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数码管+定时+中断
一、定时器1、定时器基础知识2、定时器的寄存器（TCON&TMOD）3、定时器的应用
二、中断1、中断的概念2、51单片机内与中断控制有关的寄存器3、中断的响应条件及应用
三、数码管1、数码管的原理介绍2、数码管的真值表（code关键字介绍）3、数码管的静态显示（1）以普中科技的开发板为例（共阴极数码管）（2）以CT107D开发板为例（共阳级数码管）
4、数码管的动态显示（1）原理分析（2）数码管动态扫描的一般步骤。（3）例程（普中·共阴）（4）例程（CT107D·共阳）
一、定时器
1、定时器基础知识
实现定时/计数，有3种主要方法：软件延时、数字电路硬件定时和可编程定时/计数器。
软件定时：让机器执行一个程序段，这个程序段本身没有具体的目的，通过挑选适当的指令和设置合适的循坏次数来实现软件延时，由于执行每条指令都需要时间，执行这个程序段所需要的时间就是延时时间。常见的指令有for循环，通过改过循环次数来改变延时的时间。缺点：软件延时占用CPU，降低CPU的利用率。 数字电路硬件定时：采用小规模集成电路器件，外接定时部件（电阻和电容）。通过改变电阻和电容的值来改变定时范围。缺点：硬件电路连接好之后，不方便修改。 可编程定时/计数器：硬件定时，同时可以通过软件来确定和改变它的定时值，通过初始化编程，能够满足各种定时和计数需求，也是应用较多的一种方式。
时钟周期，即时钟源频率频率（晶振）分之一，一个机器周期为12个时钟周期。机器周期就是定时器的计数周期，在我们设定好初值之后，每经过一个机器周期，定时器自动加1，加到一定数值之后就会溢出。对于8位的定时器，加到255后再加1溢出；对于16位的定时器，加到65535后再加1溢出。
定时器既可以工作在定时方式也可以工作在计数方式。这两种方式本质都是对脉冲进行计数，不过所计脉冲的来源不同。常用的是定时方式，（以T0为例）每过一个机器周期，计数器的初值加1，直至计满预设的个数，TH0和TL0回零，溢出中断标志位TF0置1，产生溢出中断。当我们设定了定时器的工作方式并启动后，定时器就按照规定的方式工作，不占用CPU的操作时间，此时CPU可以执行其他其他程序，除非定时器溢出，才会中断CPU正在执行的程序（类似于人在工作或者睡觉的时候，手表依然滴滴滴滴在走，到了设定的时间，闹钟会响）。
2、定时器的寄存器（TCON&TMOD）
标准的51单片机内，常用的定时器有T0和T1。TH0和TL0分别用于存储定时器T0定时初值的高八位和低八位；TH1和TL1用于存储定时器T1定时初值的高八位和低八位。
定时器控制寄存器——TCON（定时器控制只用高四位）
位76543210符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0
TF1：T1溢出中断请求标志。T1有溢出中断请求，TF1硬件置 1；T1无溢出中断请求，TF1 =0。有两种清零方式，软件清零和进入定时器中断时硬件清零。
TR1:T1运行控制位。TR1=1，启动T1工作；TR1=0，停止T1工作。 TF0：T0溢出中断请求标志。T1有溢出中断请求，TF0硬件置1；T0无溢出中断请求，TF0 =0。有两种清零方式，软件清零和进入定时器中断时硬件清零。 TR0：T0运行控制位。TR0=1，启动T1工作；TR0=0，停止T0工作。
注：硬件置1或清零是指符合条件后，单片机自动完成；软件置1或清零是指需要通过编写程序实现。
定时器模式寄存器——TMOD
位76543210符号GATE（T1）C/T（T1）M1（T1）M0（T1）GATE（T0）C/T（T0）M1（T0）M0（T0）
GATE:门控信号。GATE=0, TRx=1时，可启动定时器工作;GATE=1,除TRx=1外,还需INTx= 1才可启动定时器工作。
C /T：定时/计数器选择控制位。置1为计数器，置0为定时器。
M1M0：定时器的工作模式选择位。  定时器初值的计算：（设定时时间为T） ①方式0：13位定时器。T=（2^13-T0初值）* 12 / fosc TH0 = (2^13-T * fosc/12) / 32 TL0 = (2^13-T * fosc/12) / 32; ②方式1：16位定时器。T=（2^16-T0初值）* 12 / fosc TH0 = (2^16-T * fosc/12) /256, TL0 = (2^16-T * fosc/12) / 256; ③方式2：8位自动重载定时器。T=（2^8-T0初值）* 12 / fosc TH0 = TL0 = T=（2^8-T0初值）* 12 / fosc
3、定时器的应用
定时器应用可以按照以下四个步骤： ①设置特殊功能寄存器TMOD，配置好工作模式。 ②设置计数寄存器THO和TL0的初值。 ③设置TCON，通过TRO置1来让定时器开始计数。 ④判断TCON寄存器的TF0位，监测定时器溢出情况。
二、中断
1、中断的概念
