蓝桥杯电子类单片机提升三——NE555

目录

单片机资源数据包_2023

一、NE555和定时器工作模式

1.NE555的介绍

2.定时器的计数模式

二、NE555频率读取代码的实现

1.定时器0初始化

2.通过读取TH0和TL0来读取频率 

3.通过中断读取频率

三、完整代码演示

通过读取TH0和TL0来读取频率

main.c

通过中断读取频率

main.c


前言
关于蓝桥杯比赛时会提供的资料前几篇都有提到,这里就不在赘述了,只放一个下载链接:

单片机资源数据包_2023

除了基础部分的按键、LED灯,数码管扫描,还有温度传感器,AD/DA转化,EEPROM存储器,RTC之外,还有三个模块考试的时候可能会考,分别是超声波,NE555和串口。近几年的题也是越来越难,这三个模块也逐渐出现在了省赛的舞台上(当然如果进国赛了,这几个模块就都可能考了)。提升篇主要针对这三个模块进行介绍。

由于这三个模块比赛时不会提供底层代码,所以许多都需要咱们自己来完成,不同人写的代码,差异性可能会更大。此外这些代码会涉及到单片机运行的底层知识,关于单片机基础部分的内容,提升篇也会尽可能介绍一部分(当然如果你不会也没关系,文章会教你如何用stc生成或者查数据手册,就算不知道原理,小背一背也是能自己实现的)

一、NE555和定时器工作模式

这一章主要介绍一下NE555和单片机定时器有关的基础知识,当然,正如前边提到的,这些知识并不需要去背,在后面代码实现时,会教大家如何借助isp获取这些代码。

最近几年NE555也是和超声波一样,频繁出现在省赛考场上。

1.NE555的介绍

NE555是一款经典的集成电路,也被称为555定时器。555定时器在蓝桥杯板子上的主要作用是产生脉冲,让我们读取它的频率,真的是一个十分经典的集成电路,当然,蓝桥杯比赛不会考NE555该怎么连接电路,感兴趣的小伙伴可以自己查找一下555定时器的资料。

NE555由比较器、SR触发器和输出级组成。它通常有8个引脚,包括正电源引脚(VCC)、负电源引脚(GND)、控制电压引脚(CV)、复位引脚(RESET)、输出引脚(OUT)、触发引脚(TRIG)、非控制触发引脚(THRES)、控制电压引脚(DIS)。

NE555有三种工作模式,可以被设置为工作在单稳态(单触发)模式、多稳态模式或脉冲生成模式。它的工作稳定性高,可以通过改变电阻和电容的数值来调节脉冲宽度、周期和频率。同时,NE555还具有较高的输出驱动能力,可以直接驱动大功率装置。

NE555广泛应用于定时器、频率分频器、频率多倍器、脉冲宽度调制、脉冲位置调制、电压控制振荡器等各种电路中。它易于使用,功能强大,是电子爱好者和工程师常用的集成电路之一。

下图蓝桥杯原理图上的NE555电路:

我们只需要读取NET SIG引脚上电平的变化,我们可以通过P34引脚读取,因此在读取之前,我们需要使用跳线帽。将J13上的P34和NET SIG短接,如下图所示的两个引脚:

 刚才已经提到,读取NE555的信号,只需要读取其电平变化,也就是与NET 相连的P34引脚的电平变化即可。当然,选择P34引脚也是有原因的,通过查询stc15f2k60s2的引脚定义可知,P34的其中一个复用功能就是定时器0外部计数(引脚定义的内容有点多,关于P34的大概在stc15数据手册的第51页)这里也附上stc15的数据手册下载链接

stc15数据手册(点击查看或下载)
 

 前几篇文章已经提到,定时器不止有定时功能,还有计数功能,读取NE555,通俗点说就是要“记录电平变化次数”,这就用到定时器0的计数功能了。通过计数器记录电平在一段时间内的变化次数,就可以推算出1秒电平变化的次数,而1秒电平变化的次数就是频率了。

