单片机应用课件三(精品)

,任务一：数字电子钟的设计（,LED,数码显示）,二级标题,三级标题,四级标题,广东机电职业技术学院,第六章 中断的应用,广东机电职业技术学院,-,单片机应用,智能电子教研室,张永亮,1,、,中断概述,第六章、中断的应用,CPU,在处理某一事件,A,时，发生了另一事件,B,请求,CPU,迅速去处理（中断发生）；,CPU,暂时中断当前的工作，转去处理事件,B,（中断响应和中断服务）；,待,CPU,将事件,B,处理完毕后，再回到原来事件,A,被中断的地方继续处理事件,A,（中断返回），这一过程称为中断 。,MCS-51,单片机的中断系统结构,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,1,、,中断概述,2,、采用中断控制方式的优点,（,1,）可以提高,CPU,的工作效率,（,2,）可以提高实时数据的处理时效,3,、中断源,（,1,）外部设备中断源,（,2,）控制对象中断源,（,3,）故障中断,（,4,）定时脉冲中断源,中断源是指引起中断的设备、部件或事件。通常，中断源有以下几种：,4,、中断优先级与中断嵌套,中断优先级,：一个,CPU,总会有若干中断源，但在同一瞬间，,CPU,只能响应其中的一个中断请求，为了避免在同一瞬间若干个中断源请求中断而带来的混乱，必须给每个中断源的中断请求设定一个中断优先级，,CPU,先响应中断优先级高的中断请求。,中断嵌套：,在某一瞬间，,CPU,因响应某一中断源的中断请求而正在执行它的中断服务程序时，若有中断优先级更高的中断源提出中断请求，那它可以把正在执行的中断服务程序停下来，转而响应和处理中断优先权更高中断源的中断请求，等到处理完后再转回来继续执行原来的中断服务程序，这就是中断嵌套 。,5,、,MCS-51,单片机中断系统,5,个中断源,（,8052,有,6,个）,，,2,个优先级，可实现二级中断嵌套。,（,1,）外部中断,INT0,、,INT1,输入输出设备的中断请求，系统故障的中断请求等都可以作为外部中断源，从引脚,INT0,或,INT1,输入。外部中断请求,INT0,、,INT1,有,电平触发,及,边沿触发,两种。,（,2,）定时器计数器,0,、,l,溢出中断,定时器计数器计数溢出时，由硬件分别置,TF0 =,“,1,”,或,TF1 =,“,1,”,，向,CPU,申请中断。,CPU,响应中断转入中断服务程序时，由硬件自动清除,TFO,或,TF1,。,（,3,）串行口中断,串行口中断由单片机内部串行口中断源产生。串行口中断分为单行口发送中断和串行口接收中断两种。在串行口进行发送接收数据时，每当发送接收完一组数据，使串行口控制寄存器,SCON,中的,RI =,“,1,”,或,TI =,“,1,”,，并向,CPU,发出串行口中断请求。,5,、,MCS-51,单片机中断系统,1,）中断请求,1,）中断请求,IT0,（,TCON.0,），外部中断,0,触发方式控制位。,当,IT0=0,时，为电平触发方式。,当,IT0=1,时，为边沿触发方式（下降沿有效）。,IE0,（,TCON.1,），外部中断,0,中断请求标志位。,IT1,（,TCON.2,），外部中断,1,触发方式控制位。,IE1,（,TCON.3,），外部中断,1,中断请求标志位。,TF0,（,TCON.5,），定时,/,计数器,T0,溢出中断请求标志位。,TF1,（,TCON.7,），定时,/,计数器,T1,溢出中断请求标志位。,TCON,的中断标志,（,1,）中断允许控制,MCS - 51,单片机有,5,个（,8052,有,6,个）中断源,为了使每个中断源都能独立地被允许或禁止,以便用户能灵活使用, CPU,内部在每个中断信号的通道中设置了一个,中断允许触发器,IE,（,0A8H,）,它控制,CPU,能否响应中断。只有对应的中断允许触发器被使能（置“,1”,），相应的中断才能得到相应。,2,）中断控制,EA,ES,ET1,EX1,ET0,EX0,(MSB),(LSB),中断允许控制寄存器,IE,（,0A8H,）,2,）中断控制,EX0(IE.0),，,外部中断,0,允许位；,ET0(IE.1),，,定时,/,计数器,T0,中断允许位；,EX1(IE.2),，,外部中断,0,允许位；,ET1(IE.3),，,定时,/,计数器,T1,中断允许位；,ES,（,IE.4),，,串行口中断允许位；,EA (IE.7),，,CPU,中断允许（总允许）位。