《單片機應(yīng)用技術(shù) 》中職配套PPT課件,單片機應(yīng)用技術(shù) ,《單片機應(yīng)用技術(shù),》中職配套PPT課件,單片機,應(yīng)用技術(shù),配套,PPT,課件 目錄DIRECTORY2 2 任務(wù)四 倒計時交通燈制作與調(diào)試任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時任務(wù)三 定時器中斷實現(xiàn)倒計時交通燈控制項目項目三三 倒計時交通燈倒計時交通燈3 3 項目項目三三 倒計時交通燈倒計時交通燈學(xué)習(xí)重點 通過本項目的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)按鈕控制外部中斷應(yīng)用、定時器控制數(shù)碼管計時、定時器中斷實現(xiàn)倒計時交通燈控制、倒計時交通燈制作與調(diào)試的識讀及簡單分析；電阻器的參數(shù)、作用及測量；通過本項目的學(xué)習(xí)與實踐，我們要掌握單片機中斷系統(tǒng)的基本概念、工作原理和工作方式，并掌握中斷服務(wù)程序的寫法和實際應(yīng)用；了解定時器的工作方式及應(yīng)用。本項目中，我們將先用兩個任務(wù)來學(xué)習(xí)單片機的中斷系統(tǒng)和定時器系統(tǒng)，最后以這兩個項目為基礎(chǔ)實現(xiàn)交通燈的總體控制。4 4 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備51單片機四組I/O口中的P3口其實是多功能復(fù)用口，其中P3.2和P3.3（第12、13腳）就是單片機的外部中斷輸入端，如圖所示。5 5 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備一、任務(wù)及其優(yōu)先級一個完整的單片機系統(tǒng)其實就是由多個不同功能的子模塊疊加在一起所組成的。6 6 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備二、中斷的概念中斷是為使CPU具有對單片機外部或內(nèi)部產(chǎn)生的重要事件進(jìn)行實時處理的能力而設(shè)置的。51系列單片機的中斷系統(tǒng)能大大提高單片機對內(nèi)部和外部事件的處理能力。7 7 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備三、51系列單片機的中斷源1.IT1INT1中斷觸發(fā)方式控制位(1)“1”INT1使用跳沿觸發(fā)方式；(2)“0”INT1使用電平觸發(fā)方式。2.IE1INT1中斷請求標(biāo)志位若IT1為1，則當(dāng)INT1輸入引腳產(chǎn)生一個下降沿時，該位會被硬件置“1”，以向CPU發(fā)出中斷申請。該位會在CPU響應(yīng)INT1中斷服務(wù)程序后由硬件清“0”，該位可以軟件清“0”。8 8 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備四、中斷使能控制寄存器中斷使能控制寄存器IE是控制51單片機中斷開關(guān)的寄存器。其各位的含義如表所示。該特殊功能寄存器是可位尋址的。通過對該寄存器的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)中斷的2級開關(guān)控制，即一個所有中斷的總開關(guān)和每個中斷的子開關(guān)。9 9 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備四、中斷使能控制寄存器1.EA中斷使能總控制位(1)“1”開放所有中斷（俗稱開中斷）；(2)“0”屏蔽所有中斷（俗稱關(guān)中斷）。2.ES串口中斷使能控制位(1)“1”打開串口中斷；(2)“0”關(guān)閉串口中斷。3.ET1T1溢出中斷使能控制位(1)“1”打開T1溢出中斷；(2)“0”關(guān)閉T1溢出中斷。1010 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備四、中斷使能控制寄存器4.EX1INT1中斷使能控制位(1)“1”打開INT1中斷；(2)“0”關(guān)閉INT1中斷。5 ET0T0溢出中斷使能控制位(1)“1”打開T0溢出中斷；(2)“0”關(guān)閉T0溢出中斷。6 EX0INT0中斷使能控制位（1）“1”打開INT0中斷；(2)“0”關(guān)閉INT0中斷。1111 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備五、中斷優(yōu)先級控制寄存器中斷優(yōu)先級控制寄存器IP，用于控制單片機中斷源的優(yōu)先級。該寄存器是可位尋址的。并且該寄存器設(shè)定的中斷優(yōu)先級高于自然優(yōu)先級。其各位的含義如表所示。1212 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備五、中斷優(yōu)先級控制寄存器1.PS串口中斷優(yōu)先級控制位(1)“1”串口中斷優(yōu)先級設(shè)為高；(2)“0”串口中斷優(yōu)先級設(shè)為低。2.PT1T1溢出中斷優(yōu)先級控制位(1)“1”T1溢出中斷優(yōu)先級設(shè)為高；(2)“0”T1溢出中斷優(yōu)先級設(shè)為低。3.PX1INT1中斷優(yōu)先級控制位(1)“1”INT1中斷優(yōu)先級設(shè)為高；(2)“0”INT1中斷優(yōu)先級設(shè)為低。