2.定时器的计数模式

通过配置定时器的TMOD寄存器,即可控制定时器的工作模式。我们需要使用定时器0记录NE555的电平变化,也就是需要使用定时器0的外部计数模式,此外定时器模式我们还是选择16位自动重载。

 由上图可知,我们需要将TMOD2置为1,使其处在外部计数模式,其他各位为0即可(定时器1初始化时,会自己在配置关于定时器1的模式)。也就是需要配置:

TMOD = 0x04;                    //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式

这样我们就可以用定时器0读取NE555的频率了。 

二、NE555频率读取代码的实现

 上文已经介绍了如何配置定时器的模式,接下来就是如何使用定时器读取NE555频率。主流的方法主要有两种,一种方法是是和读取超声波时间信息一样,将TH0和TL0置为0,过一段时间后读取TH0和TL0的值在经过换算就可以得到频率;另一种方法是将TH0和TL0都置为0xFF,同时允许中断,这样只要有一个脉冲过来,就会触发中断,只需要在中断服务函数里,写上频率++,每隔一段时间读取一次频率,并把频率清0,我们就可以读取到一段时间内有多少个脉冲,再算换成1s有多少个脉冲,这个值就是频率值。接下来会介绍这两种方法,在介绍这两中方法之前,我们需要配置定时器0,这里也先告诉大家定时器具体如何使用isp现成的代码进行配置。

1.定时器0初始化

其实,有了第一章的介绍,再小背一下代码,就能记住定时器0如何配置,但是isp已经提供了范例代码,现成的总是更香嘛。

与串口代码的类似,我们打开isp,找到范例程序里的外部中断0的范例程序

这串代码中,提供了一种外部计数的方法,具体代码如下:

/*---------------------------------------------------------------------*/
/* --- STC MCU Limited ------------------------------------------------*/
/* --- STC15F4K60S4 系列 T0扩展为外部下降沿中断举例--------------------*/
/* --- Mobile: (86)13922805190 ----------------------------------------*/
/* --- Fax: 86-0513-55012956,55012947,55012969 ------------------------*/
/* --- Tel: 86-0513-55012928,55012929,55012966-------------------------*/
/* --- Web: www.STCMCU.com --------------------------------------------*/
/* --- Web: www.GXWMCU.com --------------------------------------------*/
/* 如果要在程序中使用此代码,请在程序中注明使用了STC的资料及程序        */
/* 如果要在文章中应用此代码,请在文章中注明使用了STC的资料及程序        */
/*---------------------------------------------------------------------*///本示例在Keil开发环境下请选择Intel的8058芯片型号进行编译
//若无特别说明,工作频率一般为11.0592MHz#include "reg51.h"
#include "intrins.h"//-----------------------------------------------sfr P0M1 = 0x93;
sfr P0M0 = 0x94;
sfr P1M1 = 0x91;
sfr P1M0 = 0x92;
sfr P2M1 = 0x95;
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P3M1 = 0xb1;
sfr P3M0 = 0xb2;
sfr P4M1 = 0xb3;
sfr P4M0 = 0xb4;
sfr P5M1 = 0xC9;
sfr P5M0 = 0xCA;
sfr P6M1 = 0xCB;
sfr P6M0 = 0xCC;
sfr P7M1 = 0xE1;
sfr P7M0 = 0xE2;sfr AUXR = 0x8e;                    //辅助寄存器
sbit P10 = P1^0;//-----------------------------------------------
//中断服务程序
void t0int() interrupt 1            //中断入口
{P10 = !P10;                     //将测试口取反
}void main()
{P0M0 = 0x00;P0M1 = 0x00;P1M0 = 0x00;P1M1 = 0x00;P2M0 = 0x00;P2M1 = 0x00;P3M0 = 0x00;P3M1 = 0x00;P4M0 = 0x00;P4M1 = 0x00;P5M0 = 0x00;P5M1 = 0x00;P6M0 = 0x00;P6M1 = 0x00;P7M0 = 0x00;P7M1 = 0x00;AUXR = 0x80;                    //定时器0为1T模式TMOD = 0x04;                    //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式TH0 = TL0 = 0xff;               //设置定时器0初始值TR0 = 1;                        //定时器0开始工作ET0 = 1;                        //开定时器0中断EA = 1;while (1);
}

