過軟件來設定TCON特殊功能寄存器來完成的。項目六 綜合應用實例程序框圖項目六 綜合應用實例任務6-3 動態(tài)數(shù)碼顯示技術(shù)1實驗任務 如圖6-3-1所示，P0端口接動態(tài)數(shù)碼管的字形碼筆段，P2端口接動態(tài)數(shù)碼管的數(shù)位選擇端，P1.7接一個開關(guān)，當開關(guān)接高電平時，顯示“12345”字樣；當開關(guān)接低電平時，顯示“HELLO”字樣。2電路原理圖項目六 綜合應用實例3系統(tǒng)板上硬件連線（1）把“單片

55、機系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0P0.7/AD7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ah端口上；（2）把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0/A8P2.7/A15用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的S1S8端口上；（3）把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.7端口用導線連接到“獨立式鍵盤”區(qū)域中的SP1端口上；4程序設計內(nèi)容（1）動態(tài)掃描方法動態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當循環(huán)顯示頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字形碼的輸出（字形選擇），另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點亮（數(shù)位選擇）。（2）在進行數(shù)碼顯示的時候，要對顯示單元開辟8個顯示緩沖區(qū)，每個顯

56、示緩沖區(qū)裝有顯示的不同數(shù)據(jù)即可。（3）對于顯示的字形碼數(shù)據(jù)我們采用查表方法來完成。項目六 綜合應用實例5程序框圖項目六 綜合應用實例6匯編源程序ORG 00HSTART:JB P1.7,DIR1 MOV DPTR,#TABLE1SJMP DIRDIR1:MOV DPTR,#TABLE2DIR:MOV R0,#00HMOV R1,#01HNEXT:MOV A,R0 MOVC A,A+DPTRMOV P0,A MOV A,R1MOV P2,ALCALL DAY INC R0RL AMOV R1,A CJNE R1,#0DFH,NEXTSJMP STARTDAY:MOV R6,#4D1:MOV R7,#248 DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETTABLE1:DB 06H,5BH,4FH,66H,6DHTABLE2:DB 78H,79H,38H,38H,3FHEND項目六