定時器和數(shù)碼管解析（下）

1.2.3 定時器程序應(yīng)用

了解了定時器相關(guān)的寄存器，那么我們下面就來做一個定時器的程序，鞏固一下我們學(xué)到的內(nèi)容。我們這節(jié)課的程序先使用定時器0，在使用定時器的時候，需要以下幾個步驟：

第一步：設(shè)置特殊功能寄存器TMOD，配置好工作模式；

第二步：設(shè)置計(jì)數(shù)寄存器TH0和TL0的初值；

第三步：設(shè)置TCON，通過打開TR0位來讓定時器開始計(jì)數(shù)。

第四步：判斷TCON寄存器的TF0位，監(jiān)測定時器溢出情況。

寫程序之前，我們要先來學(xué)會計(jì)算如何用定時器定時時間。我們的晶振是11.0592M，時鐘周期就是1/11059200，機(jī)器周期就是12/11059200，我們假如要定時20ms，就是0.02秒，要經(jīng)過x個機(jī)器周期得到0.02秒，我們來算一下x*12/11059200=0.02，得到x= 18432。那么我們現(xiàn)在16位的定時器溢出值是65536，我們可以這樣，先給TH0和TL0一個初值，讓他們經(jīng)過18432個機(jī)器周期后剛好溢出，溢出后我們可以通過檢測TF0位得知，就剛好是0.02秒。這個初值y = 65536 - 18432 = 47104，轉(zhuǎn)成16進(jìn)制就是0xB800，那么就是TH0 = 0xB8，TL0 = 0x00。

那0.02秒我們已經(jīng)定時出來了，細(xì)心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)，我們?nèi)绻踔抵苯咏o一個0x0000，一直到65536溢出，定時器定時值最大也就是71ms左右，那么我們想定時更長時間怎么辦呢？用你小學(xué)學(xué)過的邏輯，倍數(shù)關(guān)系就可以解決此問題。

那好了，我們下面就用程序來實(shí)現(xiàn)以下這個功能。

#include //包含寄存器的庫文件

sbit LED = P0^0;

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

void main()

{

unsigned char counter = 0;

ENLED = 0; ADDR0 = 0; ADDR1 = 1;

ADDR2 = 1; ADDR3 = 1; LED = 1;  //74HC138和LED燈初始化部分

TMOD = 0x01;   //設(shè)置定時器0為模式1

TH0  = 0xB8;

TL0  = 0x00;   //定時值初值

TR0  = 1;      //打開定時器0

while(1)

{

    if(1 == TF0)            //判斷定時器0是否溢出

    {

        TF0 = 0;

        TH0 = 0xB8;        //一旦溢出后，重新賦值

        TL0 = 0x00;

        counter++;

        if(50 == counter) //判斷定時器0溢出是否達(dá)到50次

        {

             counter = 0;  //counter清0，重新計(jì)數(shù)

             LED = !LED;   //LED取反操作，0-->1，1-->0

        }                 

    }                       

}

}

程序都有注釋，不難理解，這里要解釋一個地方，就是兩次if判斷，細(xì)心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)，if(1 == TF0)這句，我把1寫前邊，這個地方我推薦新手按照我這樣來寫，因?yàn)槿绻覀儗慽f(TF0 == 1)，作為新手來說，不小心丟掉一個’=’號后，寫成if(TF0 = 1)，這樣實(shí)際上在語法上是可以通過的，我們用的Keil4還會出一個警告說明一下，Keil以前的版本以及一些其他軟件，可能根本不會出任何錯誤或者警告提示，但是這樣產(chǎn)生的Hex文件下載到單片機(jī)里邊，程序就錯了，大家可以改改試試看。

本程序?qū)崿F(xiàn)的結(jié)果是我們板子上最右邊的小燈點(diǎn)亮持續(xù)一秒，熄滅持續(xù)一秒，也就是以0.5HZ的頻率進(jìn)行閃爍。

1.3 數(shù)碼管學(xué)習(xí)

小燈是一種簡單的LED，給我們視覺效果只能通過亮和滅來表達(dá)簡單信息。而這節(jié)課我們要來學(xué)習(xí)一種表達(dá)更加明確的器件，數(shù)碼管。

