第三章 数码管的显示原理及实现
实验板上用了2片74HC573来驱动数码管，分别控制位选和段选信号。
- 让第一个数码管显示一个8字，代码如图1所示。
图1 数码管显示8
- 让6个数码管同时点亮，间隔0.5s，依次显示0-F。
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit wela=P2^6;
sbit dula=P2^7;
uchar num;
uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
void delayms(uint);
void main()
{
wela=1; // turn on u2 latch
P0=0xc0; // 6 bits on
wela=0; // turn off u2 latch
while(1)
{
for(num=0;num<16;num++)
{
dula=1; //turn on seg choose
P0=table[num];
dula=0; //turn off seg choose
delayms(500);
}
}
}
void delayms(uint xms)
{
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i++)
for(j=110;j>0;j++);
}
难点在于，位选只需要打开一次，就被锁存了，也就是这里的6的数码管都一直被选中了，然后用段选在6个数码管上同时显示0-f。这也是用74573锁存器的好处。
- 数码管动态显示。每个数码管依次显示不同的数字。
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
void delayms(uint);
void main()
{
while(1)
{
dula=1; //seg1 display
P0=table[1];
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xfe;
wela=0;
delayms(500);
dula=1;
P0=table[2];
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xfd;
wela=0;
delayms(500);
dula=1;
P0=table[3];
dula=0;
P0=0xfb;
wela=1;
P0=0xfe;
wela=0;
delayms(500);
dula=1;
P0=table[4];
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xf7;
wela=0;
delayms(500);
dula=1;
P0=table[5];
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xef;
wela=0;
delayms(500);
dula=1;
P0=table[6];
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xdf;
wela=0;
delayms(500);
}
}
void delayms(uint xms)
{
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
这段代码依次控制6个数码管先锁存段选，再取消，然后锁存位选，再延时。其中，P0=0xff，是为了消隐。可以尝试把延时分别调至100ms，10ms，1ms，可以看到数码管可以越来越稳定的显示1-6，就像6个数码管同时显示一样。这就是动态显示效果。所谓动态显示，即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余晖和视觉暂留作用，使人觉得数码管好像在同时显示，而实际上是多位数码管一位一位显示，只是轮流的速度非常快，人眼已无法分辨出来。
- 中断概念
52单片机共有6个中断源：
INT0：外部中断0，由P3.2口引入，低电平或下降沿引起；
INT1：外部中断1，由P3.3口引入，低电平或下降沿引起；
T0：定时器/计数器0中断，由T0计数器计满回0引起；
T1：定时器/计数器1中断，由T1计数器计满回0引起；
T2：定时器/计数器2中断，由T2计数器计满回0引起；
TI/RI：串口中断，串口完成一帧字符发送/接收后引起。
单片机使用时，通常需要设置两个与中断有关的寄存器：中断允许寄存器IE和中断优先级寄存器IP。
中断允许寄存器：
EA：全局中断允许位，1开，0关；
ET2：定时器2/计数器2中断允许位；
ES：串口中断允许位；
ET1：定时器1/计数器1中断允许位；
EX1：外部中断1中断允许位；
ET0：定时器0/计数器0中断允许位；
EX0：外部中断0中断允许位。
中断优先级寄存器IP：
PS：串口中断优先级控制位，1高优先级；0低优先级；
PT1：定时器/计数器1中断优先级控制位；
PX1：外部中断1中断优先级控制位；
PT0：定时器/计数器0中断优先级控制位；
PX0：外部中断0中断优先级控制位。
3.5 定时器中断
定时器/计数器的实质是加1计数器，由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是其工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0，T1的启动，停止及设置溢出标志。
加1计数器输入的计数脉冲有两个来源，一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；另一个是由T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲，计数器加1，当加到计数器全为1时，再输入一个脉冲，就使计数器回零，且计数器的溢出，使TCON寄存器的TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时器/计数器中断允许时）。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到。如果工作于计数模式，则表示计数已满。
由此可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。
设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。
设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1。更新的计数值在下一机器周期S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1-0下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12M时，最高计数频率不超过1/2M，即计数脉冲周期要大于2us。
TMOD的高4位用于设置定时器1，低4位用于设置定时器0。
GATE-门控制位；
GATE=0，定时器/计数器的启动、停止仅受TCON中的TRX控制。
GATE=1，定时器/计数器的启动、停止受TRX和外部中断引脚INT0，INT1上的电平共同控制。
C/T：0-计数器模式；1-定时器模式；
M1M0：工作方式选择位。00-13位定时器/计数器；01-16位定时器/计数器；10-8位初值自动重装的8位定时器/计数器；11-仅适用于T0，分成两个8位计数器，T1停止计数。
TCON用来控制启停，标志溢出和中断情况。
TF1-定时器1溢出标志位。当定时器1计满溢出时，由硬件使TF1置1，并申请中断。进入中断服务程序后，由硬件自动清0.
