[天问STC8]单片机学习笔记（20210714&0715）

陈畅南 · 发表于 2021-7-15 16:47:30

这两天分别学习了字符式编程以及定时器的相关知识，两天的笔记和在一起，作为一个帖子发。

目录
1、字符式编程（C语言）
2、定时器的基础知识
3、定时器的应用，8*led，数码管和点阵

陈畅南 · 发表于 2021-7-15 17:11:25

字符式编程（C语言）

如果有c语言的基础，结合图形化编程的直观表示，单片机的字符式编程就很容易上手。

1、通过天问Block，小灯是如何点亮的。
当你编一个C语言程序，写下来的代码将会通过编译器转化为汇编语言，汇编语言再转化为机器语言。机器语言就是可供cpu直接阅读的语言，cpu阅读机器语言后，完成一系列的指令。

C语言==>汇编语言==>机器语言

而天问Block中的图形化编程，则是在C语言之前加了一环图形编程，简略了C语言编程的一些繁杂输入。

图形化编程==>C语言==>汇编语言==>机器语言

2、程序烧写过程。
BIN或HEX==>烧写软件==>烧写工具==>芯片内ROM

3、C语言的其他基本内容。

（1）变量。  按照定义的位置可分为局部变量和全局变量；按照存储方式可以分为静态变量和动态变量。
         按照存储的内容来分，还分为整型、浮点型等等。
（2）头文件。形式如：xxxx.h，头文件里封装了函数，在编程时声明头文件后就可使用这个函数。
（3）运算符。A、关系运算（==，！=，>等等），结果为真或假。
                     B、逻辑运算（||，&&，！）
                     C、位运算（<<左移，>>右移，~按位取反，|或，&与）
（4）函数。
（5）循环和条件。编程中的基本算法。

陈畅南 · 发表于 2021-7-15 17:33:37

定时器的基本知识

1、定时器的原理
（参考：定时器工作原理-电子发烧友网 (elecfans.com)）
看起来很复杂，实际上就是由一个晶振发出脉冲信号，然后由计数器计数。晶振单次振动的时间可能很小，是纳秒级别的时间，但是用计数器套计数器套娃之后，就可以定1ms，1us等等等等。

2、什么是定时器。
在工业检测、实时控制系统中，经常要用到定时或计数功能，用于产生精确的定时时间，对外部脉冲进行计数等。基于STC8H8K64U芯片的天问51单片机中有5个可编程定时器。其它型号芯片，请查看芯片手册确认可用定时器。

3、定时长度。
定时器的最大定时长度=65536×0.5=32768微秒，也就是说，在定时器初始化定时长度（微秒）这一栏中，不能填超过32768的数字。

我们来做个小小实验：

点击运行，可以看见cmp灯在频率很快的闪烁。这是由于定时长度为30000us，相当于0.03秒，每0.06秒完成一次闪烁，肉眼勉强可以看得清在闪。
如果我们把定时长度定为1000000，相当于1s，点击运行，发现cmp灯反而不闪烁了。这是因为定时长度超过了限额。

陈畅南 · 发表于 2021-7-16 10:36:33

中断系统

定义：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（中断发生）； CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）；待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断。

目的：
————51单片机主要用于实时测控，要求单片机能及时响应和处理单片机内部或外部事件。由于很多事件都是随机发生的，如果采用定时查询方式来处理这些事件请求，有可能得不到实时处理，且单片机的工作效率也会变得很低。因此，单片机要实时处理这些事件，就必须采用中断技术来实现，这就要用到一个重要的功能部件--中断系统。（来自PPT）
中断系统的功能如上图，要理解中断系统的优越性，就得比较中断和定时查询两种总线仲裁方式。这两种方式的区别主要在于检测方式：
查询法，编程，循环检测 TF==1，去执行指定程序。
中断法，硬件，自动检测 TF==1，去执行指定程序。
用中断法，效率高，且延时的时间精确。

陈畅南 · 发表于 2021-7-16 11:13:34

定时器的应用——前置学习：数码管和点阵的探究

定时器常应用于外部设备的接入使用，在51单片机里，这个设备主要是数码管、点阵等。所以在进入定时器的应用前，先了解数码管、点阵的使用知识。
结合图形化模块，先看点阵的功能：