1313 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備五、中斷優(yōu)先級控制寄存器4.PT0T0溢出中斷優(yōu)先級控制位(1)“1”T0溢出中斷優(yōu)先級設(shè)為高；(2)“0”T0溢出中斷優(yōu)先級設(shè)為低。5.PX0INT0中斷優(yōu)先級控制位(1)“1”INT0中斷優(yōu)先級設(shè)為高；(2)“0”INT0中斷優(yōu)先級設(shè)為低。1414 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備六、中斷處理過程當(dāng)某一個中斷發(fā)生時，單片機的中斷系統(tǒng)將該中斷的中斷請求標(biāo)志位置“1”，CPU查詢到該標(biāo)志位是“1”后，如果該中斷被打開，那么，CPU會停止當(dāng)前程序的運行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并將中斷請求標(biāo)志位清“0”（串口中斷標(biāo)志位必須軟件清“0”）。1515 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備七、外部中斷的觸發(fā)方式外部中斷是當(dāng)單片機外部發(fā)生緊急事件，需要單片機立即處理時，事件能夠向CPU發(fā)出處理請求的途徑。外部事件觸發(fā)外部中斷的方式有兩種：1.電平觸發(fā)方式（低電平）2.邊沿觸發(fā)方式（下降沿）1616 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用知識準(zhǔn)備八、外部中斷服務(wù)程序的編寫中斷服務(wù)程序的編寫和其他函數(shù)程序的編寫略有不同。這是因為當(dāng)中斷發(fā)生時，每個中斷所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序所存放的位置在ROM中是固定的，因此，中斷服務(wù)程序必須通過中斷號指定中斷的類型。1717 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用任務(wù)實施一、原理圖的繪制在PROTUES中畫好原理圖，完整的原理圖如圖所示。1818 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用任務(wù)實施二、編寫外部中斷試驗程序三、程序分析typedef 原數(shù)據(jù)類型 新數(shù)據(jù)類型；typedef unsigned int U16；1919 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用任務(wù)實施四、編譯與仿真將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTUES中作原理圖仿真。正確的編譯結(jié)果如圖所示。2020 任務(wù)一 按鈕控制外部中斷應(yīng)用任務(wù)實施四、編譯與仿真目標(biāo)檢測2121 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備數(shù)字鐘是日常生活很常用的數(shù)碼產(chǎn)品，在本任務(wù)中，我們將模擬實現(xiàn)數(shù)字鐘讀秒部分的功能，并且使用兩個按鍵控制外部中斷來使秒表能夠根據(jù)需要正計時和倒計時。2222 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備一、定時/計數(shù)器的基本知識51系列單片機內(nèi)部具有兩個16位的定時/計數(shù)器，分別是T0和T1（52系列還有定時器T2）。1.計數(shù)器模式2323 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備一、定時/計數(shù)器的基本知識2.定時器模式2424 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備二、定時器控制寄存器TCONTCON中各位的含義如表3-12所示，這里我們主要講解高四位的功能。1.TF1T1溢出中斷請求位(1)“1”T1溢出，向CPU申請中斷。(2)“0”T1未溢出。2.TR1T1啟動位，該位須由軟件置位或清零(1)“1”T1計數(shù)開始。(2)“0”T1計數(shù)停止。2525 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備三、定時方式寄存器TMOD如表所示是TMOD中各位的含義。該寄存器不能位尋址。2626 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備三、定時方式寄存器TMOD1.M1，M0T0方式控制位(1)“00”方式013位定時計數(shù)方式。(2)“01”方式116位定時計數(shù)方式。(3)“10”方式28位常數(shù)自動重載方式。(4)“11”方式3雙8位定時計數(shù)方式（僅適用于T0）。2.C/T定時器計數(shù)器模式選擇位(1)“1”T0處于計數(shù)模式。(2)“0”T0處于定時模式。2727 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備三、定時方式寄存器TMOD3.GATE門控位(1)“1”定時計數(shù)器的啟動由TR0=1和INT0接收到的高電平來共同控制。(2)“0”定時計數(shù)器的啟動僅由TR0=1來控制。2828 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備四、定時計數(shù)器的四種工作方式1.方式0當(dāng)M1M0是00時，定時計數(shù)器工作于方式0，該方式是13位定時或計數(shù)方式。