TR1-定时器1运行控制位。
TF0-定时器0溢出标志位。
TR0-定制器0运行控制位。
IE1-外部中断1请求标志。
IT1-外部中断1触发方式选择。
IE0-
IT0-
定时器初值的计算方法：当用定时器方式1时，设机器周期为Tcy，定时器产生一次中断的时间为t，那么需要计数的个数N=t/Tcy，装入THX和TLX中的数分别为
THX=（65536-N）/256；
TLX=（65536-N）%256；
在写单片机定时器程序时，在程序开始处需要对定时器及中断寄存器做初始化设置，通常定时器初始化过程如下：
对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式；
计算初值，并将初值写入TH1，TL1或TH0，TL0；
中断方式时，对IE赋值，开放中断；
使TR0，TR1置位，启动定时器/计数器定时或计数。
//发光管以1秒间隔闪烁
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit led1=P1^0;
uchar num;
void main()
{
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1（M1M0为01）
TH0=(65536-45872)/256; //装初值11.0592M晶振定时50ms数为45872
TL0=(65536-45872)%256; //
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0中断
TR0=1; //启动定时器0
while(1); //程序停在这里等待中断发生
}
void T0_time() interrupt 1
{
TH0=(65536-45872)/256; //重装初值
TL0=(65536-45872)%256;
num++; //num每加1次判断是否到达20次
if(num==20) //如果到了20次，说明1秒时间到
{
num=0; //把num清0重新计20次
led1=~led1; //让发光管状态取反
}
}
分析：进入主程序后，首先是对定时器和中断有关的寄存器初始化，我们按照上面讲到的通常初始化过程来操作。定时50ms，初值为45872.启动定时器后，主程序停在while（1）处，中断是如何执行呢？一旦开启定时器，定时器便开始计数，当计数溢出时，自动进入中断服务程序。执行完中断服务程序，回到原来处继续执行，也就是继续等待。
用定时器0的方式1实现第1个发光二极管以200ms间隔闪烁。用定时器1的方式1实现数码管前两位59s循环计时。
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
sbit led1=P1^0;
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
void delayms(uint);
void display(uchar,uchar);
uchar num,num1,num2,shi,ge;
void main()
{
TMOD=0x11; //定时器0和1工作方式
TH0=(65536-45872)/256; //装初值
TL0=(65536-45872)%256;
TH1=(65536-45872)/256; //装初值
TL1=(65536-45872)%256;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0中断
ET1=1; //开定时器1中断
TR0=1; //启动定时器0
TR1=1; //启动定时器1
while(1)
{
display(shi,ge);
}
}
void display(uchar shi,uchar ge) //显示子函数
{
dula=1;
P0=table[shi]; //送段选数据
dula=0;
P0=0xff; //送位选数据前关闭所有显示，防止打开位选锁存时
//原来段选数据通过位选锁存器造成混乱
wela=1;
P0=0xfe; //送位选数据
wela=0;
delayms(5); //延时
dula=1;
P0=table[ge];
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xfd;
wela=0;
delayms(5);
}
void delayms(uint xms)
{
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void T0_time() interrupt 1
{
TH0=(65536-45872)/256; //重装初值
TL0=(65536-45872)%256;
num1++;
if(num1==4) //200ms
{
num1=0;
led1=~led1;
}
}
void T1_time() interrupt 3
{
TH1=(65536-45872)/256;
TL1=(65536-45872)%256;
num2++;
if(num2==20) //1s
{
num2=0;
num++;
if(num==60) //这个数送显，到60后归0
num=0;
shi=num/10;
ge=num%10;
}
}
本例用了2个中断函数，进入哪个中断，是靠interrupt后面的序号决定。