中断的发生：CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理。中断响应和中断服务：CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B中断返回：CPU将事件B处理完成后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A。
以上整个过程即为中断。8XX51有5个中断源，3个在片内，2个在片外（如下图）。它们在程序存储器中有固定的中断入口地址，当CPU响应中断时，硬件自动形成这些地址，由此进入中断服务程序；5个中断源有两级中断优先级，可形成中断嵌套。  使用定时器时一般也会用到中断，但要注意定时器和中断不是一个概念，定时器是单片机模块的一个资源，而中断只是单片机的一种中断机制。
2、51单片机内与中断控制有关的寄存器
中断控制寄存器——IE
位76543210符号EA…ET 2ESET1EX1ET0EX0
IE寄存器的各位对应相应的中断源，如果允许该中断源中断,则该位置1,禁止中断则该位为0。其中EA为中断总控开关，是CPU是否响应中断的前提。ES为串行口中断允许位，ET2为定时器T2中断允许位，ET1为定时器T1中断允许位，ET0为定时器T0中断允许位，EX0为外部中断INT0允许位，EX1为外部中断INT1允许位。
定时器控制寄存器——TCON（低四位）
位76543210符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0
IE1：外部中断1（INT1）运行控制位。IE1=1.启动INT1控制； IE1=0，停止INT1控制。 IT1：外部中断1（INT1）触发方式控制位。IT1=1，下降沿触发；IT1=0，低电平触发。 IE0：外部中断0（INT0）运行控制位。IE0=1.启动INT1控制； IE0=0，停止INT1控制。 IT0：外部中断0（INT0）触发方式控制位。IT0=1，下降沿触发；IT0=0，低电平触发。
中断优先级管理寄存器——IP
位76543210符号……PT2PSPT1PX1PT0PX0
当某几个中断源同时发出中断请求时，由内部查询确定优先级，查询的顺序为：（INT0的优先级最高） INT0——T0——INT1——T1——串行口 ——T2
中断查询序列如下： 
3、中断的响应条件及应用
响应条件：
中断源有中断请求此中断源的中断允许位为1总中断打开（允许），即EA=1
中断的应用：
void timer() interrupt n
{
}
注：timer()为函数名，自己随意取；interrupt为关键字，不能更改，n为中断函数序列编号。
三、数码管
1、数码管的原理介绍
数码管的原理图如图3-1，本质就是把8段LED小灯组合在一起。  数码管可以分为共阴极和共阳极，内部结构如下图3-2所示：  共阴极数码管，即把8只LED灯的阴极连接在一起，由阳极来控制单个小灯的亮灭（1亮0灭）；同理，共阳数码管就是阳极连接在一起，通过阴极来控制小灯的亮灭（1灭0亮）。
2、数码管的真值表（code关键字介绍）
将数码管的8个段当成8个LED小灯来控制，即a、b、c、d. e、f、g、dp- -共8个LED小灯。以图3-1，如果点亮b和c这两个LED小灯，也就是数码管的b段和c段，其他的所有的段都熄灭的话，就可以让数码管显示出一个数字1，以共阳极数码管为例，二进制数字为0b11111001，十六进制为0xF9。同理可得其他数字多对应的数码管的真值，如下：
共阳极数码管的真值表：
字符01234567数值0XC00XF90XA40XB00X990X920X820XF8字符89ABCDEF数值0X800X900X880X830XC60XA10X860X8E
unsigned char code LEDchar[]= {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,0xbf,0x7f};
//共阳极数码管从0到F的真值
共阴极数码管的真值表
字符01234567数值0X3F0X060X5B0X4F0X660X6D0X7D0X07字符89ABCDEF数值0X7F0X6F0X770X7C0X390X5E0X790X71
unsigned char code LEDchar[]={0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,
0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
//共阴极数码管从0到F的真值
code关键字：C51单片机中，使用关键字unsigned char或者 unsigned int定义的变量都是放在单片机的RAM中，这些变量的值可以通过程序改变。而在定义时使用code修饰的变量是存储到存储空间FLASH里的，这样可以大大的节省的RAM的空间，但是这些变量的值在程序中不可以修改，所以我们在定义一些程序中不需要修改的变量时，可以使用code关键字，例如上面提到的数码管的真值的定义：unsigned char code LEDchar[]={}；
