单片机原理及应用3
单片机定时器的原理及应用

单片机定时器的原理及应用概述单片机定时器是单片机的一种重要功能模块,它能够实现精确的时间计量和控制,广泛应用于各种自动化设备和工业控制系统中。
本文将详细介绍单片机定时器的原理和应用。
单片机定时器的原理单片机定时器的原理主要基于计数器的工作原理。
计数器是一种能够按照一定规律自动加(或减)1的电子装置。
单片机定时器通常使用定时/计数器模块来实现。
在单片机中,定时器模块通常由一个或多个8位或16位的寄存器组成,用于保存计数值。
定时器模块还包含一组控制寄存器,用于配置定时器的工作模式、计数方式等。
单片机的定时器工作过程如下: 1. 初始化定时器:配置定时器的工作模式、计数方式等参数。
2. 启动定时器:将定时器的计数值清零,并开始计数。
3. 定时器计数:根据设定的计数方式和工作模式,定时器将自动进行计数,并根据计数规则更新计数值。
4. 定时器溢出:当定时器的计数值达到设定的最大值时,定时器将溢出并触发相应的中断或事件。
5. 定时器复位:定时器溢出后,可以选择自动清零计数值或保持当前计数值不变,然后重新开始计数。
单片机定时器通常支持多种工作模式,如定时模式、计数模式、PWM模式等。
具体的工作模式和计数方式根据不同的单片机型号而有所差异。
单片机定时器的应用单片机定时器的应用非常广泛,以下是一些常见的应用场景:实时时钟单片机定时器可以用于实现实时时钟功能。
通过定时器的计数功能,可以精确地测量经过的时间,并能够提供秒、分、时、日期等各种时间单位的计量。
实时时钟广泛应用于各种计时、计量和时间戳等场景。
脉冲产生定时器可以用来产生各种脉冲信号,例如方波、矩形波、脉冲串等。
通过定时器的计数规则和工作模式设置,可以控制脉冲的频率、占空比等参数,实现精确的波形生成。
周期性任务调度单片机定时器可以用于周期性任务的调度。
通过设置定时器的计数值和溢出中断,可以实现定时触发中断,从而执行一些周期性的任务,例如数据采集、数据上传、状态刷新等。
单片机技术的原理及应用

单片机技术的原理及应用单片机(Microcontroller)是一种带有计算机功能的芯片,通常包含有处理器、内存、输入输出端口、定时器、计数器等功能模块。
它集成了多种外围设备功能于一个芯片中,因此被广泛应用于自动化控制、仪器仪表、家电电子、医疗设备、安全监控、智能交通等领域。
那么,单片机技术的原理是什么?它有哪些应用场景呢?一、单片机技术的原理单片机主要由中央处理器、存储器和外设接口三部分组成。
中央处理器是单片机的核心组成部分,其作用是执行程序、获取和处理数据,控制系统的运行。
存储器是单片机的数据储存部分,主要分为程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)两种类型。
其中ROM是只读存储器,用于存储单片机的程序代码和指令;而RAM是随机存储器,用于存储程序的中间结果、数据、程序计数器等。
外设接口包括输入输出接口、定时计数器、中断控制器等,用于与外部设备进行通信和数据交换。
单片机技术的实现过程主要包括指令执行周期和中断等操作。
指令执行周期是指单片机在每个指令周期内的操作,其基本过程包括取指、译码、执行和存储四个步骤。
中断操作是指当单片机执行某些任务时,遇到紧急情况需要停止当前操作,同时执行其他任务的操作过程。
二、单片机技术的应用单片机技术广泛应用于各个领域,以下列举几个具体的应用场景:1、智能家居控制:通过单片机技术可实现家电设备自动化控制,如智能门锁、智能灯光等。
通过单片机芯片集成了输入输出端口、计时器、PWM控制等功能,可实现对家电设备的远程控制和定时开关。
2、医疗设备:单片机技术在医疗设备上应用较为广泛,如心电图、血糖仪、血氧仪等。
通过单片机芯片集成的高精度ADC、LCD显示器、脉冲宽度调制器等模块,可实现对生命体征的监测和数据处理。
3、智能交通:当今城市交通越来越拥堵,为了保障交通安全和优化交通流量,智能交通系统应运而生。
单片机技术被应用于交通信号灯、车辆卡口等设备中,可实现自动控制、数据采集等功能。
单片机的原理及应用

单片机的原理及应用单片机(Microcontroller Unit,简称MCU)是一种集成电路,具有处理器核心、存储器和各种外设接口,被广泛应用于各个领域。
本文将介绍单片机的原理以及一些常见的应用。
一、单片机的原理单片机作为一种嵌入式系统,其原理是通过将处理器、存储器和外设集成在一个芯片上,形成一个完整的计算机系统。
这种集成能力使得单片机具备了较高的性能和灵活性。
具体来说,单片机的原理包括以下几个方面:1. 处理器核心:单片机内部搭载了一个或多个处理器核心,常见的有8位、16位和32位处理器核心。
处理器核心负责执行指令集中的指令,对输入信号进行处理并控制外设的工作。