 我们现在只需要从中“提取”出我们想要的代码——定时器0初始化代码即可。初始化代码其实就是while(1)上边的那几行代码,我们写一个定时器0的初始化函数来包装一下那几行代码

void Time0_Init(void)
{
    AUXR = 0x80;                    //定时器0为1T模式
    TMOD = 0x04;                    //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式
    TH0 = TL0 = 0xff;               //设置定时器0初始值
    TR0 = 1;                        //定时器0开始工作
    ET0 = 1;                        //开定时器0中断
}

如果需要定时器中断(前面提到的第二种读取NE555的方法),我们还需要加上中断服务函数,中断号为1.

void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
    
}

2.通过读取TH0和TL0来读取频率 

我们需要先将TH0和TL0置为0,过1s之后再来读取TH0和TL0的值,这样读取出来的值就是频率值,注意读取时需要先停止定时器,如何1s读取一次已经在第七届代码中介绍过了,这里不再赘述,这里的is_read_NE555为0时,每隔1s就会被置为1。由于定时器0用来读取NE555了,所以我们这里是开启了定时器1来完成数码管等的处理

unsigned int fre=0;//频率

void Time0_Init(void)
{
    AUXR = 0x80;                    //定时器0为1T模式
    TMOD = 0x04;                    //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式
    TH0 = TL0 = 0x00;               //设置定时器0初始值
    TR0 = 1;                        //定时器0开始工作
    //ET0 = 1;                        //开定时器0中断
}

void main()
{
    Time0_Init();
    Timer1_Init();
    EA=1;
    while(1)
    {
        if(is_read_NE555==1)//1s读取一次,这样读取到的值刚好是频率
        {
            is_read_NE555=0;
            TR0=0;//先暂停
            fre=TH0;//再读取
            fre<<=8;
            fre|=TL0;
            TH0=0;
            TL0=0;
            TR0=1;
            Nixie_num[0]=fre/10000%10;//数码管显示频率
            Nixie_num[1]=fre/1000%10;
            Nixie_num[2]=fre/100%10;
            Nixie_num[3]=fre/10%10;
            Nixie_num[4]=fre/1%10;
        }

    }
}

注意这里的fre必须使用unsigned int。

3.通过中断读取频率

接下来介绍第二种方式,现将TH0和TL0置为0xFF,这样检查到一个脉冲之后就会进入中断服务函数,再中断服务函数内将频率++,每隔1s读取一次频率并将频率置为0.

void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
    fre++;
}
void Time0_Init(void)
{
    AUXR = 0x80;                    //定时器0为1T模式
    TMOD = 0x04;                    //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式
    TH0 = TL0 = 0xFF;               //设置定时器0初始值
    TR0 = 1;                        //定时器0开始工作
    ET0 = 1;                        //开定时器0中断
}

void main()
{
    Time0_Init();
    Timer1_Init();
    EA=1;
    while(1)
    {
        if(is_read_NE555==1)
        {
            is_read_NE555=0;
            Nixie_num[0]=fre/10000%10;
            Nixie_num[1]=fre/1000%10;
            Nixie_num[2]=fre/100%10;
            Nixie_num[3]=fre/10%10;
            Nixie_num[4]=fre/1%10;
            fre=0;
        }
    }
}

三、完整代码演示

读取NE555其实很简单,但是需要提醒一点,P34和NE555相连的那个跳线帽用完记得拔下来,其他项目可能需要用到矩阵键盘,如果那个跳线帽忘记拔了会影响矩阵键盘的读取。

