定时计数器与中断综合应用举例.doc

例题：时钟计时程序设计。

所谓时钟计时，就是以秒、分、时为单位进行的计时。可以把该程序看成是定时器/计数器与中断应用的典型代表，就算是对这两部分内容的复习。

⑴ MCS-51单片机实现时钟计时显示的基本方法

① 首先要计算计数初值

时钟计时的关键问题是秒的产生，因为秒是最小时钟单位，但使用MMCS-51的定时器/计数器进行定时，即使按工作方式１，其最大定时时间也只能达到131毫秒，离1秒还差好远。为此，我们把秒计时用硬件定时和软件计数相结合的方法实现，即：把定时器的定时时间定为125毫秒，这样当计数溢出8次就可得到1秒，而8次计数可用软件方法实现。

为得到125ms定时，我们可使用定时器/计数器0，以工作方式１进行，当设定单片机为6MHz晶振，设计数初值为X，则有如下等式：

（216－X）×2us＝125000us

计算得计数初值X＝3036，

二进制表示为0000101111001101，十六进制表示为0BCDH。

② 定时器定时采用中断方式完成，以便于通过中断服务程序进行溢出次数（每次125毫秒）的累计,计

满8次即得到秒计时。

③ 通过在程序中的数值累加和数值比较来实现从秒到分和从分到时的计时

④ 设置时钟显示及显示缓冲区

假定时钟时间在六位LED数码管（LED5～LED0）上进行显示（时、分、秒各占两位）。为此，要在内部RAM中设置显示缓冲区，共6个单元（79H～7EH），与数码管的对应关系为：

LED5→7EH、LED4→7DH、LED3→7CH、LED2→7BH、LED1→7AH、LED0→79H。

即显示缓冲区从左向右依次存放时、分、秒的数值。

⑤ 假定已有LED显示程序为SMXS可供调用

⑵ 程序流程

① 主程序（MAIN）

主程序的主要功能是进行定时器/计数器的初始化编程，然后通过反复调用显示子程序的方法，等待125ms定时中断的到来。

② 中断服务程序（PIT0）
中断服务程序的主要功能是进行计时操作。程序开始先判断计数溢出是否满了8次，不满8次表明还没达到最小计时单位秒，中断返回；如满8次则表明已达到最小计时单位秒，程序继续向下执行，进行计时操作。

③ 加1子程序（DAAD1）
加1子程序用于完成对秒、分和时的加1操作，中断服务程序中在秒、分、时加1时共有三处调用此子程序。加1操作共包括以下三项内容：

合数

由于每位LED显示器对应一个8位的缓冲单元，因此由两位BCD码表示的时间值各占用一个缓冲单元，且只占其低4位。为此在加1运算之前需把两个缓冲单元中存放的数值合并起来，构成一个字节，然后才能进行加1运算。合字之说由此而来。

十进制调整
对加1并进行十进制调整

分数
把加1后的时间值再拆分成两个字节，送回各自的缓冲单元中。

⑶ 程序清单
整个参考程序清单如下：

ORG       8000H

START:AJMP     MAIN

ORG        800BH

AJMP     PITO

ORG        8100H

MAIN: MOV        SP, ＃60H ；确立堆栈区

MOV        R0, ＃79H ；显示缓冲区首地址

MOV        R7, ＃06H ；显示位数

ML1:    MOV        ＠R0, #00H ；显示缓冲单元清0

INC           R0

DJNZ        R7， ML1

MOV        TMOD, ＃01H ；定时器0，工作方式１

MOV        TL0, ＃0CDH ；装计数器初值

MOV        TH0, ＃0BH

SETB        8CH ；TR0置1，定时开始

SETB        AFH ；EA置1，中断总允许

SETB        A9H ；ET0置1，定时器0中断允许

MOV       30H, ＃08H ；要求的计数溢出次数，即循环次数

ML0:   LCALL     SMXS ；调用显示子程序

SJMP       ML0

PITO:   PUSH       PSW ；中断服务程序，现场保护

PUSH       ACC

SETB       PSW.3 ；RS1RS0=01,选1组通用寄存器

MOV     TL0, ＃0CDH ；计数器重新加载

MOV     TH0, ＃0BH

MOV     A, 30H ；循环次数减1

DEC      A

MOV      30H, A

JNZ        RET0 ；不满8次，转RET0返回

MOV     30H, ＃08H ；满8次，开始计时操作

MOV     R0, ＃7AH ；秒显示缓冲单元地址

ACALL  DAAD1 ；秒加1

MOV      A, R2 ；加1后秒值在R2中

XRL        A, ＃60H ；判是否到60秒

JNZ         RET0 ；不到，转RETO返回

ACALL   CLR0 ；到60秒显示缓冲单元清0

MOV       R0, ＃7CH ；分显示缓冲单元地址

ACALL   DAAD1 ；分加1

MOV       A, R2

XRL         A, ＃60H ；判是否到60分

JNZ          RET0

ACALL    CLR0 ；到60分，分显示缓冲单元清0

MOV        R0, ＃7EH ；时显示缓冲单元地址

ACALL    DAAD1 ；时加1

MOV       A,R2]

