单片机控制定时、脉冲计数并进行结果显示电路设计.doc

1、摘 要：摘 要单片机，一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机AT89C51中有两个16位定时器/计数器，分别为定时器/计数器0和定时器/计数器1，简称为定时器0（T0）和定时器1（T1）。定时器/计数器具有计数和定时功能，拥有4种工作方式，即工作方式03。本次课程第一个阶段执行测量，第二个阶段执行显示，启动T0定时

2、器定时1秒钟，开始定时的同时，T1也开始计数，而T0定时器完成定时时中断，T1即停止计数，测量阶段完成，紧接着进入显示阶段。关键词：单片机AT89C51 LED数码管 脉冲发生器IABSTRACTABSTRACTSingle chip microcomputer, a complete computer systems integration on a chip. Although most of its functional integration on a small chip, but it has a complete computer need most of the parts:

3、CPU, memory, internal and external bus system, most will have a CRT. At the same time integration, such as the communication interface, timer, real-time clock and other peripheral equipment. Now the most powerful single-chip microcomputer system can even voice, image, network, complex input/output s

4、ystem integration on a chip. The MCU AT89C51 has two 16 bit timer/counter, timer/counter 0 respectively, and timer/counter 1, referred to as the timer 0 (T0) and timer 1 (T1). The timer/counter with functions of counting and timing, with 4 kinds of works, the works 0 3. That the first stage to perfo

5、rm measurement, this course, according to the second stage to perform startup time T0 timer 1 second, start timing at the same time, the T1 began to count, and complete T0 timer timer interrupt, T1 or stop counting, measuring the phase is completed, and then into the display stage.Key words: single

6、chip microcomputer AT89C51 LED digital tube pulse generatorII目 录目 录第一章 概述11.1 引言11.2 单片机11.2.1 51系列单片机简介21.2.2 51系列单片机的应用领域21.2.3 51系列单片机的发展方向31.2.4 51系列单片机内部结构31.2.5 单片机的封装与引脚6第二章 搭建51单片机开发环境82.1 搭建51单片机硬件开发系统82.2 单片机选型82.2.1 一个单片机最小开发系统82.3 搭建软件开发环境102.3.1 Keil Vision3简介102.3.2 Proteus介绍11第三章 设计资料

7、133.1 单片机LED数码管输出133.1.1 七段LED数码管133.1.2 共阳极七段LED数码管数字显示143.1.3 多个七段LED数码管组合模块153.2 单片机定时器/计数器概念及溢出应用方式163.2.1 单片机定时器/计数器的概念及应用方式163.2.2 单片机定时器/计数器的工作模式163.2.3 定时器时间的计算及起点的设定173.2.4 定时器/计数器控制寄存器TCON前4位的使用说明173.2.5 单片机定时器/计数器中断应用方式193.3 Keil C中位变量的定义及应用193.4 仿真软件ISIS 7 Professional中脉冲发生器的使用21第四章 课题控制

8、要求及设计234.1 课题要求234.2 电路图244.3 元件列表244.4 单片机T0定时器、T1计数器综合应用程序254.5 具体操作：29第五章 结论与展望325.1 结论325.2 展望32致 谢33参 考 文 献34IV第一章 概述第一章 概述1.1 引言单片机的命名比较杂乱，但基本的意思就是单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）的简称。形象地说，单片机是一种简化了的计算机，其主要针对于各种小型设备和便携式设备等嵌入式系统。1946年，世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学研制成功。随后，计算机技术便突飞猛进，很难想象其在短短的几十年

9、的时间居然发展得如此神速，普及得如此广泛。在计算机技术中，单片微型计算机，也就是单片机，也是异军突起，发展十分迅速，已成为电子工程师必备的技术。单片机内部集成了中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、定时器/计数器及I/O（Input/Output）接口等部件。这些部件使单片机具有了和计算机同样强大的功能。1.2 单片机在1970-1974年之间，诞生了第一代4位单片机。这类单片机已经具有了并行I/O接口及一些常用的A/D和D/A等资源。这在

