单片机复习

编程题目：

1.AD/DA

a.锯齿波

  ORG  2000H
START:
  MOV  R0,#0FEH；P0端口地址
  MOV  A,#00H
LOOP:
  MOVX  @R0,A   
  INC  A ;数据递增
  SJMP  LOOP

b.三角波

  ORG  2000H
START:
  MOV  R0,#0FEH
  MOV  A,#00H
  MOVX  @R0,A
UP:  
  MOVX  @R0,A  ；数据递增
  INC  A
  JNZ  UP
DOWN:
  DEC  A   ；；数据递减
  MOVX  @R0,A
  JNZ  DOWN
  SJMP  UP

c.矩形波

  ORG  2000H
START:
  MOV  R0,#0FEH  ；；FE为**P0**口的地址
LOOP:
  MOV  A,#data1 ；；第一个电平
  MOVX  @R0,A
  LCALL  DELAY1
  MOV  A,#data2 ；；第二个电平
  MOVX  @R0,A
  LCALL  DELAY2
  SJMP  LOOP

技术指标：

（1）分辨率；（2）建立时间；（3）精度

（1）分辨率指输入给AD转换器的单位数字量变化引起的模拟量输出变化。

（2）描述AD转换器转换快慢的一个参数

（3）位数越多精度越高

D/A的两种工作方式：（硬件链接方式）

a.单缓冲方式：指DAC0832内部的两个数据缓冲器有一个处于直通方式，另外一个处于受C51控制的锁存方式。在实际应用当中，如果只有一路模拟量输出，或者不要求多路同步输出时，可采用单缓冲方式。

在这里插入图片描述

b.双缓冲方式：对于DA转换，要求同步输出时，必须采用双缓冲同步方式，这种方式下，数据量的输入和AD转换是分两步进行的。单片机必须通过LE1来锁存待转换数字量，通过LE2来启动D/A转换

在这里插入图片描述

ADC0809硬件联接

技术指标：

（1）转换时间和转换效率（转换时间的倒数）；（2）分辨率：1/2ⁿx100%; n为量化时的位数

数码管

1.段码的定义：

在这里插入图片描述

代码位	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
显示段	dp	g	f	e	d	c	b	a

a.静态显示

b.动态显示

原理：在某一时刻，只让某一位选线处于选通状态，而其他各个位选线处于关闭状态，同时段码线上输出相应要显示的字符的段选信号，这样就可以使得多个数码管中的一个发光显示，而其他的数码管处于熄灭状态，在下一个时刻同样的来显示另外的数码管。虽然字符在不同的时间显示，但由于LED显示器的余晖和人眼的视觉暂留效应作用，只要每一位显示的时间间隔足够短，就会出现多个数码管同时显示的假象！！！

#include <reg52.h>

typedef unsigned int u16;   
typedef unsigned char u8;

#define seg P0
#define sel P2

u8 smgduan[16]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};// 段选
u8 d1=0,d2=0,d3=0,d4=0;   
bit flag=0;  
u8 i=0;         
        
void delay5ms(){
   unsigned char a,b;
    for(b=19;b>0;b--)
        for(a=130;a>0;a--);  
}
void InitTimer0(void){
    TH0 = 0x0D8;
    TL0 = 0x0F0;
    EA = 1;
    ET0 = 1;
    TR0 = 1;
}
void InitTimer1(void){
    TH1 = 0x0EC;
    TL1 = 0x78;
    EA = 1;
    ET1 = 1;
    TR1 = 1;
}

void InitExT0(void){
 EA = 1;
 EX0 = 1;
 IT0 = 1;  //“0”时，为电平触发，为“1”时，为下降沿触发
}
void InitExT1(void){
 EA = 1;
 EX1 = 1;
 IT1 = 1;  //“0”时，为电平触发，为“1”时，为下降沿触发
}
void key_clear()interrupt 0 { //外中断0控制清楚（P3^2）
 d1=d2=d3=d4=0;
 flag=0;
}

void key_stop()interrupt 2 { //外中断1控制暂停（P3^3）
  flag = ~flag;
}

void cnt()interrupt 1{    //定时器中断 10ms计数
 TH0 = 0x0D8;
  TL0 = 0x0F0;
 if(flag==0){
   if(d1==9){
    d1 = 0;
    if(d2 == 9){
     d2 = 0;
     if(d3==9){
      d3=0;
      if(d4==5)
       d4=0;
      else
       d4++;
     } 
     else 
      d3++;
    }
    else 
     d2++;
   }
   else 
    d1++;
  }
 else
  ;
}