3、数码管的静态显示
（1）以普中科技的开发板为例（共阴极数码管）
原理图如下：  代码功能：一位数码管静态显示0到F，数字（字母）切换时间为1秒。
//数码管静态显示，0到F
#include
sbit LSA = P2^2;
sbit LSB = P2^3;
sbit LSC = P2^4;
typedef unsigned char u8;
unsigned char code LEDchar[]={0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,
0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71}; //共阴极数码管从0到F的真值
void TimeInit(); //定时器初始化函数
void main()
{
u8 cnt = 0; //记录T0中断次数
u8 sec =0; //记录经过的秒数
LSA = 0; //数码管的位选
LSB = 0;
LSC = 0;
TimeInit(); //定时器初始化
while(1)
{
if(TF0 == 1) //判断T0是否溢出
{
TF0 = 0; //T0溢出后，清楚中断标志
TH0 = (65536-2*110592/12)/256; //0xB8,定时20ms 0.02秒*11059200
TL0 = (65536-2*110592/12)%256; //0x00
cnt++;
if(cnt>=50) //判断是否达到50次，即一秒钟
{
cnt = 0; //清零
P0 = LEDchar[sec]; //当前秒数对应的真值表中的真值送到P0口
sec++; //秒数记录加1
if(sec>=16) //秒数达到0x0F后，重新从0开始
{
sec = 0;
}
}
}
}
}
void TimeInit()
{
TMOD = (TMOD & 0xf0)|0x01; //设置定时器工作在模式1
TH0 = (65536-2*110592/12)/256; //0xB8,定时20ms
TL0 = (65536-2*110592/12)%256; //0x00
TR0 = 1; //允许定时器T0工作
}
（2）以CT107D开发板为例（共阳级数码管）
CT107D开发板是蓝桥比赛用开发板，原理图如下：  代码如下：
//数码管静态显示，0到F
#include
typedef unsigned char u8;
unsigned char code LEDchar[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,
0xbf,0x7f}; //共阳极数码管从0到F的真值
void TimeInit(); //定时器初始化函数
void HC138(u8 channel); //138译码器通道选择函数
void ShowSMG_Bit(u8 date,u8 pos); //数码管显示函数
void main()
{
u8 cnt = 0; //记录T0中断次数
u8 sec =0; //记录经过的秒数
TimeInit(); //定时器初始化
while(1)
{
if(TF0 == 1) //判断T0是否溢出
{
TF0 = 0; //T0溢出后，清楚中断标志
TH0 = (65536-2*110592/12)/256; //重新加载初值
TL0 = (65536-2*110592/12)%256;
cnt++;
if(cnt>=50) //判断是否达到50次，即一秒钟
{
cnt = 0; //清零
ShowSMG_Bit(LEDchar[sec],7); //数码管显示对应的秒数
sec++; //秒数记录加1
if(sec>=16) //秒数达到0x0F后，重新从0开始
{
sec = 0;
}
}
}
}
}
void HC138(u8 channel)
{
switch(channel)
{
case 4:
P2 = (P2&0x1f)|0x80; //选择Y4对应模块（LED小灯） ，运算结果为P2高三位为100
break;
case 5:
P2 = (P2&0x1f)|0xa0; //选择Y5对应模块（蜂鸣器），运算结果为P2高三位为101
break;
case 6:
P2 = (P2&0x1f)|0xc0; //选择Y6对应模块（数码管的位选），运算结果为P2高三位为110
break;
case 7:
P2 = (P2&0x1f)|0xe0; //选择Y7对应模块（数码管的段选），运算结果为P2高三位为111
break;
}
}
void ShowSMG_Bit(u8 date,u8 pos)
{
HC138(6); //Y6模块工作，数码管进行位选
P0 = 0x010x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f}; //共阴极数码管从0到9的真值