10、当时来说是非常强大的，通过灵活的控制能力，使其应用于电视机、收音机和电子玩具。随后，人们认识到单片机的潜在能力和市场价值，各个公司便投入了大量的研究力量。在1974-1978年，单片机进入8位时代。这个时期以Intel公司的MCS-48系列单片机最具代表性。此时的单片机内部集成了更为强大的8位CPU内核、多个并行I/O接口，同时增加了定时器/计数器及小容量的RAM和ROM等。1978-1983年，Intel公司的MCS-51系列为代表，标志着进入高档8位单片机时代。这个时期的单片机工作频率、硬件资源和RAM/ROM容量等都有极大的突破，创新地加入了串口通信接口及多级中断处理系统。我们现在所广泛

11、使用的单片机都仍以该内核为基础，因此，也常称为51系列单片机。之后，单片机市场便进入百花齐放、百家争鸣时代。各个厂商不仅在增强单片机的性能，还推出了不同类型的单片机，例如PIC系列单片机、ARM系列单片机、AVR系列单片、C8051F系列单片机，以及Cypress的PSoC系列等。这便是我们现在看到的单片机领域的纷繁复杂格局。1.2.1 51系列单片机简介 单片机种类多，其中51系列单片机是单片机领域中的一类，也是影响最为深远，使用最为广泛的单片机系列。51系列单片机是指Intel的MCS-51系列及和其具有兼容内核的单片机。51系列单片机最早由Intel公司发展起来，随后将51内核授权给其他

12、各个厂商。因此，现在MCS-51兼容的单片机种类繁多，例如Atmel公司的AT89C系列、AT89S系列，Silicon Laboratories公司的C8051F系列，还有Philips公司的8XC552系列等。有些厂商还进一步发展了增强型的51内核，例如Cypress公司的带USB接口的单片机、MAXIM公司DS80/83/87/89系列高速单片机等。这些兼容的或者增强的51内核单片机有着十分接近的指令系统和硬件结构。这给开发人员带来的好处是，一方面有丰富的产品线可供选择，另一方面方便程序和设计的移植。到目前为止，51系列单片机仍然占据了绝大多数的单片机市场。因此学习和掌握51系列单片机是

13、最有前途的技术。其他类型单片机只在特定领域或者高端应用场合使用。读者只要掌握了51系列单片机的开发技术，便很容易学习其他的单片机技术。1.2.2 51系列单片机的应用领域51系列单片机以其强大的可重复编程能力和高的性价比等优点而得到广泛应用。目前，到处都可以看到51系列单片机的身影。51系列单片机主要应用于如下几个领域：家电产品，例如电视、电话、冰箱、空调、洗衣机、家用防盗报警器等。在这类设备中，单片机主要用于功能控制。随身影音设备，例如MP3、MP4、录音笔等。在这些设备中，单片机用于系统控制和功能管理。电子玩具，例如各种电动玩具、发声玩具、玩具机器人、遥控电动车、遥控航模等。在这类设备中，

14、单片机实现了核心功能的控制和智能人机接口。机电一体化设备，例如车床、铣床、数控机床等。在这类设备中，单片机作为机电一体化设备的控制器，可以简化机械产品的结构设计，实现智能的生产和操作控制，并扩展原有设备的功能。数据通信，例如无线数传、大容量存储设备等。在这类设备中，单片机依靠串口、并口或者高速USB接口等，实现计算机之间、计算机与外围设备之间的控制和数据传输等。测控设备，例如数据采集系统、示波器、智能仪表等。在这类设备中，依靠单片机强大控制和通信能力，实现测试、测量和控制等功能。上面这几个领域基本涵盖了电子设备的各个方面。因此，总的来说，需要控制、通信和智能的领域，便可以找到单片机的身影和应用

15、市场。1.2.3 51系列单片机的发展方向51系列单片机是最为成功的产品之一。虽然早期的51内核技术现在看来已经比较陈旧，但是各个厂商在推出产品的时候都进行了不同程度的增强。这些51内核的增强，便体现了51系列单片机的发展方向，主要有如下几个方面。高速。早期的51内核只有几MHz的运行频率，现在各个公司推出的51单片机产品均能够达到几十MHz的运行频率，例如Atmel公司的AT89S系列的单片机最大运行于33MHz，还有其他一些公司的产品也都具有很高的速度。缩短指令执行周期。早期的51内核指令一般需要14个指令周期来完成，最快的单周期指令也需要6个时钟周期，相当于12个时钟振荡周期。新的增强型