void delay()interrupt 3{   //定时器中断 5ms数码管扫描速率
 TH1 = 0x0EC;
  TL1 = 0x78;
 i++;
 seg = 0x00;
 if(i==4)
  i=0;
}
void main(){
 TMOD=0x11;  
//0001_0001(<GATE><C/T><M1><M0>)//定义方式1，不启动多控制中断方式，计数模式（用内部时钟信号）
 IP=1;
//IP默认值为00H，此时优先级顺序为：外部中断0 > 定时/计数器0 > 外部中断1 > 定时/计数器1 > 串行中断 
//<--><--><PT2><PS:串口><PT1:T1中断><PX1:ET1中断><PT0:T0中断><PX0:ET0中断>
 InitExT0();
 InitExT1();
 InitTimer0();
 InitTimer1();
 
while(1){
 sel =i;
 switch(i){
  case 0: seg = smgduan[d4];break;
  case 1: seg = smgduan[d3]+128;break;
  case 2: seg = smgduan[d2];break;
  case 3: seg = smgduan[d1];break;
  default: seg = 0;
 }
} 
}

矩阵键盘

2.按键消抖原理

常用软件方法去抖，即检测出键闭合后执行一个延时程序，5ms～10ms的延时，让前沿抖动消失后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5ms～10ms的延时，待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。>

一般来说，软件消抖的方法是不断检测按键值，直到按键值稳定。实现方法：假设未按键时输入1，按键后输入为0，抖动时不定。可以做以下检测：检测到按键输入为0之后，延时5ms～10ms，再次检测，如果按键还为0，那么就认为有按键输入。延时的5ms～10ms恰好避开了抖动期。

3.矩阵键盘：

#include <reg51.h>

#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
 
void matrixkeyscan()
{
uchar temp,key;
    P3=0xfe;
    temp=P3;
    temp=temp&0xf0;
    if(temp!=0xf0)
    {
     delayms(10); 
 temp=P3;
 temp=temp&0xf0;
      if(temp!=0xf0)
      {
        temp=P3;
        switch(temp)
        {
          case 0xee:
               key=0;
               break;
          case 0xde:
               key=1;
               break;
          case 0xbe:
               key=2;
               break;
          case 0x7e:
               key=3;
               break;
         }
         while(temp!=0xf0)
         {
           temp=P3;
           temp=temp&0xf0;
         }
        display(key);
      }
    }
    P3=0xfd;
    temp=P3;
    temp=temp&0xf0;
    if(temp!=0xf0)
    {
      delayms(10);
      temp=P3;
      temp=temp&0xf0;
      if(temp!=0xf0)
      {
        temp=P3;
        switch(temp)
        {
          case 0xed:
               key=4;
               break;
          case 0xdd:
               key=5;
               break;
          case 0xbd:
               key=6;
               break;
          case 0x7d:
               key=7;
               break;
         }
         while(temp!=0xf0)
         {
           temp=P3;
           temp=temp&0xf0;
         }
         display(key);
      }
      }
    P3=0xfb;
    temp=P3;
    temp=temp&0xf0;
    if(temp!=0xf0)
    {
      delayms(10);
   temp=P3;
      temp=temp&0xf0;
      if(temp!=0xf0)
      {
        temp=P3;
        switch(temp)
        {
          case 0xeb:
               key=8;
               break;
          case 0xdb:
               key=9;
               break;
          case 0xbb:
               key=10;
               break;
          case 0x7b:
               key=11;
               break;
         }
         while(temp!=0xf0)
         {
           temp=P3;
           temp=temp&0xf0;
         }
        display(key);
      }
      }
    P3=0xf7;
    temp=P3;
    temp=temp&0xf0;
    if(temp!=0xf0)
    {
      delayms(10);
      temp=P3;
      temp=temp&0xf0;
      if(temp!=0xf0)
      {
        temp=P3;
        switch(temp)
        {
          case 0xe7:
               key=12;
               break;
          case 0xd7:
               key=13;
               break;
          case 0xb7:
               key=14;
               break;
          case 0x77:
               key=15;
               break;
         }
         while(temp!=0xf0)
         {
           temp=P3;
           temp=temp&0xf0;
         }
        display(key);
      }
    }
}

串口

1.相关寄存器：

a.中断允许寄存器（IE）

EA	–	–	ES	ET1	EX1	ET0	Ex0
AFH	–	–	ACH	ABH	AAH	A9H	A8H

c.串行口中断标志寄存器（SCON）

SM0	SM1	SM2	REN	TB8	RB8	TI	RI
控制模式	控制模式	控制多机通讯	使能接收	发送的第8位数据	j接收的第8位数据	发送中断标志位	接收中断标志位

d.定时器/计数器控制寄存器（TMOD）

GATE	C/T	M1	M0	GATE	C/T	M1	M0
T1 控制段	1：计数/0：计时	模式控制(H)	模式控制(L)	T0控制段	1：计数/0：计时	模式控制(H)	模式控制(L)