u8 LedBuff[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; //数码管显示缓冲区，初值0xFF确保启动时都不亮
u8 flags = 1; //1秒定时标志
void TimeInit(); //定时器中断初始化函数
int main()
{
u8 sec = 0, minutes = 0, hours = 0, days = 0; //定义记录秒，分，时，天的变量
TimeInit(); //定时器中断初始化
while(1)
{
if(flags == 1) //判断1秒定时标志
{
flags = 0; //标志位清零
sec++; //秒加1
if(sec == 60) //判断秒变量到达60秒
{
sec = 0; //清0零
minutes++; //分钟位加1
}
if(minutes == 60) //判断达到60分
{
minutes = 0; //清零
hours++; //小时位加1
}
if(hours == 24) //判断达到24小时
{
hours =0; //清零
days++; //天数加1
}
LedBuff[0]= LedChar[sec%10]; //秒的低位
LedBuff[1]= LedChar[sec/10%10]; //秒的高位
LedBuff[2]= LedChar[minutes%10]; //分钟的低位
LedBuff[3]= LedChar[minutes/10%10]; //分钟的高位
LedBuff[4]= LedChar[hours%10]; //小时的低位
LedBuff[5]= LedChar[hours/10%10]; //小时的高位
LedBuff[6]= LedChar[days%10]; //天数的低位
LedBuff[7]= LedChar[days/10%10]; //天数的高位
}
}
}
void TimeInit()
{
EA = 1; //打开中断总开关
ET0 = 1; //打开T0中断开关
TMOD = (TMOD & 0xf0)|0x01; //设置定时器工作在模式1
TH0 = (65536-1*11059/12)/256; //0xFC,定时1ms 0.001秒*11059200
TL0 = (65536-1*11059/12)%256; //0x67
TR0 = 1; //允许定时器T0工作
}
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static u8 i = 0; //动态扫描的索引
static u16 cnt = 0; //用来记录中断次数，设置的中断定时为1ms，中断1000次即一秒钟
TH0 = (65536-1*11059/12)/256; //重新加载初值
TL0 = (65536-1*11059/12)%256;
cnt++; //中断次数计数值加1
if(cnt>=1000) //中断次数达到1000次即为1秒
{
cnt = 0; //清零，重新记录中断次数
flags = 1; //设置1秒定时标志位1
}
P0 = 0xff; //消隐
switch(i) //根据动态索引i的值进行位选，依次点亮八个数码管
{
case 0 :LSA = 0; LSB = 0; LSC = 0;i++; P0 = LedBuff[0];break;
case 1 :LSA = 1; LSB = 0; LSC = 0;i++; P0 = LedBuff[1];break;
case 2 :LSA = 0; LSB = 1; LSC = 0;i++; P0 = LedBuff[2];break;
case 3 :LSA = 1; LSB = 1; LSC = 0;i++; P0 = LedBuff[3];break;
case 4 :LSA = 0; LSB = 0; LSC = 1;i++; P0 = LedBuff[4];break;
case 5 :LSA = 1; LSB = 0; LSC = 1;i++; P0 = LedBuff[5];break;
case 6 :LSA = 0; LSB = 1; LSC = 1;i++; P0 = LedBuff[6];break;
case 7 :LSA = 1; LSB = 1; LSC = 1;i=0; P0 = LedBuff[7];break;
default:break;
}
}
（4）例程（CT107D·共阳）
以CT107D开发板为例（共阳极数码管），原理图如下：  功能同上，代码如下：
#include
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
u8 LedChar[] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //共阳极数码管从0到9的真值
