嵌入式硬件-51单片机2
嵌入式硬件 - 51单片机2
一、工作模式
输出模式
单片机给定引脚一个电平（高电平(5V) 低电平(0V)）,控制引脚实现高低电平
输入模式
检测引脚电平变化
二、按键
按键K1，两个引脚被接到GND和P1_4引脚，当K1按键被按下时，P1_4引脚会和GND短路到一起，P1_4引脚会呈现低电平
判断按键是否被按下：只需要检测对应的引脚是否为低电平
独立按键模块：
检测哪个按键被按下
三、中断
1. 相关概念
1. 中断
CPU在执行一个任务时，被外界更为紧急的事件打断，转而去执行更为紧急的任务，执行完后再回到刚才的地方继续向下执行，这一过程叫做中断
2. 中断源
打断CPU执行当前任务的事件源头叫做中断源，51单片机中5个中断源
3. 中断源分类（51单片机）
外部中断0、外部中断1、定时器/计数器0、定时器/计数器1、串口中断
4. 外部中断
单片机上的引脚电平变化所引发的中断（INT0（P3-2）、INT1(P3-3)）
**外部中断：**低电平触发，下降沿触发
**串口中断：**由发送完成或接收完成触发
**定时器中断：**定时器溢出时触发
5. 中断优先级
CPU再去处理中断任务时候，会去比较多个中断的优先级，优先去处理优先级高的中断
高优先级中断可打断正在执行的低优先级中断
统计终端或低优先级中断不能相互打断
同时发生时，按自然优先级顺序响应
6. 中断嵌套
处理一个中断时，再嵌套另外的中断；
51单片机只允许嵌套2层
同级中断无法嵌套
2. 中断步骤
中断源发出中断请求 => 检查CPU是否响应中断及该中断源是否被屏蔽 =>
比较中断优先级 => 保护现场 => 执行中断服务函数（回调函数） =>
恢复现场
3. 中断相关寄存器
1. IE寄存器（中断允许寄存器）
2.TCON寄存器（定时器寄存器）
通过中断实现低电平触发时数码管变化
四、定时器
1. 相关概念
能够产生一个精准的定时，不同外设对时序的要求高（高电平和低电平时间是精准的）
51单片机内部有两个定时器，分别为timer0、timer1，所使用自增型定时器（计数器 16位）
2. 工作模式
定时器/计数器0有4种工作模式：
模式0（13位定时器/计数器）， 模式1（16位定时器/计数器模式），
模式2（8位自动重装模式）， 模式3（两个8位定时器/计数器）。
定时器/计数器1除模式3外，其他工作模式与定时器/计数器0相同，T1在模式3时无效，停止计数。
3. 定时步骤
1. 先配置TMOD模式选择寄存器，将低四位清0，再将bit0置1代表工作在16位定时器
2. 向TH0和TL0中装入定时器的初值(1ms -> 64535)
3. 将TCON寄存器中的bit6置1，代表允许定时器开始计数
4. 将IE寄存器中的bit7和bit1置1，开启中断总开关和定时器0的子开关
5. 编写定时器0的中断服务函数
4. 定时器相关寄存器
1. TCON寄存器
（1）bit4置1，TMOD寄存器中的Gate位清0, 代表允许定时器开始计数
2. TMOD寄存器
（1）定时器0->低四位清0
（2）将TMOD寄存器中的M0，bit0置1，代表定时器0工作在16位定时器/计数器模式
3. IE寄存器（中断）
（1）将IE寄存器中的bit7置1，代表CPU能够响应所有中断
（2）将IE寄存器中的bit1置1，代表允许定时器0产生中断
5. 计算初值
晶振有12MHZ / 11.0592KHZ
计算步骤：
51单片机达不到12MHZ，将12MHZ进行12分频，12MHZ/12 = 1MHZ
51单片机完成一条指令运算：1/1MHZ = 1us
通过定时器0实现1ms定时：1ms = 1000us
定时器初值：65535 - 1000 = 64535
计算初值（11.0592KHZ）
实现隔 1s LED翻转一次
五、PWM控制蜂鸣器
1. 相关概念
脉冲宽度调制，能够让引脚产生一个方波，周期性的让引脚的电平发生翻转
PWM周期：一个方波所经历的周期（从上升沿到上升沿所经历的时间/从下降沿到下降沿所经历的时间）
PWM占空比：在一个周期内高电平所占的比例
2. 蜂鸣器
震荡源 -> 声音（波）-> 音调不同 -> 波的频率发生变化 -> 高音 高频 低音 低频 音量不同 -> 波的振幅 -> 能量
有源蜂鸣器：存在震荡源，通电后蜂鸣器会发出持续频率的声音
无源蜂鸣器：不存在震荡源，通电后蜂鸣器不会发出声音，需要给蜂鸣器一个震荡
计算初值：（11.0592KHZ）
实现定时器溢出中断时通过PWM控制蜂鸣器
