【51单片机】单片机定时器与串口通信

最新推荐文章于 2025-07-12 16:31:30 发布

normog

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分类专栏： 51单片机文章标签：单片机 51单片机嵌入式硬件

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/normog/article/details/137992972

本文围绕51单片机展开，介绍了中断驱动蜂鸣器、LED数码管秒表、LCD显示时钟、两单片机串口通信及实现“Hello C51”等项目。详细阐述各项目的原理、实现要求、代码及仿真结果，最后总结学习成果，掌握了定时器与串口通信的使用、原理及编程方法。

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一、中断驱动蜂鸣器

1.蜂鸣器介绍

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等）表示。

结构原理

1．压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5_{15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出100}500HZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片 [1]由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2．电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。
接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

蜂鸣器工作发声原理图

蜂鸣器的发声原理由振动装置和谐振装置组成，而蜂鸣器又分为无源他激型与有源自激型。
无源他激型蜂鸣器的工作发声原理是：方波信号输入谐振装置转换为声音信号输出，无源他激型蜂鸣器的工作发声原理图如图1：

有源自激型蜂鸣器的工作发声原理是：直流电源输入经过振荡系统的放大取样电路在谐振装置作用下产生声音信号，有源自激型蜂鸣器的工作发声原理图如图2：

2.实现

（一）要求

利用T1的中断控制P1.7引脚输出频率为1kHz方波音频信号，驱动蜂鸣器发声。系统时钟为12MHz。方波音频信号周期1ms，因此T1的定时中断时间为0.5 ms，进入中断服务程序后，对P1.7求反。
先计算T1初值，系统时钟为12MHz，则机器周期为1µs。1kHz音频信号周期为1ms，要定时计数的脉冲数为a。则T1初值：

      TH1=(65 536 −a) /256；	
      TL1=(65 536 −a) %256

（二）代码及结果

代码

#include<reg51.h>  			//包含头文件
sbit sound=P1^7;  			//将sound位定义为P1.7脚
#define f1(a) (65536-a)/256		//定义装入定时器高8位时间常数
#define f2(a) (65536-a)%256    		//定义装入定时器低8位时间常数
unsigned int i=500; 
unsigned int j=0; 
void main(void)
{
   
	 	EA=1;                  		//开总中断.
  		ET1=1;                		//允许定时器T1中断         .
   		TMOD=0x10; 			//TMOD=0001 000B，使用T1的方式1定时    	TH1=f1(i);      			//给T1高8位赋初值.
   		TL1=f2(i);      			//给T1低8位赋初值.
   		TR1=1;                 		//启动T1
   		while(1)  
{
                 				//循环等待
     	i=460; 
      	while(j<2000);
      	j=0;
      	i=360; 
      	while(j<2000);
      	j=0;
    }
 }
 
void T1(void) interrupt 3 using 0	//定时器T1中断函数
{
   
    	TR1= 0;                 	//关闭T1
   	sound=~sound; 			//P1.7输出求反
    	TH1=f1(i);   			//T1的高8位重新赋初值.
    	TL1=f2(i);   			//T1的低8位重新赋初值.
j++;				
    	TR1=1;                 	//启动定时器T1
}

仿真结果

在这里插入图片描述

二、LED数码管秒表

1.数码管介绍

按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
在这里插入图片描述

2.实现

（一）要求

用2位数码管显示计时时间，最小计时单位为“百毫秒”，计时范围0.1～9.9s。当第1次按一下计时功能键时，秒表开始计时并显示；第2次按一下计时功能键时，停止计时，将计时的时间值送到数码管显示；如果计时到9.9s，将重新开始从0计时；第3次按一下计时功能键，秒表清0。再次按一下计时功能键，则重复上述计时过程。

（二）代码及结果

代码

#include<reg51.h>
typedef unsigned int uint;	 //定义无符号整形和字符型
typedef unsigned char uchar;
 
uchar led[] ={
   0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
uchar led1[] = {
   0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};
uchar second; //秒数
uchar key