16、51内核大大缩短了指令的执行周期，例如MAXIM的高速单片机每机器周期使用一个时钟，速度是标准8051的33倍。还有其他一些公司也相应提高了指令的执行时间。低功耗。单片机主要应用于各种嵌入式设备中，这类设备最大的共性便是采用电池供电，需要出色的功耗控制。否则，一个产品很快没电了，便毫无使用价值了。现在的单片机功耗都在逐步下降，同时还提供了丰富的低功耗模式可供选择，大大延长了电池的使用时间。高度集成性。现在的单片机集成了越来越多的功能，例如A/D转换、D/A转换、SPI接口、I2C接口、USART接口、USB接口、CAN接口等。在有些设计项目中，甚至仅靠一个单片机便可以完成所有的工作，真正实现单

17、片的含义。减小封装尺寸。单片机在提高强度的接口功能的同时，其封装体积也在逐步减少。这样，可以减小电路板的使用面积，使最终产品小型化。目前的手机、笔记本等的日益小型化便是很好的体现。1.2.4 51系列单片机内部结构我们了解了8951单片机的引脚结构后，还需要了解单片机的内部构成。典型的8951单片机包括中央处理器（CPU）、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、指令寄存器、串行通信接口、并行I/O接口、定时器/计数器和中断系统等几大组件，这些组件之间通过数据总线、地址总线和控制总线相连。8951系列单片机的典型内部结构，如图1-1所示。单片机的内部结构是其强大功能的源泉，我们将逐个分析单

18、片机内部各个强大的组成部分它集中央处理器（CPU）、存储器（Memory）、输入输出单元（I/O）等计算机核心部件为一只集成电路芯片中，所以称为“单片机”。图1-1单片机内部结构简图1中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）是整个单片机的灵魂，其地位与大脑相对于人体的地位一样。51系列单片机的CPU主要由算术逻辑部件、控制器、通用寄存器、专用寄存器和特殊功能寄存器5部分组成。51系列单片机的CPU采用了8位数据总线宽度的结构，指令和寻址按照8位二进制数据来管理。CPU在单片机运行中负责控制、指挥和调度所有组成单元之间的协调工作，完成核心运算及控制输入/输出功能等操作。2. 存储器（1）程序存储

19、器（ROM）程序存储器（ROM）主要用于存放用户程序，程序由用户自己来编写。程序存储器还可以存放固定数据或者表格等。早期的8051单片机共有4K个8位掩膜ROM，有些则提供了更大的程序存储器，这种程序存储器需要专门的、昂贵的设备来进行编程。目前新推出的一些单片机，均采用了创新的Flash程序存储器构架，编程更为简单方便，例如AT89C51等。（2）数据存储器（RAM）数据存储器（RAM）主要用于存放程序运行过程中的变量。早期的8951单片机内部共有128个8位用户数据存储单元，程序运算能力有限。目前新推出的一些单片机，内部均集成了更多的RAM单元，有些甚至达到了几十k。大的数据存储器可以可存放

20、更多的读写数据、运算的中间结果或用户定义的字型表等。需要注意的是数据存储器是易失的，即掉电后其内部的数据便完全丢失，但数据存储器的访问时间比较短。图1-2单片机的编址结构 3指令寄存指令寄存器主要用于存放执行的指令。单片机CPU是一种顺序执行的结构，因此，其指令需要逐条通过指令寄存器来执行。4定时器/计数器定时器/计数器就相当于一个方便的闹钟，主要用于单片机硬件的定时或者计数。典型的8051单片机有两个16位的可编程定时器/计数器，以实现定时或者计数两种功能。通过定时器/计数器可以为串口通信组件提供波特率的计量，也可以产生相应的中断控制程序的转向。5并行输入/输出（I/O）并行输入/输出（I/

21、O）口是单片机与外界进行通信的最主要的接口。典型的8051共有4组8位I/O口（P0、P1、P2和P3），用于对数据的读入和输出。这在前面的并行I/O引脚部分已经进行了详细讲解。通过并行I/O端口，单片机可以读入外部的数据，然后在单片机内部进行运算处理，最后将信息再次反馈到外部设备。6全双工串行口（UART）全双工串行通信口（UART）是一个灵活的通信接口，主要用于与其他设备间的串行数据传送。典型的8051单片机内置一个全双工串行通信口，该串行口可以实现多种工作模式的选择及多种通信速率（波特率）的选择。7中断系统中断系统是一种应急响应系统。典型的51单片机提供了两个外部中断、两个定时器/计数器