2. 存储器:单片机内部包含了程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)。
ROM用于存储程序代码,RAM用于存储数据。
这些存储器的容量和类型不同,可以根据实际需求进行选择。
3. 外设接口:单片机通过外设接口与外部设备进行通信。
常见的外设接口包括通用输入输出(GPIO)、串行通信接口(UART、SPI、I2C)、模拟数字转换器(ADC)等。
外设接口使单片机能够与其他硬件设备进行数据交互。
4. 时钟系统:单片机需要一个稳定的时钟信号来同步处理器和各个外设的工作。
时钟系统通常由晶振和计时电路组成,产生稳定的时钟信号供单片机使用。
二、单片机的应用单片机作为一种高性能、低成本、小体积的集成电路,广泛应用于各个领域。
以下是一些单片机的常见应用:1. 家电控制:单片机可以作为家电控制系统的核心,通过与传感器、执行器等外部设备的连接,实现对家电的智能控制。
例如,通过使用单片机可以实现空调、电视、洗衣机等家电的远程控制和定时控制等功能。
2. 工业自动化:单片机在工业自动化中发挥着重要的作用。
它可以用于控制和监控工业设备,实现自动化生产。
例如,生产线上的温度、压力、速度等参数可以通过单片机进行实时采集和控制。
3. 智能交通:交通系统中的信号灯、执法摄像头等设备可以利用单片机进行控制和管理。
STM32系列单片机原理及应用-C语言案例教程 第3章 通用输入输出的端口(GIPO)

高低由外部电路决定。
第3章 通用输入/输出(GIPO)
3.2 STM32的GPIO 工作原理
3.2.2 GPIO 口输入/输出模式
STM32的I/O有以下八种配置方式,其中1~4为输入类型,5~6为输出类型, 7~8为复用输出。
第3章 通用输入输出的端口
第3章 通用输入Βιβλιοθήκη 输出的端口3.1 GPIO 概述
GPIO是微控制器数字I/O(输入/输出)的基本模块,借助 GPIO,STM32可以对外围设备进行(如按键等)最简单、最直观 的监控。还可用于串行和并行通信、存储器扩展等。
STM32的GPIO最多有7组I/O端口:A、B、C、D、E、F、G, 每组端口16个外部引脚。每组端口都具有通用I/O、单独位设置 /位清除、I/O 中断/唤醒、复用(AF)、软件重新映射、I/O复 用与GPIO锁定机制功能。在运用这些功能时,会涉及寄存器的 操作。
高电平。当输出为“1”时,VO口的状态上拉为高电平,I/O 口由外部电路决定。 ➢ 推挽输出_OUT_PP:I/O输出0接GND, I/O输出“1”接VCC,读输入值是未知的。 ➢ 复用功能的推挽输出_AF_PP:片内外设功能(I2C的SCL、SDA)。 ➢ 复用功能的开漏输出_AF_OD:片内外设功能(TX1、MOSI、MISO、SCK、SS)。
第3章 通用输入/输出(GIPO)
3.2 STM32的GPIO 工作原理
使用GPIO主要是对相应的寄存器进行操作,每个GPIO端口具有 7组寄存器: ➢ 2 个 32 位配置寄存器(GPIOx_CRL,GPIOx_CRH ); ➢ 2 个 32 位数据寄存器(GPIOx_IDR,GPIOx_ODR ); ➢ 1个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR ); ➢ 1个16位复位寄存器(GPIOx_BRR ); ➢ 1个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
单片机原理与运用-第三章答案

第三章单片机的汇编语言与程序设计习题1.设内部RAM中59H单元的内容为50H,写出当执行以下程序段后寄存器A,R0和内部RAM中50H,51H单元的内容为何值?MOV A,59HMOV R0,AMOV A,#00HMOV @R0,AMOV A,#25HMOV 51H,AMOV 52H,#70H解:MOV A,59H ;A=50HMOV R0,A ;RO=50HMOV A,#00H ;A=00HMOV @R0,A ;50H=00HMOV A,#25H ;A=25HMOV 51H,A ;51H=25HMOV 52H,#70H ;52H=70H所以:A=25H R0=50H ;50H=00H 51H=25H2.请选用合适的指令对P0口内容做修改〔〕。
解:MOV A,P0ANL A,0fhMov P0,A3.试问外部数据存储器和程序存储器可以用哪些指令来实现?举例说明。