XRL        A, ＃24H ；判是否到24时

JNZ         RET0

ACALL    CLR0 ；到24时，时显示缓冲单元清0

RET0:POP         ACC ；现场恢复

POP         PSW

RETI ；中断返回

DAAD1:MOV    A, ＠R0 ；加1子程序，十位数送A

DEC         R0

SWAP     A ；十位数占高4位

ORL         A, ＠R0 ；个位数占低4位

ADD        A, ＃01H ；加1

DA           A ；十进制调整

MOV        R2, A ；全值暂存R2中

ANL        A, ＃0FH ；屏蔽十位数，取出个位数

MOV       ＠R0, A ；个位值送显示缓冲单元

MOV        A,R2

INC          R0

ANL        A, ＃F0H ；屏蔽个位数取出十位数

SWAP    A ；使十位数占低4位

MOV       ＠R0, A ；十位数送显示缓冲单元

RET ；返回

CLR0:CLR    A ；清缓冲单元子程序

MOV        ＠R0, A ；十位数缓冲单元清0

DEC         R0

MOV        ＠R0, A ；个位数缓冲单元清0
单片机系统中的汉字显示
摘要：需要显示的汉字较多时，单片机系统中的汉字编码非常繁琐。本文介绍一种直接利用PC机的汉字内码作为单片机系统的汉字编码，以简化系统的设计。
    关键词：单片机 液晶显示器 29F040 汉字显示
引言
在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。通常的汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如16×16点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码；而在使用时刚需要先根据新的汉字编码组成语句，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。在这种显示方式中，如果使用的流字数量较大或语句较多时，利用汉字的新编码组成语句将是一件十分繁琐而枯燥的工作。针对这种情况，本文提出了一种十分简单的方式——直接利用PC机的汉字内码作为单片机系统的编码。下面以8031单片机系统为例阐述如下：
一、硬件组成
本系统中采用香港精电公司的内置T6963控制器[1]的240128T点阵图形液晶显示器。该显示器1行为240点，能容纳16×16点阵的汉字15个，总列数为128点，能显示8行汉字。为了使用MCU操作可使用1片512KB的存储器（如本系统中的29F040）用来存储全部的国标16×16点阵汉辽、8×16的ASCII码点阵数据以及汉字语句编码数据。为了降低成本和减小体积，对于速度要求不是很高的场合也可采用大容量的串行数据存储器，如AT45DB041B。具体的硬件控制电路如图1所示（与汉字显示无关的电路略）。
由于29F040的容量为512KB，而5031微控制器只能管理64KB的数据间，所以可将29F040分成16页，每页32KB，占单片机系统数据空间的8000H～0FFFFH（剩余32KB为单片机系统的其他存储器和外设）。页码由单片机的P1.0～P1.3选择。液晶显示器的地址为7FF8H～7FF9H。

二、汉字显示原理及软件设计
UCDOS软件中的文件HZK16和文件ASC16分别为16×16的国标汉字点阵文件和8×16的ASCII码点阵文件，以二进制格式存储。在文件HZK16中，按汉字区位码从小到大依次存有国标区位码表中的所有汉字，每个汉字占用32个字节，每个区为94个汉字。在文件ASC16中按ASCII码从小到大依次存有8×16的ASCII码点阵，每个ASCII码占用16个字节。
在PC机的文本文件中，汉字是以机内码的形式存储的，每个汉字占用两个字节：第一个字节为区码，为了与ASCII码区别，范围从十六进制的0A1H开始（小于80H的为ASCII码字符），对应区位码中区码的第一区；第二个字节为位码，范围也是从0A1H开始，对应某区中的第一个位码。这样，将汉字机内码减去0A0AH就得该汉字的区位码。
例如汉字“房”的机内码为十六进制的“B7BF”，其中“B7”表示区码，“BF”表示位码。所以“房”的区位码为0B7BFH-0A0A0H=171FH。将区码和位码分别转换为十进制得汉字“房”的区位码为“2331”，即“房”的点阵位于第23区的第31个字的位置，相当于在文件HZK16中的位置为第32×[(23-1) ×94+(31-1)]=67136B以后的32个字节为“房”的显示点阵。
在本单片机系统中，起始地址的高4位为页号，送P1口，低15位为数据区地址，送指针DPTR。利用“MOVX”指令连续取32个字节送LCD的相应位置，就能实现正确的汉字显示。
ASCII码的显示与汉字的显示基本原理相同。在文件ASC16中不存在机内码的问题，其显示点阵直接按ASCII码从小到大依次排列，只是每个ASCII码在文本文件中只占1个字节且小于80H，而且ASCII码为8×16点阵，所以在ASCII16文件中，每个ASCII码的点阵也只占16个字节。
首先提取16×16的国标汉字点阵和8×16的ASCII码点阵（如UCDOS软件中的HZK16和ASC16）并将其直接写入29F040。其中HZK16（共256KB）点0～7页。为了便于编程，ASC16虽然只有4KB，也单独占用第8页。其余剩下的空间用来存储汉字语句的编码。
由于240×128点阵的LED显示器每个只能显示15个汉字（16×16点阵汉字），即30个字节。所以可将需要显示的语句按30个字节为1行进行编写，不足30个字符的则补空格。在PC机上进行录入时，每行30个字符再加上回车键和换行符，实占32个字符。所录入的语句以纯文本形式存盘，再将该文本文件以二进制的形式写入29F040的第9页。那么，以后根据需要显示的语句行号便可以进行正确的显示。此，作者推出荐使用DOS版本的WPS软件的“编辑非文收文件”功能，它能清楚地显示每行是否有30个字符。
根据以上原则，显示1行汉字的具体程序框图如图2所示。