22、中断和一个串行中断。中断系统统一管理所有的中断源的响应，同时这些中断源提供了2级的优先级别供选择。8时钟振荡电路时钟振荡电路为单片机指令的执行提供了一个统一的步调。典型的8051单片机内置了时钟振荡电路，只需外接一个无源晶振和振荡电容便可以工作。时钟振荡电路产生的时钟，是供整个单片机运行的脉冲时序。当然，单片机还提供了灵活的外部时钟源工作方式。这在前面的时钟引脚部分已经进行了详细讲解。9单片机的结构类型按照程序存储器和数据存储器的组织结构，单片机可以划分为哈佛结构和普林斯顿结构两种。对于哈佛（Harvard）结构，其程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）分开寻址。这样可以实现对程序和数据的

23、同时访问，可有效减少程序运行时的访问瓶颈，提高数据的吞吐率。典型的8051单片机便是这种结构。对于普林斯顿（Princeton）结构，其程序存储器（ROM）与数据存储器（RAM）进行统一寻址。这样，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同。这种结构也称为冯诺伊曼结构，广泛应用于通用计算机中。有些16位的单片机，例如MCS-96系列单片机，则同样采用普林斯顿结构1.2.5 单片机的封装与引脚（1）单片机的封装形式一：QFP（PQFP或TQFP）扁平44引脚表贴式封装这种封装的体积很小，成本很低，适合于电路板直接粘贴焊接，为目前商用的主流产品，但一

24、般不太适用学校或培训机构使用。图1-3 QFP（PQFP或TQFP）扁平44引脚表贴式封装及引脚说明（2）单片机的封装形式二：PLCC扁平44引脚表贴式封装这也是一个44引脚的表贴式封装，其中包括4个空脚，一般这种表贴式的元件可直接粘贴于电路板上焊接使用，在研发、实验教学中，也可利用芯片管座，这样可方便元件的更换。图1-4 PLCC扁平44引脚表贴式封装、管座及引脚说明（3）单片机的封装形式三：PDIP40（PDIP42）双列直插式40（或42）引脚封装图1-5 PDIP40双列直插式40引脚封装、管座及引脚说明PDIP40双列直插式40引脚（或PDIP42双列直插式42引脚）封装，只能配合管

25、座使用，由于直插式封装体积较大，电路板制作成本较高，很少用在商品中，较适用于学校、培训机构和科研开发。34第二章 搭建51单片机开发环境第二章 搭建51单片机开发环境 2.1 搭建51单片机硬件开发系统一般的程序员只需要在计算机上关注软件开发环境和代码即可。而对于单片机开发人员来说，不仅要考虑程序代码，还需要设计硬件电路。因为单片机的程序是运行在一个独立的单片机系统中的，而不是运行在一个通用计算机平台中的。2.2 单片机选型在搭建51单片机硬件开发系统时，第一步便是合理地进行单片机选型。单片机就好比是一个硬件电路的大脑，决定了整个电路的功能和后期软件开发的难度。一般来说，在进行单片机选型时应注

26、意如下几点：综合考虑整个产品的功能需求，在各项参数指标均满足的情况下，尽量选取外部资源丰富的单片机型号。这样，一方面可以减少外部扩展芯片的投入并减小电路板的面积，另一方面可以降低程序开发调试的难度，便于统一管理。认真估计代码工作量，选择合理的RAM、ROM或Flash资源。如果选择不当，将会发生最终代码超过单片机程序存储器的容量、需要重新选型的麻烦。对于一个试验性的电路，尽量选型双列直插（DIP封装）的单片机，这样便于手工焊接电路和调试，而不用投资去加工印刷电路板。对于一个最终的产品，尽量选择贴片封装的单片机，这样，一方面可以减小电路板的面积，降低硬件成本，另一方面也可以也可以获得更好的电磁兼

