C51
定时器
定时器和计数器区别是致使他们背后的计数存储器加1的信号不同。
当配置为定时器使用时,每经过1个机器周期,计数存储器的值就加1。
而当配置为计数器时,每来一个负跳变信号(信号从P3.4 或者P3.5引脚输入),就加1, 以此达到计数的目的。
晶振
晶振(晶体震荡器),又称数字电路的“心脏”,是各种电子产品里面必不可少的频率元器件。数字电路的所有工作都离不开时钟,晶振的好坏、晶振电路设计的好坏,会影响到整个系统的稳定性。
晶振的倒数是时钟周期。若干个时钟周期组成一个机器周期,在C51中,可能是6个,也可能是12个,具体要看手册。在计时器和定时器中,以机器周期为单位来计时。
机器周期加1经过了多长时间?
当晶振频率是11.0592MHz的时候,等于11059.2KHz = 11059200Hz
机器周期 = 12 x 时钟周期 =12 x (1/时钟频率) 秒 = 12 / 时钟频率 秒 = 12 / 11059200 秒 = 12 000 000/ 11059200 微秒 = 1.085 微秒
计时的上限取决于机器周期的个数,而机器周期的个数取决于寄存器的位数。
爆表
C/T=1时为计数功能: 加1计数器对来自输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)的外信号脉冲进行计数,每来一个脉冲,计数器加1,直到计时器TF1或TF0满溢出
C/T=0时为定时功能: 加1计数器对脉冲f进行计数,每来一个脉冲,计数器加1, 直到计时器TF1或TF0满溢出
当定时器1计满溢出时,由硬件使TF1置1,此时向CPU请求中断,进入中断服务程序后,由硬件自动清0。
由表可知,一共有六种模式(六个寄存器):TCON、TMOD、TL0/1、TH0/1
在哪里加1,最大计数时间,也就是爆表前能计算多长时间,所以有计时的作用
在TH0/TH1和TL0/TH1寄存器中加1,默认是从0开始计数,最多能数65536(2^16)下,累计计时71ms (这两个寄存器的位数为16)
通过定时器0,控制LED亮一秒,灭一秒
如何算出10ms定时器的初值?
就不让他从0开始数数,10ms需要数9216下,让他从65536-9126=56320(16进制表示为0xDC00)开始数
所以此时:TL0=0x00;TH0=0xDC
/*通过定时器0,控制LED亮一秒,灭一秒,晶振11059200Hz*/
#include "reg52.h"
sbit led = P3^6;
void main()
{
int cnt = 0;
led = 1;
//1. 配置定时器0工作模式位16位计时
TMOD = 0x01;//TMOD=1
//2. 给初值,定一个10ms出来
TL0=0x00;
TH0=0xDC;
//3. 开始计时
TR0 = 1;
TF0 = 0;
while(1){
if(TF0 == 1)//当爆表的时候,硬件会修改bit5(TF0)位上面的数据为1
{
TF0 = 0;//不用中断,必须软件清零
cnt++; //统计爆表的次数
//重新给初值
TL0=0x00;
TH0=0xDC;
if(cnt == 100){//爆表100次,经过了1s
cnt = 0; //当100次表示1s,重新让cnt从0开始,计算下一次的1s
led = !led;//每经过1s,翻转led的状态
}
}
}
}
定时器的操作步骤如下:
1.选择工作方式(设置M0,M1的值)
2.选择控制方式GATE(为0是只要软件设定好参数即可,为1则需要软件设定参数,且定时器/计数器的中断引脚需要为高电平)
3.确定定时器的工作模式,是定时模式还是计数模式 C/T.
4.给定时器设初值(设置THX与TLX)
5.开启定时器中断(设置ET0=1或ET1=1)
6.开启总中断(设置EA=1)
7.定时器/计数器的选择T0/T1(设置TR1=1或TR0=1)
计数器
定时器和计数器的电路相同,原理相同,只是解释不同
定时或者计数的本质就是让单片机某个部件数数
当定时器用的时候,靠内部震荡电路数数
当计数器用的时候,数外面的信号,读取针脚的数据
计数器案例
寄存器
CPU想要做各种片内片外的控制和操作,都要通过寄存器来实现
按位操作
单片机中断
中断是CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应。
如何实现中断?