解:访问外部数据存储器指令有:MOVX @DPTR,A MOVX DPTR,#0100H MOV @DPTR,AMOVX A,@DPTR MOVX DPTR,#0200H MOV A,@DPTRMOVX A,@Ri MOVX A,@R0MOVX @Ri,A MOVX @RI,A访问程序存储器指令有:MOVX A,@A+PCMOVX A,@A+DPTR4.设堆栈指针SP中的内容为60H,内部RAM中30H和31H单元的内容分别为24H和10H,执行以下程序段后,61H,62H,30H,31H,DPTR及SP中的内容将有何变化?PUSH 30HPUSH 31HPOP DPLPOP DPHMOV 30H,#00HMOV 31H,#0FFH解:PUSH 30H ;61H=24HPUSH 31H ;62=10H SP=62HPOP DPL ;DPL=10HPOP DPH ;DPH=24H SP=60HMOV 30H,#00H ;30H=00HMOV 31H,#0FFH ;31H=0FFH5.设(A)=40H,(R1)=23H,(40H)=05H。
单片机原理及应用第3章习题解答

第3章思考题及习题3参考答案一、填空1.访问SFR,只能使用寻址方式。
答:直接.2.指令格式是由和组成,也可仅由组成。
答:操作码,操作数,操作码。
3.在基址加变址寻址方式中,以作为变址寄存器,以或作为基址寄存器。
答:A,PC,DPTR4.假定累加器A中的内容为30H,执行指令1000H:MOVC A,@A+PC后,把程序存储器单元的内容送入累加器A中。
答:1031H5.在AT89S52中,PC和DPTR都用于提供地址,但PC是为访问存储器提供地址,而DPTR是为访问存储器提供地址。
答:程序,数据6.在寄存器间接寻址方式中,其“间接”体现在指令中寄存器的内容不是操作数,而是操作数的 .答:地址7.下列程序段的功能是。
答:A的内容与B的内容互换。
PUSH AccPUSH BPOP AccPOP B8.已知程序执行前有(A)=02H,(SP)=52H,(51H)=FFH,(52H)=FFH.下述程序执行后, (A)= ,(SP)= ,(51H)= ,(52H)= ,(PC)=。
POP DPHPOP DPLMOV DPTR,#4000HRL AMOV B,AMOVC A,@A+DPTRPUSH AccMOV A,BINC AMOVC A,@A+DPTRPUSH AccRETORG 4000HDB 10H,80H,30H,50H,30H,50H答:(A)=50H,(SP)=50H,(51H)=30H,(52H)=50H,(PC)=5030H9.假定(A)=83H,(R0)=17H,(17H)=34H,执行以下指令后,(A)= .ANL A,#17HORL 17H,AXRL A,@R0CPL A答:(A)=0CBH。
10.假设(A)=55H,(R3)=0AAH,在执行指令“ANL A,R3”后,(A)= ,(R3)= .答:(A)=00H,(R3)=0AAH。
11.如果(DPTR)=507BH,(SP)=32H,(30H)=50H,(31H)=5FH,(32H)=3CH,则执行下列指令后,(DPH)= ,(DPL)= ,(SP)= 。
单片机原理及应用习题答案 (第三版)

第一章习题参考答案1-1:何谓单片机?与通用微机相比,两者在结构上有何异同?答:将构成计算机的基本单元电路如微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上,称其为单片微型计算机,简称单片机。
单片机与通用微机相比在结构上的异同:(1)两者都有CPU,但通用微机的CPU主要面向数据处理,其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。
例如,现今微机的CPU都支持浮点运算,采用流水线作业,并行处理、多级高速缓冲(Cache)技术等。
CPU的主频达到数百兆赫兹(MHz),字长普遍达到32位。
单片机主要面向控制,控制中的数据类型及数据处理相对简单,所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些,计算速度和精度也相对要低一些。
例如,现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算,CPU还采用串行工作方式,其振荡频率大多在百兆赫兹范围内;在一些简单应用系统中采用4位字长的CPU,在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机,在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机,32位单片机产品目前应用得还不多。
(2) 两者都有存储器,但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。
现今微机的内存容量达到了数百兆字节(MB),存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。