27、容性。考虑产品最终应用的场合，如果是野外或者需要长时间独立供电的场合，则需要尽量选择低功耗的单片机。认真考察单片机开发的成本及编程器和仿真器的选择。在有条件的情况下，应尽量选择带仿真功能的开发工具，这样可以缩短调试的时间。如果条件有限，则应该选择程序下载接口简单的器件，这样可以减少编程器的投资。应尽可能了解目前市场上各类主流单片机的情况，做好充足的市场调研工作。目前一些常用的单片机厂商如下：Atmel、Cypress、Infineon、Maxim、Silicon、NXP、Winbond、Analog Devices、TI、Freescale、Renesas等。2.2.1 一个单片机最小开发系统

28、单片机最小开发系统是一个最基本的硬件开发平台，就好比是一个工厂能够运作的基本要求一样。这里带领读者亲自搭建一个低成本、通用的51单片机开发平台。这里，我们采用Atmel公司的AT89S51单片机进行开发，主要是基于如下几点考虑：AT89S51属于广泛应用的51系列单片机，通过这款单片机的学习，可以很容易地转移到兼容型号的单片机开发。AT89S51成本极低，货源充足，散量购买单片仅需几元人民币。虽然价格低，但其功能依然很强大，非常适合于入门开发学习。AT89S51开发成本极低，其采用了最新的ISP程序下载技术，不用复杂而且价格昂贵的编程器，仅需一个低成本的并口下载线（不高于20元人民币）。AT8

29、9S51具有4K的片内Flash程序存储器，128字节片内RAM存储器，32个通用I/O线，2个定时器/计数器，6个中断源。综合这几点，AT89S51非常适合拿来从头一步一步地手工搭建单片机开发环境。这里首先给出AT89S51的一个最小系统电路图单片机基本系统电路是指单片机工作不可或缺的基本电路组成，至少要包括电源、时钟脉冲、复位、存储器设置等四个电路部分。图2-1单片机基本系统电路图表1单片机基本电路元件清单序 号名 称规 格数 量备 注189C5124M Hz1个或89S512石英振荡晶体12M Hz1个3陶瓷电容器30pF2个4电容器0.1mF/25V1个5电阻器100KW1个6按钮开关

30、a接点1个TACK SW.（1）电源电路：如图2-1中40脚接VCC，20脚接地；（2）时钟脉冲电路：如图2-1中18脚与19脚之间电路，89C51（或89S51）内部已有振荡电路，只要在18脚与19脚之间连接一个简单的石英振荡晶体即可。12M Hz是石英振荡晶体的频率，也就是单片机的工作频率（时钟脉冲），89C51最高工作频率可达到24M Hz，89S51最高工作频率可达到33M Hz。（3）复位电路：如图2-1中9脚连接部分电路，当此引脚连接高电平超过2个机器周期（1个机器周期包括12个时钟脉冲），单片机即可产生复位的动作。图中按钮开关用于手动复位，0.1F/25V电容器和100K电阻用于

31、加电时单片机自动复位。（4）存储器设置电路：如图2-1中31脚（）接地，则单片机采用外部存储器工作，如果31脚（）接VCC，则单片机采用内部存储器工作，现在单片机采用内部存储器工作，因此31脚接VCC（即=1）。2.3 搭建软件开发环境有了一个硬件开发平台后，还需要一个友好的软件编程环境。在单片机程序开发中，Keil Software公司推出的Keil Vision系列软件是最为经典的单片机软件集成开发环境，Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件目前。最新的集成开发环境为Keil Vision3。2.3.1 Keil Vision3简介Kei

32、l Vision系列是一个非常优秀的编译器，得到广大单片机设计者的广泛使用。其主要特点如下：具有Windows风格的可视化操作界面，界面友好，使用极为方便。支持汇编语言、C51语言及混合编程等多种方式的单片机设计。集成了非常全面的单片机支持，能够完成51系列单片机及和51系列兼容的绝大部分类型单片机的程序设计和仿真。集成了丰富的库函数，以及完善的编译链接工具。提供了并口、串口、A/D、D/A、定时器/计数器及中断等资源的硬件仿真能力，能够帮助用户模拟实际硬件的执行效果。可以与多款外部仿真器联合使用，提供了强大的在线仿真调试能力。内嵌RTX-51 Tiny和RTX-51 FULL内核，提供了简单

33、而强大的实时多任务操作系统支持。在一个开发界面中支持多个项目的程序设计。支持多级代码优化，最大限度地帮助用户精简代码体积。由于Keil Vision具有最广泛的用户群，因此相应的代码资源非常丰富，可以轻松地找到各类编程资源以加速学习和开发过程。最新的ARM开发工具RealVIEW MDK依然采用Keil Vision3的开发环境和界面，给用户的升级带来极大的方便。2.3.2 Proteus介绍 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件