,（,2,）中断优先级控制,MCS - 51,单片机有,5,个（,8052,有,6,个）中断源,两个中断优先级，即可实现二级中断服务嵌套。每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器,IP,中的相应位的状态来规定的,。,2,）中断控制,中断优先级控制寄存器,IP,（,0B8H,）,PS,PT1,PX1,PT0,PX0,(MSB),(LSB),2,）中断控制,PX0,（,IP.0,），外部中断,0,优先级设定位；,PT0,（,IP.1,），定时,/,计数器,T0,优先级设定位；,PX1,（,IP.2,），外部中断,0,优先级设定位；,PT1,（,IP.3,），定时,/,计数器,T1,优先级设定位；,PS,（,IP.4,），串行口优先级设定位；,PT2,(IP.5),，定时,/,计数器,T2,优先级设定位。,同一级中的,5,个中断源的优先顺序是：,/INT0,中断,T0,溢出中断,/INT1,中断,T1,溢出中断,串口中断,高,低,2,）中断控制,（,3,）中断源优先顺序,3,）中断响应,中断源有中断请求；,此中断源的中断允许位为,1,；,CPU,开中断（即,EA=1,）。,响应条件,当上述条件同时满足时，响应中断。,CPU,正在处理同级或高优先级中断；,当前查询的机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期。即在完成所,执行指令前，不会响应中断，从而保证指令在执行过程中不被打断；,正在执行的指令为,RET,、,RETI,或任何访问,IE,或,IP,寄存器的指令。即只有,在这些指令后面至少再执行一条指令时才能接受中断请求。,遇以下任一条件，硬件将受阻，不产生,LCALL,指令：,CPU,执行程序过程中，在,每个机器周期的,S5P2,期间,，中断系统对各个中断源进行采样。这些采样值在下一个机器周期内按优先级和内部顺序被依次查询。,如果某个中断标志在上一个机器周期的,S5P2,时被置成了,1,，那么它将于现在的查询周期中及时被发现。接着,CPU,便执行一条由中断系统提供的硬件,LCALL,指令，转向被称作中断向量的特定地址单元，进入相应的,中断服务程序,。,3,）中断响应,中断服务的进入,五个中断源：,入口地址,外部中断,0,（,/INT0,）,0003H,T0,溢出中断,000BH,外部中断,1,（,/INT1,）,0013H,T1,溢出中断,001BH,串口中断,0023H,中断服务程序入口地址,中断服务入口地址,3,）中断响应,将相应的优先级状态触发器置,1,（以阻断后来的同级或低级,的中断请求）。,执行一条硬件,LCALL,指令，即把程序计数器,PC,的内容压入堆,栈保存，再将相应的中断服务程序的入口地址送入,PC,。,执行中断服务程序。,中断响应过程,中断响应过程的前两步是由中断系统内部自动完成的，而中断服务程序则要由用户编写程序来完成。,3,）中断响应,RETI,指令的具体功能是：,将中断响应时压入堆栈保存的断点地址从栈顶弹出送回,PC,，,CPU,从原来中断的地方继续执行程序；,将相应中断优先级状态触发器清,0,，通知中断系统，中断服,务程序已执行完毕。,注意，不能用,RET,指令代替,RETI,指令。在中断服务程序中,PUSH,指令与,POP,指令必须成对使用，否则不能正确返回断点 。,4,）中断返回,5,、,C51,中断程序设计,void,函数名,( ),interrupt,n,using,m,n,是中断号；,using m,选项用于实现工作寄存器组的切换；,m,是中断服务子程序中选用的工作寄存器组号,(0-3),。,中断号,中断源,入口地址,0,外中断,0,0003H,1,定时,/,计数器,0,000BH,2,外中断,1,0013H,3,定时,/,计数器,1,001BH,4,串行口中断,0023H,void,函数名,( ) interrupt n using m,例如：,/*,外部中断,0,初始化程序*,/,void,Ex0Init(),IT0,= 1;,/,边沿触发方式,EA,= 1;,/,开中断,EX0,= 1;,/,开外部中断,0,/*,外部中断,0,中断服务程序*,/,void,Ex0Srv(,void,),interrupt,0,using,0,5,、,C51,中断程序设计,（,1,）中断函数不能进行参数传递。,（,2,）中断函数没有返回值，应定义为,void,型。,（,3,）禁止对中断函数的直接调用。