該方式下，定時計數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示。2929 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備四、定時計數(shù)器的四種工作方式2.方式1當(dāng)M1M0是01時，定時計數(shù)器工作于方式1，該方式是16位定時或計數(shù)方式。該方式下，定時計數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示。3030 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備四、定時計數(shù)器的四種工作方式3.方式2方式0和方式1的最大特點是，當(dāng)計數(shù)發(fā)生溢出后，計數(shù)器會全部清0。因此在循環(huán)定時或循環(huán)計數(shù)應(yīng)用時，就會需要軟件反復(fù)設(shè)置計數(shù)器的初值，這不但增加了程序的復(fù)雜度，而且在定時時間很短的場合，也會影響到定時的精度。此時，可以使用方式2來解決這個問題。3131 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備四、定時計數(shù)器的四種工作方式4.方式3方式3是為了增加一個附加的8位定時計數(shù)器而提供的，這樣51單片機就具有三個定時計數(shù)器（52系列單片機本身就有第三個定時計數(shù)器T2）。只有T0能工作于方式3，T1不能工作在方式3，一般只有在T1做波特率發(fā)生器，系統(tǒng)卻還需要兩個定時器的情況下才使T0工作于方式3。3232 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備四、定時計數(shù)器的四種工作方式4.方式3 圖是T0工作在方式3時的邏輯結(jié)構(gòu)圖。3333 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時知識準(zhǔn)備五、定時器初值的計算當(dāng)使用定時器時，根據(jù)所需的定時值，需要設(shè)置定時器的初值。下面以最常用的方式1為例，詳細(xì)講解定時器初值的計算過程。3434 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時一、原理圖的繪制在PROTUES中繪制原理圖。二、編寫定時器計數(shù)試驗程序三、程序分析主函數(shù)首先初始化定時器T1和T0，并打開兩個定時器中斷和外部中斷。然后打開兩個定時器使兩個定時器開始運行。任務(wù)實施3535 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時四、編譯仿真將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTUES中作原理圖仿真。正確的編譯結(jié)果如圖所示。任務(wù)實施3636 任務(wù)二 定時器控制數(shù)碼管計時四、編譯仿真任務(wù)實施目標(biāo)檢測3737 任務(wù)三 定時器中斷實現(xiàn)倒計時交通燈控制知識準(zhǔn)備本任務(wù)是以上兩個任務(wù)的綜合。系統(tǒng)主要要求如下：紅綠燈控制只使用一路雙向。兩個數(shù)碼管用于對紅黃綠燈的時間進(jìn)行倒計時計數(shù)。綠燈40s，紅燈20s，黃燈4s。行人優(yōu)先系統(tǒng)能強行減少機動車的綠燈時間。計時精度達(dá)到實用要求，誤差控制要好。3838 任務(wù)三 定時器中斷實現(xiàn)倒計時交通燈控制知識準(zhǔn)備 程序結(jié)構(gòu)清晰，變量命名含義明確，采用結(jié)構(gòu)化的編程方法。系統(tǒng)整個運行過程中沒有明顯漏洞。3939 任務(wù)三 定時器中斷實現(xiàn)倒計時交通燈控制一、編寫源程序二、程序分析主函數(shù)中，程序先完成對各個中斷和定時器的初始化，并確定系統(tǒng)運行時的初始狀態(tài)（本任務(wù)是綠燈狀態(tài)）。然后后臺部分啟動即主函數(shù)中的while任務(wù)實施4040 任務(wù)三 定時器中斷實現(xiàn)倒計時交通燈控制三、編譯與仿真將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTUES中作原理圖仿真。正確的編譯結(jié)果如圖所示。任務(wù)實施4141 任務(wù)三 定時器中斷實現(xiàn)倒計時交通燈控制三、編譯與仿真任務(wù)實施目標(biāo)檢測4242 任務(wù)四 倒計時交通燈制作與調(diào)試倒計時交通燈的硬件連接原理圖如圖331所示。按照圖中的硬件在萬能板上搭建實物。知識準(zhǔn)備4343 任務(wù)四 倒計時交通燈制作與調(diào)試搭建好的實物板如圖所示。目標(biāo)檢測任務(wù)實施4444 項目一 標(biāo)題1 按照51單片機內(nèi)中斷源的自然優(yōu)先級，寫出每個中斷的名稱及符號表示。2 與外部中斷INT0相關(guān)的配置寄存器有哪些？3 編程挑戰(zhàn)：運用兩個外部中斷所連接的按鈕，來控制數(shù)碼管的亮滅。如果僅使用一個按鈕來實現(xiàn)數(shù)碼管的開關(guān)，你能做到嗎？（假設(shè)數(shù)碼管顯示0是點亮，什么都不顯示是熄滅。）4.修改本任務(wù)的設(shè)計，實現(xiàn)：主道紅燈狀態(tài)下，10s內(nèi)如無行人按下按鍵，則主道方向自動切換成綠燈；如10s內(nèi)有行人按下按鍵，則主道方向的紅燈再延時10秒。其余條件不變。思考題