34、。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理

35、器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。 Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，真的很不错。可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其外围电路（如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，A

36、D/DA，部分SPI器件，部分IIC器件，.）。其实proteus与multisim比较类似，只不过它可以仿真MCU！当然，软件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型，用开发板和仿真器当然是最好选择，可是估计初学者有的可能性比较小吧？如果你在学51单片机，如果你想自己动手做做LCD，LED，AD/DA，直流马达，SPI，IIC，键盘，.的小实验的话，试一下吧，不会让你失望的！用51不管你是用汇编或是C编程当然要用keil啦，uvisoin3有不少新特性呢！使用keil，c51，v7.50，proteus6.7可以像使用仿真器一样调试程序，一般而言，微机实验中用万利仿真器+电工

37、系自己做的实验板的实验都可以做得到吧！当然，硬件实践还是必不可少的！第三章 设计资料第三章 设计资料3.1 单片机LED数码管输出3.1.1 七段LED数码管七段LED数码管是利用7个LED组合而成的显示装置，可用来显示十进制中09这10个数字，也可用来显示十六进制中09、A、b、C、d、E、F 这16个数字，七段LED数码管的外形与管脚如图3-1所示。图3-1 七段LED数码管的外形与管脚七段LED数码管可分为共阳极和共阴极两种，共阳极是把所有LED的阳极连接到公共端com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g、dp（小数点）。同样地，共阴极就是把所有LED的阴极连接到公共端c

38、om，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g、dp，如图3-2所示。图3-2 共阳极和共阴极七段LED数码管3.1.2 共阳极七段LED数码管数字显示就像一般的LED一样，当我们要使用共阳极七段LED数码管时，首先要把com脚接+VCC，然后将每一个阴极引脚各接一个限流电阻（而不是共用一个限流电阻，若共用一个电阻则显示不同数字时亮度会不同），限流电阻可使用200到330之间，电阻值越小，电流越大，亮度就越亮，连接方法如图3-3所示。图3-3 共阳极七段LED数码管限流电阻的连接共阳极七段LED数码管数字显示十六进制中0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F 这

39、16个数字和负号-对照各引脚电位高低编码如表2所示。表2共阳极七段LED数码管引脚编码表数字（dp）gfedcba引脚十六进制数显示0(1)10000000xc01(1)11110010xf92(1)01001000xa43(1)01100000xb04(1)00110010x995(1)00100100x926(1)00000100x827(1)11110000xf88(1)00000000x809(1)00100000x90A(1)00010000x88b(1)00000110x83C(1)10001100xc6 d(1)01000010xa1 E(1)00001100x86 F(1)00

40、011100x8e -(1)01111110xbf 3.1.3 多个七段LED数码管组合模块市面上常见多个七段LED数码管组合模块，有2位数、3位数、4位数、6位数等不同封装，在模块内部各数码管相同引脚连接在一起，每个数码管的共同端独立，我们以4位七段LED数码管为例，其常见外形和引脚如图3-5所示。图3-5 4位七段LED数码管模块七段LED数码管组合模块的扫描、驱动、限流：假如放慢镜头速度，实际上以上4位七段LED数码管工作时是轮流发亮的，原因是每位数码管相同引脚是连接在一起的，任意时刻只能一个数码管工作，因此com0、com1、com2、com3只能轮流导通，在某个com端导通时，abc

41、defg(dp)端配合工作显示数码。图3-6 4位七段LED数码管模块常见的扫描、驱动、限流电路数码管轮流导通的频率（扫描频率）不能过低，否则会有闪烁的感觉，但也不能过高，过高会降低数码管的亮度。4位七段LED数码管模块常见的扫描、驱动、限流电路如图3-6所示。3.2 单片机定时器/计数器概念及溢出应用方式3.2.1 单片机定时器/计数器的概念及应用方式单片机定时器/计数器（Timer/Counter）是单片机内部的一种自动脉冲计数器件。定时器/计数器实际上是同一个东西，若计数内部的时钟脉冲，就称为定时器工作状态；若计数外部的脉冲，就称为计数器工作状态。定时器/计数器计满了数据，我们称为溢出，