u8 LedBuff[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF,0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; //数码管显示缓冲区，初值0xFF确保启动时都不亮
u8 flags = 1; //1秒定时标志
void TimeInit(); //定时器中断初始化函数
void HC138(u8 channel); //138译码器通道选择函数
void ShowSMG_Bit(u8 date,u8 pos); //数码管显示函数
int main()
{
u8 sec = 0, minutes = 0, hours = 0, days = 0; //定义记录秒，分，时，天的变量
TimeInit(); //定时器中断初始化
while(1)
{
if(flags == 1) //判断1秒定时标志
{
flags = 0; //标志位清零
sec++; //秒加1
if(sec == 60) //判断秒变量到达60秒
{
sec = 0; //清0零
minutes++; //分钟位加1
}
if(minutes == 60) //判断达到60分
{
minutes = 0; //清零
hours++; //小时位加1
}
if(hours == 24) //判断达到24小时
{
hours = 0; //清零
days++; //天数加1
}
LedBuff[0]= LedChar[sec%10]; //秒的低位
LedBuff[1]= LedChar[sec/10%10]; //秒的高位
LedBuff[2]= LedChar[minutes%10]; //分钟的低位
LedBuff[3]= LedChar[minutes/10%10]; //分钟的高位
LedBuff[4]= LedChar[hours%10]; //小时的低位
LedBuff[5]= LedChar[hours/10%10]; //小时的高位
LedBuff[6]= LedChar[days%10]; //天数的低位
LedBuff[7]= LedChar[days/10%10]; //天数的高位
}
}
}
void TimeInit()
{
EA = 1; //打开中断总开关
ET0 = 1; //打开T0中断开关
TMOD = (TMOD & 0xf0)|0x01; //设置定时器工作在模式1
TH0 = (65536-1*11059/12)/256; //0xFC,定时1ms 0.001秒*11059200
TL0 = (65536-1*11059/12)%256; //0x67
TR0 = 1; //允许定时器T0工作
}
void HC138(u8 channel)
{
switch(channel)
{
case 4:
P2 = (P2&0x1f)|0x80; //选择Y4对应模块（LED小灯） ，运算结果为P2高三位为100
break;
case 5:
P2 = (P2&0x1f)|0xa0; //选择Y5对应模块（蜂鸣器），运算结果为P2高三位为101
break;
case 6:
P2 = (P2&0x1f)|0xc0; //选择Y6对应模块（数码管的位选），运算结果为P2高三位为110
break;
case 7:
P2 = (P2&0x1f)|0xe0; //选择Y7对应模块（数码管的段选），运算结果为P2高三位为111
break;
}
}
void ShowSMG_Bit(u8 date,u8 pos)
{
HC138(6); //Y6模块工作，数码管进行位选
P0 = 0x01
cnt = 0; //清零，重新记录中断次数
flags = 1; //设置1秒定时标志位1
}
P0 = 0xff; //消隐
switch(i) //根据动态索引i的值进行位选，依次点亮八个数码管
{
case 0 : i++; ShowSMG_Bit(LedBuff[0],7); break; //最右边一位数码管（com8）对应P0^7口
case 1 : i++; ShowSMG_Bit(LedBuff[1],6); break;
case 2 : i++; ShowSMG_Bit(LedBuff[2],5); break;
case 3 : i++; ShowSMG_Bit(LedBuff[3],4); break;
case 4 : i++; ShowSMG_Bit(LedBuff[4],3); break;
case 5 : i++; ShowSMG_Bit(LedBuff[5],2); break;
case 6 : i++; ShowSMG_Bit(LedBuff[6],1); break;
case 7 : i=0; ShowSMG_Bit(LedBuff[7],0); break;
default:break;
}
}
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