为方便读者，将已经在实际应用中中通过的汇编子程序列出如下（关于LCD控制器T6963的用户法请见参考文献1）。
LCDCOM EQU 7FF9H
LCDDAT EQU 7FF8H
；显示1行汉字子程序
；汉字语句位置编号DPTR；行号：R6 PRHZ：MOV 24H，DPH
MOV 25H,DPL
PUSH DPH
PUSH DPL
MOV A，DPH ；计算页号
RR A
RR A
ADD A，#9；从第9区开始存放每行字符的机内码
ORL A，#0F0H
MOV P1，A
LCALL RL245 ；行号乘以32（每行32个字符）
SETB 24H，7 ；数据地址位于8000H～0FFFFH
MOV DPH，24H
MOV DPL，25H
MOV R0，#0E0H
MOV R7，#30 ；连续取出30个字符至0E0H内部数据存储器
PRHZ3：MOVX A，@DPTR
MOV @R0，A
INC R0
INC DPTR
DJNZ R7，PRHZ3
MOV 1DH，#30 ；显示0E0H后的一行字符（共30个）
MOV R5，#0 ；当前列R5
MOV R0，#0E0H
MOV A，#7FH ；是否为ASCII码？
CLR C
SUBB A，@R0
JC DPHZ1
MOV 26H，@R0
INC R0
MOV 24H，R6 ；ASCII码显示
MOV 25H，R5
LCALL PRASCII
SJMP PRHZ4
DPHZ1：MOV 24H，@R0 ；是汉字则将机内码送24H25H
INC R0
MOV 25H，@R0
INC R0
MOV A，25H
CLR C
SUBB A，#0A1H ；机内码转换为二进制的区码和位码
MOV 25H，A
MOV A，24H
CLR C
SUBB A，#0A1H
LCALLDPONHZ ；显示1个汉字
DEC 1DH
INC R5
PRHZ4：INC R5
DJNZ 1DH，PRHZ5
POP DPL
POP DPH
RET
PR0：MOV DPTR，#LCDCOM ；读状态
MOVX A，@DPTR
RET
PR01：LCALLPR0 ；读、写一数据前
JNB ACC.0，PR01
JNB ACC.1，PR01
RET
PR02：LCALL PR0 ；连续读前
JNB ACC.2，PR02
RET
PR03：LCALL PR0 ；连续写前
JNB ACC.3，PR02
RET
PR1：LCALL PR01 ；双字节参数R2，R3
MOV A，R2
LCALL PR14
PR11：LCALL PR01 ；单字节参数R3
MOV A，R3
LCALL PR14
PR12：LCALL PR01 ；无参数指令R4
MOV A，R4
SJMP PR15
PR14：MOV DPTR，#LCDDAT
PR15：MOVX @DPTR，A
RET
RL245：MOV R7，#5 ；24H25H左移5
RLL1：CLR C
MOV A，25H
RLC A
MOV 25H，A
MOV A，24H
RLC A
MOV 24H，A
DJNZ R7，RLL1
RET
；行位置R6（0～7），列位置R5（0～29），汉字区别24H，位码25H
DPONHZ：MOV A，24H ；显示1个汉字
MOV B，#94 ；每区94个汉字
MUL AB
ADD A，25H
MOV 25H，A
CLR A
ADDC A，B
MOV 24H，A
RR A ；获得32KB为1页的页号
RR A
ORL A，#0F0H
MOV P1，A ；页号送P1口
LCALL RL245 ；汉字序号乘以32
SETB 24H，7 ；因为存储器位于单片机系统的7FFFH～0FFFFH
MOV DPH，24H
MOV DPL，25H
MOV R2，#32 ；在该位置连续取出32个字节
MOV R1，#0C0H
DPHZ2：MOVX A，@DPTR
INC DPTR
MOV @R1，A
INC R1
DJNZ R2，DPHZ2
MOV R1，#0C0H
MOV A，R6 ；根据行列位置计算LCD指针
MOV B，#16
MUL AB
MUL B，#30
MUL AB
ADD A，R5
MOV 25H，A
MOV R2，A
CLR A
ADDC A，B
MOV 24H，A
MOV R3，A
MOV 26H，#16 ；将取出的点阵送LCD显示
PRHZ6：MOV R4，#24H
LCALL PR1 ；双字节参数R2，R3
MOV A，@R1
MOV R3，A
INC R1
MOV R4，#0C0H
LCALL PR11 ；单字节参数R3
MOV A，@R1
MOV R3，A
INC R1
MOV R4，#0C0H
LCALL PR11
MOV A，#30
ADD A，25H
MOV R2，A
CLR A
ADDC A，24H
MOV R3，A
MOV 24H，A
DJNZ 26H，PRHZ6
RET
注：由于以上程序直接引自下面的应用实例，调用以上程序时请让寄存器组位于第2区，即R0对应10H。
三、应用实例
我们应用本文介绍的方法成功地进行了某医疗仪器的设计。该设计要求具有完整的中、英文字符提示和汉字处方显示，并尽可能地为今后的功能扩展和处方修改留有余地。目前仪器中用到的汉字约1200个，语句行为1300行左右，而且用户认为利用工控PC机设计成本过高，要求尽可能地降低成本。显然，对于该系统利用传统的汉字处理方式进行设计虽然能节省一定的存储空间，但庞大的汉字和语句重新编码工作却让人望而生畏，而且当处方修改须要用到新的汉字时相当麻烦。我们利用8031单片机系统和本文介绍的方法进行设计，整个硬件电路和底层程序设计只用了1周的时间，大大地缩短了开周期。而且由于本系统可调用所有的ASCII码和全部汉字库，所以对于功能的扩展和处方的修改十分方便。
LCD液晶显示器接口大全

