課題八簡易信號發(fā)生器.ppt

1、課題八 簡易信號發(fā)生器,任務(wù)一輸出1000Hz的方波 任務(wù)二 每秒閃爍一次的LED,課題目標,本課題的任務(wù)是用單片機實現(xiàn)簡易信號發(fā)生器頻率計。通過簡易頻率計的實現(xiàn)，學(xué)會編寫單片機中斷服務(wù)程序的編寫，以及定時中斷的應(yīng)用。,圖8-1 簡易頻率計實物圖,課題分析,單片機系統(tǒng)要做三件事，一是要進行1s鐘的定時，二是要測量外部被測信號的周期數(shù)，三是將頻率顯示出來。單片機中的多個定時器/計數(shù)器既能進行定時，也能計數(shù)，因而在本課題中采用單片機內(nèi)部的定時器來完成課題任務(wù)。為了容易理解定時器/計數(shù)器作這兩個方面的應(yīng)用，本課題分為“輸出1000Hz的方波”、“每秒閃爍一次的LED”和“簡易頻率計”三個任務(wù)。,在一

2、個單片機系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)頻率的測量，就是要對外部信號進行計數(shù)，每到1s時，將計數(shù)所得的數(shù)值送到顯示器上。,從P1.0輸出1000Hz的方波，實際上就是要求從P1.0輸出周期為1ms的方波。為了簡化程序，將輸出的方波的占空比設(shè)定為50%，則高電平和低電平的時間各為1ms的一半，即各為500s。也就是在單片機中實現(xiàn)500s的定時，每次定時時間到了的時候，將P1.0的電平改變就可以了。一個引腳的電平的改變，使用取反指令就可以完成，具體的指令如“P10=P10；”,任務(wù)一輸出1000Hz的方波,二、程序設(shè)計分析,一、任務(wù)目標 任務(wù)的目標是使用AT89S51單片機，利用定時中斷實現(xiàn)從P1.0輸出1000

3、Hz的方波。,圖8-2 采用指令延遲程序框圖,圖8-3 中斷服務(wù)程序的流程圖,采用匯編延時方法： org 00h loop:setb p1.0 lcall delay clr p1.0 lcall delay sjmp loop delay:mov r0,#249 djnz r0,$ ret end,總結(jié)：實現(xiàn)定時功能，比較方便的辦法是利用單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器。也可以采用下面三種方法：,軟件定時：軟件定時不占用硬件資源，但占用了CPU時間，降低了CPU的利用率。 采用時基電路定時：例如采用555電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時電路。但在硬件連接好以后，定時值與定時范圍

4、不能由軟件進行控制和修改，即不可編程。 采用可編程芯片定時：這種定時芯片的定時值及定時范圍很容易用軟件來確定和修改，此種芯片定時功能強，使用靈活。在單片機的定時/計數(shù)器不夠用時，可以考慮進行擴展。,相關(guān)知識,一、 定時器/計數(shù)器簡介 與外部中斷控制一樣，定時/計數(shù)器的工作也是由兩個特殊功能寄存器控制，這兩個 特殊功能寄存器是TMOD和TCON。 模式控制寄存器TMOD，是對定時器0和定時器1的計數(shù)方式和計數(shù)器控制方式進行設(shè)置的寄存器，低4位用于T0，高4位用于T1,GATE：門控位。 :定時/計數(shù)模式選擇位。 0為定時模式； =1為計數(shù)模式。,二、定時器/計數(shù)器的控制寄存器TMOD,M1M0：

5、工作方式設(shè)置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進行設(shè)置。,三、 定時/計數(shù)器的工作方式 1、方式0 方式0為13位計數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標志，向CPU發(fā)出中斷請求。,定時器模式時有:Nt/ Tcy 機器周期Tcy,定時時間t 。 計數(shù)初值計算的公式為： 定時器的初值還可以采用計數(shù)個數(shù)直接取補法獲得。 計數(shù)模式時，計數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖。,2、方式1 方式1的計數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計數(shù)器 。,計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為：,3、方

6、式2 方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。,工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。,計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為：,4、方式3 方式3只適用于定時/計數(shù)器T0，定時器T1處于方式3時相當于TR1=0，停止計數(shù)。,工作方式3將T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0 。,一般情況下，當定時器T1用作串口波特率發(fā)生器時，定時器T0才設(shè)置為工作模式3。,方式3時的T1結(jié)構(gòu),#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit d1=P10; void main() TMOD=0 x10; TH1=(6553