然后是数码管的功能

无论是定时器还是数码管，本质上的原理都差不多，就是指令定位到相关的寄存器，点亮某个led。多个led点亮了，就组成了图案，或是点阵中的图形，或是数码管显示的数字。

举个例子：
以时钟显示模块为例，

我们找到它的C语言代码：

跳转到函数的定义：
这里我们可以发现函数是通过对一个叫‘“_nix_display_buff”的变量完成时钟的显示的

在头文件中找到这个变量的定义，

有没有发现，和图形化编程中的“更新显示缓存mylist”功能很像，无论是数码管还是点阵，都是通过数组来确定led发光的地址的，而图形化编程的其他功能，都是在这个的基础上加以发挥。

陈畅南 · 发表于 2021-7-16 11:37:07

定时器的应用——实践
在对点阵和数码管进行了解后，我进入定时器应用的实践。

1、简易时钟。
第一个程序我利用数码管来编写一个时钟。

程序的结果是从12：30：00开始读秒计时。这个程序是在中断系统中判断是否读秒的。在编写程序的时候，我还发现简易时钟可以有另一种编写方式：

这里我只用一个delay（）函数，就可以达到上面的效果。前几张中断系统和定时查询的比较，让我怀疑其实这个delay()函数实际上是定时查询的函数，然后我查询函数定义：

可知delay()函数是对计算机每一次频率的周期进行计数，再进行一系列的逻辑判断。本质上，delay()函数是一个定时查询。

陈畅南 · 发表于 2021-7-16 11:53:01

定时器的应用——实践

2、点阵轮流亮轮流灭程序——在图形化编程基础上编写C语言程序
要是让我全都用C语言编写程序，很多的头文件、函数的名称我还不是很熟悉，于是我在通过图形化编程对函数、变量、头文件等进行定义和声明后，用C语言加以更改，实现我想要的效果。

我想要的效果是，点阵从第一个led灯开始，从左往右从上到下亮起，再从右往左从下到上灭掉。

以下是程序源代码：

#define MATRIX_PORT P6
#define MATRIX_PORT_MODE {P6M1=0x006M0=0xff;}//推挽输出

#include <STC8HX.h>
uint32 sys_clk = 24000000;//设置PWM、定时器、串口、EEPROM频率参数
#include "lib/twen_board.h"
#include "lib/led8.h"
#include "lib/matrix.h"

uint8 mylist[8]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
void Timer0Init(void) //1000微秒@24.000MHz
{
  AUXR &= 0x7f; //定时器时钟12T模式
  TMOD &= 0xf0; //设置定时器模式
  TL0 = 0x30; //设定定时初值
  TH0 = 0xf8; //设定定时初值
}

void T_IRQ0(void) interrupt 1 using 1{
  matrix_scan_callback();//点阵扫描回调函数
}

void setup()
{
  twen_board_init();//天问51初始化
  led8_disable();//关闭8个LED流水灯电源
  matrix_init();//点阵初始化
  Timer0Init();
  TR0 = 1;// 定时器0开始计时
  EA = 1; // 控制总中断
  ET0 = 1; // 控制定时器中断
}

void loop()
{
  int i,j;
  uint8 step_list[8];
  uint8 kkk=0x80;
  for(i=0;i<8;i++)
  {
step_list=mylist;
  }
  for(i=0;i<8;i++)
  {
step_list--;
matrix_update_buf(step_list);//点阵更新显示缓存
delay(i*10);
  }
  for(j=0;j<7;j++)
for(i=0;i<8;i++)
{
   step_list=step_list*2;
   matrix_update_buf(step_list);//点阵更新显示缓存
   delay(i*10);
}
//  for(i=0;i<8;i++)
//  {
// step_list=step_list+0x80;
// matrix_update_buf(step_list);//点阵更新显示缓存
// delay(100);
//  }
  for(j=0;j<8;j++)
  {
for(i=0;i<8;i++)
{
   step_list=step_list+kkk;
   matrix_update_buf(step_list);//点阵更新显示缓存
   delay(i*10);
}
kkk=kkk/2;
  }
}

void main(void)
{
  setup();
  while(1){
loop();
  }
}

运行测试，符合目标。
OVER