42、利用溢出标志产生后续的工作，称为溢出应用方式。另一种是定时器/计数器计满了数据后，产生中断信号而进入相应的中断程序进行后续工作，称为中断应用方式。8051提供两个16位的定时器/计数器，分别称为T0（Timer0）和T1(Timer1)，8052提供三个16位的定时器/计数器，分别称为T0（Timer0）、T1(Timer1)和T2(Timer2)。T0、T1、T2都是16位的寄存器，可以分为高8位TH和低8位TL，因此每个寄存器最大计数范围都为065535（65536个计数单位），如图3-7所示，T0则x代表0, T1则x代表1, T2则x代表2。图3-7 单片机定时器/计数器位数说明3.2

43、.2 单片机定时器/计数器的工作模式单片机定时器/计数器有4种工作模式，分别称为Mode 0 、Mode 1、Mode 2、Mode 3，工作模式不同定时器/计数器采用的计数位数有所不同，如表3所示。表3 单片机定时器/计数器的工作模式模式名称计数位数计数范围其他功能Mode 013位08191 Mode 116位065535Mode 28位0255具有自动加载功能Mode 38位0255因为Mode 1可以代替Mode 0的功能，Mode 2可以代替Mode3的功能，因此一般只要会用Mode 1、Mode 2就可以了，因此我们也只对Mode 1、Mode 2进行讲解。其实不管那种模式，单片机

44、定时器/计数器的终点都是相同的，计满了溢出为终点，要设计不同的计数值，其实是设置不同的起点。Mode 1模式容易理解，将用所有的16位进行计数，而Mode 2模式其计数值是放置TLx低8位中的，计数起点值先放到高8位THx中，当TLx低8位计数满了溢出时，高8位THx的值就会自动加载到低8位TLx中作为起点，重新开始计数，这就叫具有自动加载功能。3.2.3 定时器时间的计算及起点的设定以单片机系统工作频率为12M Hz为例，CPU会将工作频率12M Hz除以12也就是1M Hz的脉冲作为内部脉冲进行计数，一个脉冲为1s，如果要产生一个0.05秒的定时，就需要50000个脉冲。以T0为例，工作模

45、式选为Mode 1，要产生一个0.05秒的定时，则需要50000个脉冲，如何设置定时器的起点？TL0=（65536-50000）%256； /取8位的余数TH0=（65536-50000）/256； /取8位的商数以上就是定时器T0的起点，以后其他起点的设置也可以参考以上方法设定。3.2.4 定时器/计数器控制寄存器TCON前4位的使用说明定时器/计数器控制寄存器是一个八位的特殊寄存器，其中后4位与外部中断信号采样方式有关，还有一部分与定时器/计数器工作有关，如图3-9所示。图3-9 定时器/计数器控制寄存器TCON前4位说明例如，置TR0=1，T0就启动了开始工作，当T0计数满了产生溢出时，

46、标志位TF0会自动为1。定时器/计数器模式寄存器TMOD的使用说明图3-10 定时器/计数器模式寄存器TMOD的使用说明定时器/计数器模式寄存器TMOD的功能是设置定时器/计数器的工作模式（Mode 0 、Mode 1、Mode 2、Mode 3）、定时器或计数器工作状态、定时器/计数器的启动方法，如图3-10所示。3.2.5 单片机定时器/计数器中断应用方式（1）单片机定时器/计数器中断应用方式及中断的设置定时器/计数器有两种应用方式，第一种是溢出应用方式，第二种是中断应用方式。溢出应用方式，即利用溢出标志进行后续应用工作，不需要中断设置，也不需要设置中断子程序，只要设置计数值及启动定时器/计数器。而采用中断应用方式，则包括4项设置，即定时器/计数器中断的设置、定时器/计数器模式的设置、计数值的设置、中断子程序的设置。中断的设置：中断的设置包括开启中断开关（即IE寄存器的设置）、中断优先级的设置（即IP寄存器的设置）、中断信号的设置（即TCON寄存器的设置）等。例如要使用T0，中断设置的方法如下：IE=0x82； /开启中断总开关及T0开关IP=0x02； /提升T0中断的优先级（需要时才设置）TCON |= 0x01；/设置INT0负边沿触发（需要时才设置）（2） 单片机定时器/计数器中断子程序的