7、6-500)/256; TL1=(65536-500)%256; EA=1; ET1=1; TR1=1; While(1); void ex() interrupt 3 d1=!d1; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256;,C語言程序,匯編語言程序：,ORG 0000H LJMP MAIN ；跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 000BH ；T0的中斷入口地址 LJMP DVT0 ；轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序 ORG 0100H MAIN：MOV TMOD，#01H ；置T0工作于方式1 MOV TH0，#0FEH ；裝入計數(shù)初值 MOV TL0，#0CH SETB ET

8、0 ；T0開中斷 SETB EA ；CPU開中斷 SETB TR0 ；啟動T0 SJMP $ ；等待中斷 DVT0：CPL P1.0 ；P1.0取反輸出 MOV TH0，#0FEH ；重新裝入計數(shù)值 MOV TL0，#0CH RETI ；中斷返回 END,任務(wù)二每秒閃爍一次的LED,利用定時中斷實現(xiàn)將LED每秒閃爍一次。,與課題二相似，要使LED每秒閃爍一次，按LED的點亮?xí)r間和熄滅時間相同進行處理，則只需要進行0.5s的定時。具體處理是，每過0.5s，將LED的狀態(tài)取反就可以實現(xiàn)目標了。或者說，與本課題中的任務(wù)一類似，只不過是頻率變得很低了，周期更長了 。,任務(wù)目標,程序設(shè)計分析,為了完成0

9、.5s的定時，一般來說，有兩種方案可以實現(xiàn)。 第一種方案是采用硬件定時的基礎(chǔ)上，增加一個存儲單元，每次中斷時使用該存儲單元進行計數(shù)，當達到某個計數(shù)值時再執(zhí)行對應(yīng)的程序，這樣就延長了定時的時間長度。 第二種方案是也是采用一個定時器進行硬件定時，在每次中斷時輸出一個脈沖，然后采用硬件計數(shù)的方式進行延長定時時間。,程序設(shè)計分析,因?qū)嶒炿娐肪д駀OSC12MHz，所以T1的初值的裝入語句如下： TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; 每定時0.5s鐘時間到了，就停止T0的計數(shù)，而從T0的計數(shù)單元中讀取計數(shù)的數(shù)值，然后進行數(shù)據(jù)處理，送到數(shù)碼管顯示出來。

10、,由本課題中的任務(wù)二中可知，T1工作在定時狀態(tài)下，最大定時時間約為65ms，達不到1s的定時，所以采用定時50ms，共定時10次，即可完成0.5s的定時功能。,一、 定時0.5s,匯編語言程序（中斷法）,ORG 00H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP DVT0 ORG 0100H MAIN:MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H MOV R0,#10 SETB ET0 SETB EA SETB TR0 SJMP $,DVT0:DJNZ R0,NT0 MOV R0,#10 CPL P1.0 NT0: MOV TH0,#3CH MOV T

11、L0,#0B0H SETB TR0 RETI END,ORG 0100H MAIN:MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H MOV R0,#10 SETB TR0 SS: JNB TF0,$ DVT0:DJNZ R0,NT0 MOV R0,#10 CPL P1.0 NT0: CLR TF0 MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 LJMP SS END,匯編語言程序（查詢法）,C語言程序：,#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbi

12、t d1=P10; uchar tt; void main() tt=0; TMOD=0 x10; TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; EA=1; ET1=1; TR1=1;,while(1) if(tt=10) tt=0; d1=!d1; void ex() interrupt 3 TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; tt+; ,本章小結(jié) 單片機中斷系統(tǒng)、定時系統(tǒng)是單片機系統(tǒng)重要的內(nèi)容。 單片機的中斷系統(tǒng)能有效地解決慢速工作的外圍設(shè)備與快速工作的CPU之間的矛盾，可以提高工作效率，提高實時處理功能，以便對隨機發(fā)生的事件作出快速響應(yīng)和及時處理。中斷的處理過程包括：中斷請求、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)及中斷返回。單片機對中斷的處理主要通過中斷寄存器TCON、 SCON、 IE、 IP實現(xiàn)。 MCS-51芯片中有定時器/計數(shù)器電路，它可以實現(xiàn)定