,（,4,）如果中断函数调用了其他函数，被调函数与中断函数,使用相同的寄存器组。,（,5,）中断函数最好写在程序尾部。,编写中断函数要点,5,、,C51,中断程序设计,计数器（外部中断）,工学结合任务四：,广东机电职业技术学院,-,单片机应用,目的和意义,1,掌握计数器的工作原理。,2,、掌握单片机外部中断概念，外部中断原理、工作方式。,3,掌握,C51,编写中断程序。,4,掌握,PROTEUS,仿真，烧写器的使用，硬件电路设计、,焊接、装配，培养学生利用单片机技术解决生活,中的实际问题的能力。,一、任务描述,1,、设计一个按键计数器，利用单片机,外部中断，这进行加、减计数。,2,、利用,Keil,C,软件编写主函数、外部,中断,C,程序代码。,3,、可采用数码管显示，也可用液晶显,示计数值。,4,、加减计数每,10,次，,LED,亮灯提示。,二、任务分析,1,、任务所需硬件知识,单片机最小系统（晶振，复位电路），中断接口、工作方式,数码管工作原理，显示电路设计,字符型,LCD,原理、,接口电路设计,2,、任务所需软件知识,单片机,C,语言数据类型，结构，中断等程序设计,3,、任务所需环境,安装操作系统的微机,1,台、单片机集成开发环境,keil,C2.0,、软,硬件开发平台,proteus,6.9,、单片机下载软件,STC_ISP_V3.3,、,单片机实验板、下载线。,项目实施过程,理实一体化模式,提,出,项,目,和,任,务,学,生,思,考,老,师,指,点,规,划,学,习,内,容,程,序,设,计,安,装,与,调,试,单,片,机,基,础,知,识,系统设计规划,二、任务分析,要求会使用,Keil,C,开发环境,要求文件夹命名规范,要求工程项目命名规范,要求文件名命名规范,要求程序是否功能齐全,要求仿真软件达到设计要求,要求硬件电路满足设计要求,要求产品设计文档充分,二、任务分析,程序设计要求,1,、进行功能分析，工作框架搭建，工作分工。,2,、使用软硬件开发平台,proteus,7.4,进行电路仿真。设计要点：新建电路图设计文件，查找元器件，放置元器件，布局布线，修改元器件属性，进行仿真单片机程序。,3,、使用单片机集成开发环境,keil,C2.0,。要点：,C,程序构成， 关键词，运算符与表达式，数据结构，结构化语句。,4,、使用单片机下载软件,STC_ISP_V3.3,，通过串口或,USB,将单片机程序下载到单片机芯片中进行调试。,5,、完善单片机产品硬件电路，进行合适的电容、电阻、芯片、传感器、显示器件等进行焊接，通电运行后观察硬件电路是否满足要求。,6,、完成实验文档编写，包括：题目、作者、摘要、关键词，绪论，硬件电路，软件流程、代码，数据分析。,任务实施步骤,三、任务设计,1,）驱动硬件分析,.,此电路核心件是,MCS-51,单片机（,AT89C51,）。,2.,包括时钟电路、复位电路及输出电路。,3.,用,P2,口作输出口，驱动,LED,。,4,、加,1,键和减,1,键分别接接外部中断,0,和,1,。,三、任务设计,1,、,LED,计数器的设计,硬件电路参考原理图,2,）仿真电路图,（,3,）程序设计,#include,/,包含,52,单片机头文件,unsigned char,num=0;,/-,unsigned char,x10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,/,段码,01234,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;,/,段码,56789,void,main() /,主函数,IT0,= 1;,EA,= 1;,EX0,= 1;,/,外部中断,0,的初始化,IT1,= 1;,EA,= 1;,EX1,= 1;,/,外部中断,1,的初始化,loop1:,P2=xnum%10;,goto,loop1;,（,1,）头文件和主程序,（,2,）中断服务程序,/-,void,ex0_sev(),interrupt,0,/,外部中断,0,的入口,num+;,/-,void,ex1_sev(),interrupt,2,/,外部中断,1,的入口,num-;,1,）驱动硬件分析,.,此电路核心件是,MCS-51,单片机（,AT89C51,）。,2.,包括时钟电路、复位电路及输出电路。,3.,用,P0,、,P2,口作输出口，驱动,LCD,，其中,P0,口加,10K,上拉电阻。,4,、按键接外部中断,0,。