e. 串口波特率控制寄存器（PCON）

SMOD
波特率控制

2.初始化程序设计：（波特率只和定时器/计数器1有关）

void init_serialcomm(void)
{
    SCON  = 0x50;       
//SCON: mode 1, 8-bit【无多机通讯】 REN  <M0><M1><M2><REN><TB8><RB8><TI><RI>
    TMOD |= 0x20;       
 //TMOD: timer 1, mode 2,8-bit  <GATE><C/T><M1><M0><GATE><C/T><M1><M0>==[计数器1][计数器0]
    PCON |= 0x80;       
//SMOD=1;加倍波特率   <SMOD><--><--><--><--><--><-->
    TH1 = 0xF4;       
//Baud:4800  fosc=11.0592MHz   <计数器方式2，为8位计数器，自动装载，由TH1--TL1>
    IE |= 0x90;       
//Enable Serial Interrupt   <EA> <X> <X> <ES> <ET1> <EX1> <ET0> <EX0>
    TR1 = 1;          
// timer 1 run    驱动计数器
}

3.多机通讯过程：

a.原理：

在串行口以方式2或者方式3接收时，若SM2=1，表示设置为多及通信，这时：

1.接收到的第9为数据为1时，数据才装入SBUF并且置中断标志RI=1，向CPU发出中断请求

2.接收到的第9为数据为0时，则不会产生中断标志，信息被抛弃。

b.多机通讯的工作过程

主机的RXD与所有从机的TXD相连接。

（1）从机初始化程序串行口中断，将串行口编程为方式2或者方式3接收，即9为数据异步通信方式，且SM2和REN位置1，使得从机只处于多及通讯且接收地址帧的状态。

（2）在主机和某一个从机通信之前，先将对应的设备地址通过串口发送出去，地址信息第9位为“1”，【和传送数据的区别在于数据的第9位为“0”】。当主机向各从机发送地址时，各从机的串口接收到的第9为数据为RB8=1；且由于SM2=1，则中断标志位RI置“1”，从机响应串口中断，执行中断服务程序，在中断服务程序中，判断主机发送的地址是否是本机的地址，若是本机地址，则使该从机SM2=0（即关闭多机通讯方式），准备接收主机发送的数据；若不相符合，则仍然保持SM2=1；【因为数据的第9位为0，SM2=0时对这一位不敏感；但是当SM2=1时，只对这一位的高电平敏感，从而实现定向传数据【多机通讯】】。

在这里插入图片描述

4.实验程序（AD采样串口传输）

#include <reg51.h>

#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
 
#define sel P1
#define seg P0
uchar i;

uchar code smgduan[16]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};// 段选

sbit  cs=   P2^4;
sbit dclk =  P2^7;
sbit din =  P2^6;
sbit dout =  P2^5;

void delay(uint i){

while(i--);
}

void XPT2046_writebyte(uchar wx)  //串行输入1个字节的控制字
{   uchar i;
  dclk = 0;
 for(i=0;i<8;i++)
 { din=wx>>7;
  wx<<=1;
  dclk=0;
  dclk=1;    //上跳沿输入
 }
}

uint XPT2046_read()  //读出12位的转换数据
{ uint rx=0;
 uchar i;
 for(i=0;i<12;i++)
 { rx<<=1;
  dclk=1;
  dclk=0;
  rx|=dout;  //下跳沿输出
 }
 return(rx);
}

uint getdata(uchar cmd)
{
 uchar i;
 uint value;
 dclk = 0;
 cs = 0;
 XPT2046_writebyte(cmd);
 for(i=6; i>0; i--);  //延时等待转换结果
 dclk = 1; 
 dclk = 0;
 value=XPT2046_read();
 cs = 1;
 return value; 
}

void initcomm(void)
{
    SCON=0x50;  //设置为工作方式1 0101 0000
    TMOD=0x20;  //设置计数器工作方式2
    PCON=0x80;  //波特率加倍
    TH1=0xF3;   //计数器初始值，波特率为4800
    TL1=0xF3;
    EA=1;       //打开总中断
    ES=1;       //打开串口中断
    TR1=1;      //打开计数器   
}

void uart_rx(uchar ch)
{
    SBUF=ch;
    while(TI==0);
    TI=0;
}

void main(){
 uint send_data = 0;
 uchar d1,d2,d3,d4;
 uchar i,j;
 initcomm();

  while(1){
   send_data=getdata(0xa4);
   d4=send_data/1000;
   send_data = send_data%1000;
   d3=send_data/100;
   send_data = send_data%100;
   d2=send_data/10;
   send_data = send_data%10;
   d1=send_data/1;
   for(j=0;j<10;j++){
    for(i=0;i<4;i++){
     delay(300);
     sel =i;
    switch(i){
      case 0: seg = smgduan[d4];break;
      case 1: seg = smgduan[d3];break;
      case 2: seg = smgduan[d2];break;
      case 3: seg = smgduan[d1];break;
      default: seg = 0;
     }
    }
    }
    uart_rx(d4+48);
    uart_rx(d3+48);
    uart_rx(d2+48);
    uart_rx(d1+48);
    uart_rx(0x0A);
   }
}

