第7章习题解答

第第 7 7 章章 思考题及习题思考题及习题 7 7 1 如果采用的晶振的频率为 24MHz 定时器 计数器工作在方式 0 1 2 下 其最大定 时时间各为多少 答 晶振的频率为 24MHz 机器周期为 0 5 s 方式 0 最大定时时间 0 5 s 213 0 5 s 8192 4096 s 方式 1 最大定时时间 0 5 s 216 0 5 s 65536 327686 s 方式 2 最大定时时间 0 5 s 28 0 5 s 256 128 s 2 定时器 计数器用作计数器模式时 对外界计数频率有何限制 答 外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的 1 24 3 定时器 计数器的工作方式 2 有什么特点 适用于哪些应用场合 答 方式 2 为初值自动装入的 8 位定时器 计数器 克服了在循环定时或循环计数应用 时就存在用指令反复装入计数初值影响定时精度的问题 4 THx与 TLx x 0 1 是普通寄存器还是计数器 其内容可以随时用指令更改吗 更改后的新值是立即刷新还是等当前计数器计满后才能刷新 答 THx 与 TLx x 0 1 是计数器 其内容可以随时用指令更改 但是更改后的新 值要等当前计数器计满后才能刷新 5 ProteusProteus 虚拟仿真虚拟仿真 使用定时器T0 采用方式2 定时 在 P1 0 脚输出周期为400 s 占空比为4 1 的矩形 脉冲 要求在 P1 0 脚接有虚拟示波器 观察P1 0 脚输出的矩形脉冲波形 答 略 6 ProteusProteus 虚拟仿真虚拟仿真 利用定时器T1 的中断来使P1 7 控制蜂鸣器发出1kHz 的音频信号 假设系统时钟频率为 12MHz 答 利用定时器 T1 的中断控制 P1 7 引脚输出频率为 1kHz 的方波音频信号 驱动蜂鸣 器发声 系统时钟为 12MHz 方波音频信号的周期为 1ms 因此 T1 的定时中断时间为 0 5 ms 进入中断服务程序后 对 P1 7 求反 电路如图所示 图 控制蜂鸣器发出 1kHz 的音频信号 先计算 T1 初值 系统时钟为 12MHz 则方波的周期为 1 s 1kHz 的音频信号周期为 1ms 要定时计数的脉冲数为 a 则 T1 的初值 TH1 65 536 a 256 TL1 65 536 a 256 参考程序如下 include 包含头文件 sbit sound P1 7 将 sound 位定义为 P1 7 引脚 define f1 a 65536 a 256 定义装入定时器高 8 位的时间常数 define f2 a 65536 a 256 定义装入定时器低 8 位的时间常数 unsigned int i 500 unsigned int j 0 void main void EA 1 开总中断 ET1 1 允许定时器 T1 中断 TMOD 0 x10 TMOD 0001 000B 使用 T1 的方式 1 定时 TH1 f1 i 给定时器 T1 高 8 位赋初值 TL1 f2 i 给定时器 T1 低 8 位赋初值 TR1 1 启动定时器 T1 while 1 循环等待 i 460 while j 2000 j 0 i 360 while j 2000 j 0 void T1 void interrupt 3 using 0 定时器 T1 中断函数 TR1 0 关闭定时器 T1 sound sound P1 7 输出求反 TH1 f1 i 定时器 T1 的高 8 位重新赋初值 TL1 f2 i 定时器 T1 的低 8 位重新赋初值 j TR1 1 启动定时器 T1 7 ProteusProteus 虚拟仿真虚拟仿真 制作一个 LED 数码管显示的秒表 用 2 位数码管显示计时时间 最小计时单位为 百毫 秒 计时范围 0 1 9 9s 当第 1 次按下并松开计时功能键时 秒表开始计时并显示时间 第 2 次按下并松开计时功能键时 停止计时 计算两次按下计时功能键的时间 并在数码管 上显示 第 3 次按下计时功能键 秒表清 0 再按 1 次计时功能键 重新开始计时 如果计 时到 9 9s 时 将停止计时 按下计时功能键 秒表清零 再按下重新开始计时 答 答 本秒表应用了 AT89C51 的定时器工作模式 计时范围 0 1 9 9s 此外还涉及如何 编写控制 LED 数码管显示的程序 LED 数码管显示的秒表原理电路如图所示 图 LED 数码管显示的秒表原理电路及仿真 参考程序如下 include 包含 51 单片机寄存器定义的头文件 unsigned char code discode1 0 xbf 0 x86 0 xdb 0 xcf 0 xe6 0 xed 0 xfd 0 x87 0 xff 0 xef 