,三、任务设计,2,、,LCD,计数器的设计,硬件电路参考原理图,2,）仿真电路图,3,）,LCD,计数器程序设计,#include,/,包含,52,单片机头文件,#define,uchar,unsigned char,#define,uint,unsigned,int,sbit,LCD_RS =P03;,/RS 1:DATA,0 :COMMAND,sbit,LCD_RW =P04;,/R/W 1:READ,0 :WRITE,sbit,LCD_E =P05;,/E 1:ENABLE,#define,LCD_ch,P2,/-,延时子程序,-,void,delay(uint,i),while,(i,-);,（,1,）,LCD,线路连接、声明,/*,写指令进入,LCD1602*/,void,LCD_command,(),LCD_RS=0;,LCD_RW=0;,LCD_E=0; delay(200);,/,延时大约,2ms,LCD_E=1;,/*,把数据写入,LCD1602*/,void,LCD_data,(),LCD_RS=1;,LCD_RW=0;,LCD_E=0; delay(200);,LCD_E=1;,（,2,）写程序,/-,void,Init_LCD(void,),/*,初始化液晶*,/,LCD_ch,=0x01;,/,清屏,LCD_command,();,LCD_ch,=0x38;,/8,位数据，两行显示，,5*7,点阵,LCD_command,();,LCD_ch,=0x0c;,/,开显示，关光标，关闪烁,LCD_command,();,LCD_ch,=0x06;,/,读写数据后,AC,自动增一，画面不动,LCD_command,();,（,3,）液晶初始化,/*,将数据,ch,显示在第,i,行第,j,列,*,/,void,LCD_dis(,uchar,i,uchar,j,uchar,ch,),uchar,addr,;,if,(i,=0),addr,= 0x80+j;,/,设置为第一行,else,addr,= 0xc0+j;,/,设置为第二行,LCD_ch,=,addr,;,LCD_command,();,/,先写地址,LCD_ch,=,ch,;,LCD_data,();,/,后送数据,（,4,）液晶单个字符显示,（,5,）主程序,#include,/,包含,51,单片机头文件,#include,sbit,LED=P07;,bit,flag=1;,unsigned,int,num=0;,/-,void,main(),/,主函数,Init_LCD,();,/,液晶初始化,IT0,= 1;,EA,= 1;,EX0,= 1;,/,外部中断初始化,loop1:,if,(flag,=1) flag=0;,display(num,); ,if,(num,=10) num=0; LED=0;delay(60000);LED=1;,goto,loop1;,（,6,）显示子程序,/-,void,display(,unsigned,int,num),/,液晶显示数字,unsigned,int,i;,i=5;LCD_dis(0,i,0x30+num/10000);,/ 0-0 =0x30,i+;LCD_dis(0,i,0x30+num%10000/1000);,i+;LCD_dis(0,i,0x30+num%1000/100);,i+;LCD_dis(0,i,0x30+num%100/10);,i+;LCD_dis(0,i,0x30+num%10);,（,7,）中断服务程序,/-,void,ex0_sev(),interrupt,0,/,中断服务,num+;,flag=1;,检查的标准要求,四、检查反馈,序号,质量报告内容,分数,存在问题,得分,1,检查文件夹命名是否规范,5,2,检查工程项目命名是否规范,5,3,检查文件名命名是否规范,5,4,检查程序是否功能齐全,35,5,检查,仿真电路元件型号是否正确、齐全,5,6,检查,仿真软件仿真结果是否达标,15,7,检查硬件电路是否满足设计要求,10,8,检查产品设计文档是否完整、简洁,20,9,元件损坏,-20,设备损坏,-30,，人受伤,-100,。,10,总分,1,、交流展示,指导学生对产品进行展示，互相交流。,2,、检测反馈,指导学生对他人产品检测，提出反馈意见。,3,、学生评价,学生对他人产品进行评价，提出产品的优点和缺点，以及,分数。,4,、教师评价,根据教师点评进行分组讨论，并对自己的项目进行修改、完善。,四、检查反馈,