单片机中存储器的组织结构比较简单,存储器芯片直接挂接在单片机的总线上,CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元,存储器的寻址空间一般都为64 KB。
(3) 两者都有I/O接口,但通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。
用户通过标准总线连接外设,能达到即插即用。
单片机应用系统的外设都是非标准的,且千差万别,种类很多。
单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。
用户对外设的连接要设计具体的接口电路,需有熟练的接口电路设计技术。
单片机原理及应用及C51程序设计第三章习题答案

找到后第一时间上传,献给各位电子班的同学习题三1.在MCS-51单片机中,寻址方式有几种?其中对片内RAM可以用哪几种寻址方式?对片外RAM可以用哪几种寻址方式?答:寻址方式可分为数的寻址和指令寻址,数的寻址有:常数寻址(立即寻址)、寄存器数寻址(寄存器寻址)、存储器数寻址(直接寻址方式、寄存器间接寻址方式、变址寻址方式)和位寻址,指令的寻址有绝对寻址和相对寻址。
片内RAM寻址有:寄存器寻址、直接寻址方式和寄存器间接寻址方式。
片外RAM寻址有:寄存器间接寻址方式。
2.在对片外RAM单元寻址中,用Ri间接寻址与用DPTR间接寻址有什么区别?答:片外数据存储器寻址中,用Ri间接寻址只能访问低端的256字节单元,而用DPTR 作指针间接访问可访问整个64K字节。
3.在位处理中,位地址的表示方式有哪几种?答:1.直接位地址(00H~0FFH)。
例如:20H2.字节地址带位号。
例如:20H.3表示20H单元的3位。
3.特殊功能寄存器名带位号。
例如:P0.1表示P0口的1位。
4.位符号地址。
例如:TR0是定时/计数器T0的启动位。
4.写出完成下列操作的指令。
(1)R0的内容送到R1中。
MOV A,R0MOV R1,A(2)片内RAM的20H单元内容送到片内RAM的40H单元中。
MOV 40H,20H(3)片内RAM的30H单元内容送到片外RAM的50H单元中。
MOV A,30HMOV R0,#50HMOVX @R0,A(4)片内RAM的50H单元内容送到片外RAM的3000H单元中。
MOV A,50HMOV DPTR,#3000HMOVX @DPTR,A(5)片外RAM的2000H单元内容送到片内RAM的20H单元中。
MOV DPTR,#2000HMOVX A,@DPTRMOV 20H,A(6)片外RAM的1000H单元内容送到片外RAM的4000H单元中。
MOV DPTR,#1000HMOVX A,@DPTRMOV DPTR,#4000HMOV @DPTR,A(7)ROM的1000H单元内容送到片内RAM的50H单元中。
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昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告
( 2012 —2013 学年第 二 学期 )
课程名称:单片机原理及应用 开课实验室:信自楼234 2013年 5 月 30 日 年级、专业、班 自动化102 学号 201010401127
姓名 林浩廷 成绩 实验项目名称
实验三 键盘中断实验 指导教师 张光辉
教
师
评语 教师签名:
年 月 日 注:报告内容按实验须知中七点要求进行。
一、实验目的
1.熟练运用CodeWarrior 嵌入式开发系统环境、汇编、C 语言、调试方式。
2.复习串行通信接口(SCI )的内容。
3.加强键盘中断基本原理及编程原理的理解。
4.理解“行扫描”法的原理并能进行键值识别和键值编码。
5.理解键盘接线原理图(如图5-1)。
二、实验原理及基本技术路线图
本实验采用的是4×4矩阵式键盘(以下简称键盘)。
PTG4、PTD2、PTD3、PTD7分别接四根列线,定义为输入且上拉,PTG0~PTG3分别接四根行线,且定义为输出。
行扫描法是使键盘的某一行输出为低电平,其余行为高电平,然后读取列值,如果列值中有某位为低电平,则表明该行和列交点处的键被按下;若为全高则再扫描下一行,直至扫描完全部的行线为止。
这样就可以确定是哪一行哪一列交点的键被按下。
MCU 与键盘接线原理图:
三、所用仪器
飞思卡尔试验箱
四、实验方法、步骤
要求按下的一个键的键值和键面定义值(键的ASCII码值)通过串口在PC方软件界面显示。
当键值被按下时,高端虚拟键盘被按下。
1、资源使用
键盘的数据线分别接在MCU G 口的0-4 号引脚、 D 口的2、3、7 号引脚。