数码管显示 0 9 的段码表 带小数点 unsigned char code discode2 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f 数码管显示 0 9 的段码表 不带小数点 unsigned char timer 0 记录中断次数 unsigned char second 储存秒 unsigned char key 0 记录按键次数 main 主函数 TMOD 0 x01 定时器 T0 方式 1 定时 ET0 1 允许定时器 T0 中断 EA 1 总中断允许 second 0 设初始值 P0 discode1 second 10 显示秒位 0 P2 discode2 second 10 显示 0 1s 位 0 while 1 循环 if P3 按键次数加 1 switch key 根据按键次数分三种情况 case 1 第一次按下为启动秒表计时 TH0 0 xee 向 TH0 写入初值的高 8 位 TL0 0 x00 向 TL0 写入初值的低 8 位 定时 5ms TR0 1 启动定时器 T0 break case 2 按下两次暂定秒表 TR0 0 关闭定时器 T0 break case 3 按下 3 次秒表清 0 key 0 按键次数清 0 second 0 秒表清 0 P0 discode1 second 10 显示秒位 0 P2 discode2 second 10 显示 0 1s 位 0 break while P3 如果按键时间过长在此循环 void int T0 interrupt 1 using 0 定时器 T0 中断函数 TR0 0 停止计时 执行以下操作 会带来计时误差 TH0 0 xee 向 TH0 写入初值的高 8 位 TL0 0 x00 向 TL0 写入初值的低 8 位 定时 5ms timer 记录中断次数 if timer 20 中断 20 次 共计时 20 5ms 100ms 0 1s timer 0 中断次数清 0 second 加 0 1s P0 discode1 second 10 根据计时时间 即时显示秒位 P2 discode2 second 10 根据计时时间 即时显示 0 1s 位 if second 99 当计时到 9 9s 时 TR0 0 停止计时 second 0 秒数清 0 key 2 按键数置 2 当再次按下按键时 key 即 key 3 秒表清 0 复原 else 计时不到 9 9s 时 TR0 1 启动定时器继续计时 8 ProteusProteus 虚拟仿真虚拟仿真 制作一个采用 LCD1602 显示的电子钟 在 LCD 上显示当前的时间 显示格式为 时时 分分 秒秒 设有 4 个功能键 k1 k4 功能如下 1 k1 进入时间修改 2 k2 修改小时 按一下 k2 当前小时增 1 3 k3 修改分钟 按一下 k3 当前分钟增 1 4 k4 确认修改完成 电子钟按修改后的时间运行显示 答 答 本题难点在于处理功能键 K1 K4 的输入 由于每个功能键都具有相应的一种或多 种功能 因此程序中需要大量使用 do while 或 while 循环结构 以检测是否有按键按下 的具体功能 按键检测函数如下 void time change unsigned char keyvalue0 0 keyvalue1 0 keyvalue0 keyscan 检测是否有按键按下 if keyvalue0 如果有按键按下 继续检测 if keyvalue0 1 按键 1 走时停止 开始判断更改值 直到按键 4 按下 while key0 防抖 直到按键松开时才进行下一步的操作 TR0 0 控制走时的中断停止 do keyvalue1 keyscan 检测按键按下 if keyvalue1 2 如果按键 2 按下 改变时间 while key1 防抖 if hour 23 如果小时数小于 23 则加 1 hour else 如果小时数为 23 置位为 0 hour 0 else if keyvalue1 3 如果按键 3 按下 改变分钟 while key2 防抖 if minute 59 如果分钟数小于 59 则加 1 minute else 如果分钟数为 59 置位为 0 minute 0 clock write while keyvalue1 4 重复对时间的修改直到按键 4 按下 while key3 0 防抖 TR0 1 调整时间后重新开始走时 必须注意 程序设计中 小时 分钟 秒变量 hour minute second 必须置为全局变 量 才能如上述函数一样在各处函数中直接进行修改 如为局部变量 则上述形式的直接修 改无效 1602 液晶显示模块以及基于单片机定时器的时钟实现见教材的