1.3.1 數(shù)碼管的基本介紹

先給大家提供一張?jiān)韴D看一下，如圖5-1所示。

圖5-2 數(shù)碼管原理圖

這是比較常見的數(shù)碼管的原理圖，我們板子上一共有6只數(shù)碼管。前邊有了LED小燈的學(xué)習(xí)，數(shù)碼管學(xué)習(xí)就會輕松的多了。從圖5-1能看出來，數(shù)碼管共有a,b,c,d,e,f,g,dp這8個段，而實(shí)際上，這8個段每一段都是一個LED小燈，所以數(shù)碼管就是由8個LED小燈所組成的。我們看一下數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖5-2。

圖5-3 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖

數(shù)碼管分為共陽數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管，所謂的共陰數(shù)碼管就是8只LED小燈的陰極是接在一起的，也就是陰極是公共端，由陽極來控制小燈是否亮滅。同理，共陽數(shù)碼管就是陽極是接到一起的，大家可以仔細(xì)研究下圖5-2。細(xì)心的同學(xué)也會發(fā)現(xiàn)，數(shù)碼管上邊有2個com，實(shí)際上就是我們數(shù)碼管的公共端。為什么有2個，我個人認(rèn)為，一方面有2個可以起到對稱的效果，剛好是10個引腳，另外一個方面，公共端通過的電流較大，我們初中就學(xué)過，并聯(lián)電路電流之和等于總電流，用2個com可以把公共電流平均到2個引腳上去，降低線路承受的電流。

從我們板子的電路圖上能看出來，我們所用的數(shù)碼管是共陽數(shù)碼管，如圖5-3所示。

圖5-4 共陽數(shù)碼管電路

他們的com是接到了正極上，當(dāng)然了，和LED小燈電路類似，也是由74HC138控制了三極管的導(dǎo)通來控制整個數(shù)碼管的電流，我們先來看DS1這個數(shù)碼管。原理圖上可以看出來，控制DS1的三極管是Q17，控制Q17的引腳是LEDS0，對應(yīng)到74HC138上邊就是Y0端的輸出。

圖5-5 74HC138控制圖

我們現(xiàn)在的目的是讓LEDS0這個引腳輸出低電平，相信大家現(xiàn)在可以獨(dú)立根據(jù)前邊學(xué)到的內(nèi)容把ADDR0，ADDR1，ADDR2，ADDR3，ENLED這4個輸入狀態(tài)寫出來，現(xiàn)在大家不要偷懶，都去根據(jù)138的手冊去寫一下，不需要你記住這些結(jié)論，但是遇到就寫一次，鍛煉過幾次后，遇到同類芯片自己就知道如何去解決問題了。

數(shù)碼管通常是用來顯示數(shù)字的，我們板子上的6個數(shù)碼管，習(xí)慣上我們稱之為6位，那控制位選擇的就是74HC138了。而數(shù)碼管內(nèi)部的8個LED小燈我們稱之為數(shù)碼管的段，那么數(shù)碼管的段選擇（即該段的亮滅）是通過P0口控制，經(jīng)過74HC245驅(qū)動。

1.3.2 數(shù)碼管的真值表

數(shù)碼管的8個段，我們直接當(dāng)成8個LED小燈來控制，那就是a、b、c、d、e、f、g、dp一共8個LED小燈。我們通過圖5-1可以輕而易舉的看出來，如果我們點(diǎn)亮b和c這兩個LED小燈，也就是數(shù)碼管的b段和c段，其他的所有的段都熄滅的話，就可以讓數(shù)碼管DS1顯示一個數(shù)字1，那么這個時候?qū)嶋H上P0的值的二進(jìn)制就是0b11111001，十六進(jìn)制就是0xF9。也有可以自動生成數(shù)碼管段位碼的軟件可以從http://www.51hei.com/mcudown/ 下載文件名是"數(shù)碼管段位設(shè)碼程序.rar"，那么我們寫一個程序進(jìn)去，看看讓數(shù)碼管顯示一下看看。

#include               //包含寄存器的庫文件                   

sbit  ADDR0 = P1^0;

sbit  ADDR1 = P1^1;

sbit  ADDR2 = P1^2;

sbit  ADDR3 = P1^3;

sbit  ENLED = P1^4;



void  main()