MCU的SCI发送引脚 E 口的0 号引脚接MAX232的TTL电平接收引脚( 11 号),MCU的SCI接收引脚 E 口的 1 号引脚接MAX232的TTL电平发送引脚( 12 号)。
2、硬件设计(标识引脚名)
图5-2 4×4键盘按键的信息显示在PC机界面的连线图
3、软件设计
(1)下面填写主程序main。
(填写主程序main.c)
#include "Includes.h"
void main(void)
{
//1 关总中断
DisableInterrupt(); //禁止总中断
//2 芯片初始化
MCUInit();
//3 模块初始化
//3.1 SCI初始化
SCIInit(SCI_NUM_1,SYSTEM_CLOCK,38400);//用SCI1,系统时钟为时钟源,波特率为9600
//3.2 键盘初始化
KBInit();
//4 开中断
//4.1 开键盘中断
EnableKBint();
//4.2 开总中断
EnableInterrupt();
//5 主循环
while (1)
{
}
}
键盘中断程序
(填写C语言编写的键盘中断程序)
#include "isr.h"
//-------------------------------------------------------------------------*
//函数名: isrKeyBoard * //功能: 扫描键盘,向串口发送键值和定义值* //参数: 无* //返回: 无* //说明: 调用了KBScanN、SCISend1、KBInit函数* //-------------------------------------------------------------------------*
interrupt void isrKeyBoard(void)
{
uint8 value;
uint16 i;
for(i=0; i<1000; i++);
DisableInterrupt(); //关总中断
DisableKBint(); //屏蔽键盘中断
value = KBScanN(10); //扫描键值,存于value中
if(value!=0xFF)
{
SCISend1(SCI_NUM_1, value); //发送键值
SCISend1(SCI_NUM_1,KBDef(value));//键值转化为定义值并发送
}
KBInit(); //键盘初始化键盘中断
EnableKBint(); //开放键盘中断
EnableInterrupt() ; //开总中断
}
(2)PC端软件的SCI接收函数
(填写PC机的SCI接收函数)
Private void SCIPort_DataReceived
(object sender,System.I/O.Ports.Serial Data Received Event Argse)
{
String str = String.Empty;
bool Flag;//标记串口接收数据是否成功
int len;//标记接收的数据的长度
//调用串口接收函数,并返回结果
Flag = sci.SCIReceiveData(SCIPort,ref PublicVar.g_ReceiveByteArray);
if (Flag == true)//串口接收数据成功
{
len = PublicVar.g_ReceiveByteArray.Length;
//对于字符串形式,考虑到可能有汉字,
//直接调用系统定义的函数,处理整个字符串
str = Encoding.Default.GetString(PublicVar.g_ReceiveByteArray);
SCIUpdateRevtxtbox(TbShowString, str);
//十进制和十六进制形式按字节进行处理
for (int i = 0; i < len; i++)
{
//十进制都是按照三位来显示,字节之间有空格表示区分
SCIUpdateRevtxtbox(TbShowDec,
PublicVar.g_ReceiveByteArray[i].ToString("D3") + " ");
//十六进制都是按照两位来显示,字节之间有空格表示区分
SCIUpdateRevtxtbox(TbShowHex,
PublicVar.g_ReceiveByteArray[i].ToString("X2") + " ");
}
this.TSSLState.Text = "过程提示:数据接收成功!";
}
//接收数据失败
else
this.TSSLState.Text = "过程提示:数据接收失败!";
}
五、实验过程原始记录
六、实验结果、分析和结论
通过该实验,了解单片机的键盘模块,熟悉和掌握了嵌入式开发环境及调试方式,进一步熟悉汇编编程和C语言编程,理解了课本中的程序代码。