下面的代码是读取NE555频率并将其显示到数码管上

通过读取TH0和TL0来读取频率

main.c

#include <stc15.h>
#include "intrins.h"code unsigned char Seg_Table[] =
{
0xc0, //0
0xf9, //1
0xa4, //2
0xb0, //3
0x99, //4
0x92, //5
0x82, //6
0xf8, //7
0x80, //8
0x90, //9
0xFF
};
unsigned char Led_Num=0xFF;
#define LED_ON(x)			Led_Num&=~(0x01<<x);P0=Led_Num;	P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;
#define LED_OFF(x)		Led_Num|=0x01<<x;		P0=Led_Num;	P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;
#define LED_OFF_ALL()	Led_Num=0xFF;				P0=0xFF;		P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;#define NIXIE_CHECK()	P2|=0xC0;P2&=0xDF;P2&=0x1F;
#define NIXIE_ON()		P2|=0xE0;P2&=0xFF;P2&=0x1F;void Time0_Init(void);
void Timer1_Init(void);		//1毫秒@11.0592MHzunsigned char Nixie_num[]={10,10,10,10,10,10,10,10};//数码管要显示的数据
unsigned char location=0;
unsigned int fre=0;//定义频率
bit is_read_NE555=0;//每隔1s读取一次
void main()
{Time0_Init();//注意定时器0的初始化一定要放在定时器1的前边,因为定时器0初始化代码是抄的,写的不够完备,初始化时会干扰定时器1Timer1_Init();EA=1;while(1){if(is_read_NE555==1){TR0=0;fre=TH0;fre<<=8;fre|=TL0;TH0=0;//TH0和TL0清零TL0=0;TR0=1;//重新开始计数is_read_NE555=0;//为了1s数的更精确,在重新开始计时之后,才重新开始数1s(其实影响不大)/*数码管显示读取到的数据*/Nixie_num[0]=fre/10000%10;Nixie_num[1]=fre/1000%10;Nixie_num[2]=fre/100%10;Nixie_num[3]=fre/10%10;Nixie_num[4]=fre/1%10;}}
}
unsigned int count_1s=0;//中间变量
void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{P0=0x01<<location;NIXIE_CHECK();P0=Seg_Table[Nixie_num[location]];NIXIE_ON();if(++location==8)location=0;if(is_read_NE555==0)//is_read_NE555为0时{if(++count_1s>1000){is_read_NE555=1;count_1s=0;}}
}void Time0_Init(void)
{AUXR = 0x80;                    //定时器0为1T模式TMOD = 0x04;                    //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式TH0 = TL0 = 0x00;               //设置定时器0初始值TR0 = 1;                        //定时器0开始工作ET0 = 1;                        //开定时器0中断
}
void Timer1_Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
{AUXR |= 0x40;			//定时器时钟1T模式TMOD &= 0x0F;			//设置定时器模式TL1 = 0xCD;				//设置定时初始值TH1 = 0xD4;				//设置定时初始值TF1 = 0;				//清除TF1标志TR1 = 1;				//定时器1开始计时ET1 = 1;				//使能定时器1中断
}