{

    unsigned char j = 0;

    unsigned int  i = 0;

    

    ENLED = 0;

    ADDR0 = 0;

    ADDR1 = 0;

     ADDR2 = 0;

    ADDR3 = 1;           //74HC138開啟三極管Q17           

    while(1)             //程序死循環(huán)  

    {

         P0 = 0xF9;      //打開數(shù)碼管b和c段   

    }

}

大家把這個程序編譯一下，下載到單片機(jī)里會發(fā)現(xiàn)，最右側(cè)的數(shù)碼管成功顯示1這個數(shù)字。

同樣的方法，我們可以把其他的數(shù)字都成功的在數(shù)碼管上顯示出來，而數(shù)碼管顯示的數(shù)字對應(yīng)給P0的賦值，我們叫做數(shù)碼管的真值表。我們來列一下我們這個電路圖的數(shù)碼管真值表，注意，這個真值表里顯示的數(shù)字都不帶小數(shù)點(diǎn)。

表5-1 數(shù)碼管真值表

大家可以把上邊那個數(shù)碼管顯示1的那個程序中的P0的賦值隨便修改成我們表5-1中的真值表里的數(shù)字試試看，把數(shù)碼管顯示的數(shù)字顯示出來。

1.3.3 數(shù)碼管的靜態(tài)顯示

從第三課我們學(xué)習(xí)74HC138以后，我們了解到74HC138同時一次只能讓一個輸出口為低電平，也就是在一個時刻內(nèi)，我們只能讓一個數(shù)碼管顯示，始終選通數(shù)碼管并且可以根據(jù)我們的P0總線的信號來改變這個數(shù)碼管的值，我們可以理解為數(shù)碼管的靜態(tài)顯示。

數(shù)碼管靜態(tài)顯示是對應(yīng)動態(tài)顯示而言的，靜態(tài)顯示對于一兩個數(shù)碼管還行，多個數(shù)碼管，靜態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)的意義就沒有了。這節(jié)課我們先用一個數(shù)碼管的靜態(tài)顯示來實(shí)現(xiàn)一個簡單的秒表，為下節(jié)課的動態(tài)顯示打下基礎(chǔ)。

先來介紹一個51單片機(jī)的關(guān)鍵字code。我們前邊課程定義變量的時候，一般用到unsigned char或者unsigned int這兩個關(guān)鍵字，這樣定義的變量都是放在我們的單片機(jī)的RAM中，我們在程序中可以隨意去改變這個變量的值。但是還有一種常數(shù)，我們在程序中要使用，但是卻不進(jìn)行對這個值的改變，這種值我們可以加一個code關(guān)鍵字修飾一下，修飾完畢后，這個值就會存儲到我們的程序空間flash中，這樣可以大大節(jié)省我們單片機(jī)的RAM的使用量，畢竟我們的RAM空間比較小，而程序空間是很大的。比如我們現(xiàn)在要使用的數(shù)碼管真值表，我們來看一下我們下邊的這個程序。

#include //包含寄存器的庫文件

sbit LED = P0^0;

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

unsigned char code LedChar[] = {

0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e

}; //用數(shù)組來存儲數(shù)碼管真值表，下一課詳細(xì)介紹數(shù)組

void main()

{

unsigned char counter = 0;

unsigned char j = 0;

ENLED = 0; ADDR0 = 0; ADDR1 = 0;

 ADDR2 = 0; ADDR3 = 1; P0 = 0XFF;  //74HC138和P0初始化部分

 TMOD = 0x01;                    //設(shè)置定時器0為模式1

 TH0  = 0xB8;

TL0  = 0x00;                   //定時值初值

 TR0  = 1;                      //打開定時器0

while(1)

{

    if(1 == TF0)                 //判斷定時器0是否溢出

    {

        TF0 = 0;

        TH0 = 0xB8;              //溢出后，重新賦值

        TL0 = 0x00;

        counter++;

        if(50 == counter)      //判斷定時器0溢出是否達(dá)到50次

        {

            counter = 0;        //counter清0，重新計(jì)數(shù)

            P0 = LedChar[j++]; //把數(shù)組里的對應(yīng)值送給P0

            if(16 == j)         //當(dāng)顯示到F后，歸0重新開始

            {

                 j = 0;

            }

         }

     }

}

}