四种工作方式（方式1、3的波特率与T1计数器有关）

方式0：波特率固定 f_osc/12[^串行方式0]

方式1：波特率 = 2^SMOD/32*定时器T1溢出率[^串行方式1]

方式2：波特率 = 2^SMOD/64*f_osc [^串行方式2]

方式3：波特率 = 2^SMOD/32*定时器T1的溢出率 [^串行方式3]

定时器溢出率 = ${\frac{计数速率}{256-X}=\frac{f_{osc}/12}{256-X}}$

${波特率 = \frac{2^{SMOD}}{32}*\frac{f_{osc}}{12*(256-X)}}$

若晶振11.0592MHz，选用T1方式2定时器作为波特率发生器，波特率为2400bps

因为只有方式1、3得波特率是可调的，所以方式选择这两个。

设T1方式2定时，选择SMOD=0；

${波特率 = \frac{2^{SMOD}}{32}*\frac{f_{osc}}{12*(256-X)}}$ = 2400

得：X=244=F4H

解：先求溢出率：2400 = 溢出率/32；得：溢出率=76800

求初值：76800 = 计数速率/（256-X）= ${\frac{f_{osc}/12}{256-X}}$ 得：计数速率 = 244 【晶振用11.0592MHz来做】

定时器/计数器

1.相关得寄存器

a.中断允许寄存器（IE）

EA	–	–	ES	ET1	EX1	ET0	Ex0
AFH	–	–	ACH	ABH	AAH	A9H	A8H

b.中断请求标志寄存器（TCON）

TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
T1溢出中断		T0溢出中断		外部中断1	定时器1中断	外部中断0	定时器中断0

d.定时器/计数器控制寄存器（TMOD）

GATE	C/T	M1	M0	GATE	C/T	M1	M0
T1 控制段	1：计数/0：计时	模式控制(H)	模式控制(L)	T0控制段	1：计数/0：计时	模式控制(H)	模式控制(L)

2.定时器相关

在C51中我们可以利用的定时器/计数器只有两个：T₀、T₁

存在四种工作方式(12MHz)：

方式0：计数器/定时器为13位的¹

方式1：计数器/定时器为16位的 ²

方式2：计数器/定时器为8位的【由硬件自动装载】³

方式3：计数器/定时器为两个8位的（只有T₀能够工作在方式3，且此时T₁停止计数）[^方式3]

装载值的计算：对于12MHz的晶振

例如：我们要计时100us，采用T0\T1的方式0、1、2都可以

方式0： (2¹³ - X)*1us =100us; 可得：X = 8091 = 1F9B

方式1： (2¹⁶ - X)*1us = 100us 可得：X = 65435 = FF9B

方式2：（2⁸ - X）*1us = 100us; 可得：X = 155 = 9B

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;  中断流水灯【T0方式1】   ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
  ORG 0000H
  AJMP START
  ORG 000BH;
  LJMP TIMER0;
  ORG 0100H;
START: 
  MOV TMOD,#01H;
  MOV TH0,#3CH;
  MOV TL0,#B0H;
  MOV A,#FEH;
  MOV R0,#20H;
  MOV IE,#10000010B;
  MOV IP,#10B;
  SETB TR0;
  MOV P1,A;
  SJMP $;
TIMER0: 
  DJNZ R0,LOOP;
  MOV R0,#20;
  MOV P1,A;
  RL A;
LOOP:
  MOV TH0,#3CH;
  MOV TL0,#B0H;
  RETI
 END

*********************************   1s定时   *********************************
  ORG 0000H
RESET: 
  LJMP MAIN
  ORG 000BH
  LJMP IT0P
  ORG 1000H
MAIN:
  MOV SP.#60
  MOV B,#0AH
  MOV TMOD,#01H
  MOV TL0,#0B0H
  MOV TH0,#3CH
  SETB TR0
  SETB ET0
  SETB EA
HERE:
  SJMP HERE
IT0P:
  MOV TL0,#0B0H
  MOV TH0,#3CH
  DJNZ B,LOOP
  CLR TR0
LOOP:
  RETI

最大可定时2¹³x1us=8191us ~= 8.191ms
最大可定时时间 2¹⁶x1us=65535us ~= 65.535ms
自动装载TH–>TL中重载，每次在定时器中断触发的时候，最大计时：2⁸x1us=255us