一、字符型液晶显示模块的直接访问控制
二、字符型液晶显示模块的间接访问控制

地址分配
指令口写地址：f000h
指令口读地址：f002h
数据口写地址：f001h
数据口读地址：f003h
I/O口分配
P3.3 RS　寄存器选择
P3.4 R/W 读／写选择
P3.5 E 　使能信号
三、内置SED1520图形液晶模块的直接控制
四、内置SED1520图形液晶模块的间接控制

地址分配
写指令代码(E1):c000h
读状态字(E1)　:c200h
写显示数据(E1):c100h
读显示数据(E1):c300h

写指令代码(E2):e000h
读状态字(E2)　:e200h
写显示数据(E2):e100h
读显示数据(E2):e300h
I/O口分配
P3.2 A0　 寄存器选择
P3.3 R/W　读／写选择
P3.4 E1 　使能信号1
P3.5 E2 　使能信号2
五、内置HD61202图形液晶模块的直接控制
六、内置HD61202图形液晶模块的间接控制

地址分配
写指令代码(左):0000h
读状态字(左)　:0200h
写显示数据(左):0100h
读显示数据(左):0300h
写指令代码(中):0800h
读状态字(中)　:0a00h
写显示数据(中):0900h
读显示数据(中):0b00h
写指令代码(右):0400h
读状态字(右)　:0600h
写显示数据(右):0500h
读显示数据(右):0700h
I/O口分配
P3.0 CSA　片选CSA
P3.1 CSB　片选CSB
P3.2 D/I　寄存器选择
P3.3 R/W　读／写选择
P3.4 E　　使能信号
七、内置T6963C图形液晶模块的直接控制
八、内置T6963C图形液晶模块的间接控制

地址分配
指令通道地址　:8100h
数据通道地址　:8000h
I/O口分配
P3.2 C/D　通道选择
P3.3 WR　 写操作信号
P3.4 RD 　读操作信号
九、内置HD61830A/B图形液晶模块的直接控制　
十、内置HD61830A/B图形液晶模块的间接控制

地址分配
写数据口地址　:8000h
读数据口地址　:8200h
写指令口地址　:8100h
读状态口地址　:8300h
I/O口分配
P3.2 RS 　通道选择
P3.3 RW　 读／写选择
P3.4 E　　使能信号
十一、内置SED1335图形液晶模块的直接控制
十二、内置SED1335图形液晶模块的间接控制

地址分配
写指令口地址　:8100h
写数据口地址　:8000h
读数据口地址　:8100h
读状态口地址　:8000h
I/O口分配
P3.2 A0 　寄存器选择
P3.3 RD　 读信号
P3.4 WR 　写信号