通过中断读取频率

main.c

#include <stc15.h>
#include "intrins.h"code unsigned char Seg_Table[] =
{
0xc0, //0
0xf9, //1
0xa4, //2
0xb0, //3
0x99, //4
0x92, //5
0x82, //6
0xf8, //7
0x80, //8
0x90, //9
0xFF
};
unsigned char Led_Num=0xFF;
#define LED_ON(x)			Led_Num&=~(0x01<<x);P0=Led_Num;	P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;
#define LED_OFF(x)		Led_Num|=0x01<<x;		P0=Led_Num;	P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;
#define LED_OFF_ALL()	Led_Num=0xFF;				P0=0xFF;		P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;#define NIXIE_CHECK()	P2|=0xC0;P2&=0xDF;P2&=0x1F;
#define NIXIE_ON()		P2|=0xE0;P2&=0xFF;P2&=0x1F;void Time0_Init(void);
void Timer1_Init(void);		//1毫秒@11.0592MHzunsigned char Nixie_num[]={10,10,10,10,10,10,10,10};//数码管要显示的数据
unsigned char location=0;
unsigned int fre=0;//定义频率
bit is_read_NE555=0;//每隔1s读取一次
void main()
{Time0_Init();//注意定时器0的初始化一定要放在定时器1的前边,因为定时器0初始化代码是抄的,写的不够完备,初始化时会干扰定时器1Timer1_Init();EA=1;while(1){if(is_read_NE555==1){is_read_NE555=0;/*数码管显示读取到的数据*/Nixie_num[0]=fre/10000%10;Nixie_num[1]=fre/1000%10;Nixie_num[2]=fre/100%10;Nixie_num[3]=fre/10%10;Nixie_num[4]=fre/1%10;fre=0;}}
}
unsigned int count_1s=0;//中间变量
void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{P0=0x01<<location;NIXIE_CHECK();P0=Seg_Table[Nixie_num[location]];NIXIE_ON();if(++location==8)location=0;if(is_read_NE555==0)//is_read_NE555为0时{if(++count_1s>1000){is_read_NE555=1;count_1s=0;}}
}
void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{fre++;
}
void Time0_Init(void)
{AUXR = 0x80;                    //定时器0为1T模式TMOD = 0x04;                    //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式TH0 = TL0 = 0xFF;               //设置定时器0初始值TR0 = 1;                        //定时器0开始工作ET0 = 1;                        //开定时器0中断
}
void Timer1_Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
{AUXR |= 0x40;			//定时器时钟1T模式TMOD &= 0x0F;			//设置定时器模式TL1 = 0xCD;				//设置定时初始值TH1 = 0xD4;				//设置定时初始值TF1 = 0;				//清除TF1标志TR1 = 1;				//定时器1开始计时ET1 = 1;				//使能定时器1中断
}

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城市垃圾分类管理系统目录 目录 基于Springboot的城市垃圾分类管理系统设计与实现 一、前言 二、系统功能设计 三、系统实现 1、垃圾列表 2、公告信息管理 3、公告类型管理 四、数据库设计 1、实体ER图 五、核心代码 六、论文参考 七、最新计算机毕设选题推荐 …

【王道数据结构】【chapter5树与二叉树】【P159t15】

设计一个算法将二叉树的叶结点从左到右的顺序连成一个单链表&#xff0c;表头指针为head。二叉树按二叉链表方式存储&#xff0c;链接时用叶结点的右指针来存放单链表指针。 #include <iostream> #include <stack> #include <queue> typedef struct treenode…

【AIGC】Stable Diffusion 的提示词入门

一、正向提示词和反向提示词 Stable Diffusion 中的提示词通常用于指导用户对生成的图像进行控制。这些提示词可以分为正向提示词&#xff08;Positive Prompts&#xff09;和反向提示词&#xff08;Negative Prompts&#xff09;两类&#xff0c;它们分别影响图像生成过程中的…

《春山》中的贝叶斯统计——白敬亭衣服合理概率及决策比重。

目录 1. 全身黑衣服合理概率2. 真的是导演组允许&#xff1f;3. 粉丝的证据是否站得住&#xff1f;4.总结 感谢up主链接: 【理工春山学】只谈事实 从统计角度深度剖析春山学&#xff0c;她使用贝叶斯统计合理分析了在舞台中白敬亭、双魏、导演组出错的概率。接下来我采用一个新…

继承树追溯

属性/方法查找顺序&#xff1a;&#xff08;比如&#xff1a;查找变量h&#xff09; 查找当前类中有没有属性h 依次上溯每个父类&#xff0c;查看每个父类中是否有h&#xff0c;直到Object 如果没找到&#xff0c;则出现编译错误 上面步骤&#xff0c;只要找到h变量&#xff0c…

吐血整理!操作系统【处理机调度】

&#x1f308;个人主页&#xff1a;godspeed_lucip &#x1f525; 系列专栏&#xff1a;OS从基础到进阶 1 基本概念1.1 总览1.2 什么是调度1.2.1 调度1.2.2 处理机调度 1.3 调度的三个层次1.3.1 高级调度1.3.2 中级调度&#xff08;内存调度&#xff09;1.3.3 低级调度&#xf…