CPU能响应定时器0中断的条件:需要配置IE寄存器的bit1: ET0 bit7:EA
ET0中断允许要置1 :ET0 = 1
EA总中断要置1 :EA = 1
中断的实际应用
PWM
PWM,英文名Pulse Width Modulation,是脉冲宽度调制缩写,
它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制,等效出所需要的波形(包含形状以及幅值)
对模拟信号电平进行数字编码,也就是说通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化,
占空比就是指在一个周期内,信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比,
例如方波的占空比就是50%
舵机
什么是舵机
如下图所示,最便宜的舵机sg90,常用三根或者四根接线,黄色为PWM信号控制 用处:垃圾桶项目开盖用、智能小车的全比例转向、摄像头云台、机械臂等 常见的有0-90°、0-180°、0-360°
如何控制舵机
向黄色信号线“灌入”PWM信号。
PWM波的频率不能太高,大约50HZ,即周期=1/频率=1/50=0.02s,20ms左右 数据:
0.5ms-------------0度; 2.5% 对应函数中占空比为250
1.0ms------------45度; 5.0% 对应函数中占空比为500
1.5ms------------90度; 7.5% 对应函数中占空比为750
2.0ms-----------135度; 10.0% 对应函数中占空比为1000
2.5ms-----------180度; 12.5% 对应函数中占空比为1250
定时器需要定时20ms, 单位为0.5ms, 40个的0.5ms
可以发现,相差0.5ms,转动的角度相差45°
void Time0Init()
{
//1. 配置定时器0工作模式位16位计时
TMOD = 0x01;
//2. 给初值,定一个0.5出来
TL0=0x33;
TH0=0xFE;
//3. 开始计时
TR0 = 1;
TF0 = 0;
//4. 打开定时器0中断
ET0 = 1;
//5. 打开总中断EA
EA = 1;
}
void main()
{
Delay300ms();//软件消抖,让硬件稳定
Time0Init(); //初始化定时器
jd = 1; //初始角度是0度,0.5ms,溢出1就是0.5,高电平
cnt = 0;
sg90_con = 1;//一开始从高电平开始
//每隔两秒切换一次角度
while(1){
jd = 4; //135度 2ms高电平
cnt = 0;
Delay2000ms();
jd = 1; //0度
cnt = 0;
Delay2000ms();
}
}
void Time0Handler() interrupt 1 //interrupt 1为开中断
{
cnt++; //统计爆表的次数. cnt=1的时候,爆表后加1
//重新给初值
TL0=0x33;
TH0=0xFE;
//控制PWM波
if(cnt < jd){
sg90_con = 1;
}else{
sg90_con = 0;
}
if(cnt == 40){//爆表40次,经过了20ms
cnt = 0; //当100次表示1s,重新让cnt从0开始,计算下一次的1s
sg90_con = 1;
}
}
继电器
通过继电器来控制电路,比如智能插座,比如220V的灯。
继电器本质上其实就是电子开关,弄清楚怎么开怎么关就可以了
串口
异步串行UART
UART是异步串行接口,通信双方使用时钟不同,因为双方硬件配置不同,但是需要约定通信速度,叫做波特率
RS232电平
TTL电平
数字电路中,由TTL电子元器件组成电路的电平是个电压范围,规定:
输出高电平>=2.4V,输出低电平<=0.4V;
输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V
串口通信
串口接线方式
RXD:数据输入引脚,数据接收;STC89系列对应P3.0口
TXD:数据发送引脚,数据发送;STC89系列对应P3.1口
串口编程要素
输入/输出数据缓冲器都叫做SBUF, 都用99H地址码,但是是两个独立的8位寄存器
代码体现为:
想要接收数据 char data = SBUF
想要发送数据 SBUF = data
字符 'a' 是如何从单片机上传到PC的
a的ASSII码是97,16进制就是0x61, 二进制是01010001,这个8位就是数据位
串口工作模式1,一帧数据有10位,起始位(0),数据位,停止位(1)
那么a的一帧数据就是
0 1000 1010 1
起始位,a的低位到高位,停止位
HC-08
wifi模块
AT指令
AT指令集是从终端设备(Terminal Equipment,TE)或数据终端设备(Data Terminal Equipment,DTE)向终端适配器(Terminal Adapter,TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Terminal Equipment,DCE)发送的。
其对所传输的数据包大小有定义:
即对于AT指令的发送,除AT两个字符外,最多可以接收1056个字符的长度(包括最后的空字符)。
每个AT命令行中只能包含一条AT指令;
对于由终端设备主动向PC端报告的URC指示或者response响应,也要求一行最多有一个,不允许上报的一行中有多条指示或者响应。
AT指令以回车作为结尾,响应或上报以回车换行为结尾。