【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 不管是哪種工作方式，當(dāng)TL0的低五位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向TH0進(jìn)位，而全部13位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，則向計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF0進(jìn)位。 門控位GATE：當(dāng)GATE=0時(shí)，由于GATE信號(hào)封鎖了或門，使用TRO引腳信號(hào)無效。而這時(shí)或門輸出端的高電平狀態(tài)卻打開了與門。因此可以由TRO（TCON）的狀態(tài)來控制計(jì)數(shù)脈沖的接通與斷開。這時(shí)如果TRO=1，TRO則接通模擬開關(guān)，使計(jì)數(shù)器進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，即定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0工作。如果TRO=0，則斷開模擬開關(guān)，停止計(jì)數(shù)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0不能工作。因此在單片機(jī)的定時(shí)或計(jì)數(shù)應(yīng)用中要注意GATE位的清“0”。 當(dāng)GATE=1，同時(shí)又TRO=1時(shí)，有關(guān)電路的或門和與門全都打開，計(jì)數(shù)脈沖的接通與斷開由外引腳信號(hào)控制。當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器工作；當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)計(jì)數(shù)器停止工作。這種情況可用于測(cè)量外信號(hào)的脈沖寬度。（2）、定時(shí)和計(jì)數(shù)應(yīng)用兩個(gè)前提：溢出停止和加法計(jì)數(shù)A、定時(shí)工作方式0在方式0工作方式下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：1～8192（213）當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：（213－計(jì)數(shù)初值）晶振周期12或 （213－計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同（us）.B、定時(shí)工作方式1方式1是16位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，計(jì)數(shù)器由TH0全部8位和TL0全部8位構(gòu)成。其邏輯電路和工作情況與方式0完全相同。所不同的只是組成計(jì)數(shù)器的位數(shù)。當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是： 1～65536（216）當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為：（216－計(jì)數(shù)初值）晶振周期12或 （216－計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。在方式0和方式1中，每當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，都應(yīng)該在中斷服務(wù)子程序中對(duì)T0和T1初始化，即軟件重裝初值n。而且必須用兩條指令對(duì)TH0 和TL0（TH1和TL1）分別裝載初值。還應(yīng)該注意到中斷服務(wù)子程序執(zhí)行的時(shí)間可能部分地影響定時(shí)時(shí)間。5. 交通燈控制線路圖圖26第3章 交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)流程圖 3．1．1 程序設(shè)計(jì)總框圖：如圖4所示，按功能分為4個(gè)模塊 1．顯示模塊：顯示模塊中用到了8個(gè)數(shù)碼管，該模塊是負(fù)責(zé)數(shù)碼管的正確顯示 2．控制模塊：控制模塊中用到了STC89C51芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈點(diǎn)亮的功能。交通燈的點(diǎn)亮采用發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)?？刂颇K實(shí)現(xiàn)的是紅、綠的時(shí)序控制。接收控制結(jié)果，并啟動(dòng)報(bào)警。 3．PC機(jī)與單片機(jī)的串行通訊模塊：PC機(jī)與單片機(jī)的串行通訊是通過MAX232的電平轉(zhuǎn)換和RSR232總線來實(shí)現(xiàn)的，它工作時(shí)，通過調(diào)用MATLAB設(shè)備控制工具箱中的serial 類及相關(guān)函數(shù)，來創(chuàng)建串口設(shè)備對(duì)象，得到設(shè)備的文件句柄， 從而以操作文件的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)串行口的讀寫操作。 4．模擬串行口模塊：因?yàn)镻C機(jī)和單片機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，要用到單片機(jī)的串行口，而8個(gè)數(shù)碼管的顯示也要用到串行口，這就需要設(shè)置一個(gè)模擬串行口。（RXD）、（TXD）來實(shí)現(xiàn)控制74HC164的。 5．圖像處理模塊：采用MATLAB函數(shù)編寫，在PC機(jī)上運(yùn)行，負(fù)責(zé)判斷是否在規(guī)定區(qū)域內(nèi)存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。串行模塊控制模塊模擬串口模塊顯示模塊圖像處理模塊顯示 拍攝報(bào)警如圖313．1．2 程序詳細(xì)流程圖：如圖32開始設(shè)置定時(shí)器開中斷賦初值F0=1R0,R1分別送A。調(diào)用計(jì)時(shí)程序并調(diào)用延時(shí)R2=011Flag0=1跳到SECR2=021Flag1=1跳到THR,F0=1R2=03Flag1=1跳到FOUR2=04標(biāo)志位清0，跳到FIRR0=00R2加1，跳到DIAOY圖32 程序詳細(xì)流程圖流程圖說明：圖中定時(shí)器在每50ms中斷一下，設(shè)置為循環(huán)20次（此時(shí)為1秒），每1秒以后，R0，R1自動(dòng)減1。程序中的判斷在相等情況下從右邊出，不相同的情況往下走。延時(shí)方法可以有兩種一種是利用AT89S51內(nèi)部定時(shí)器的溢出中斷來確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟件延時(shí)的方法。 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH和TL中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC 可得到如下計(jì)算通式： TC=M－C式中，M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28 ； 算法公式：T=（M－TC）T計(jì)數(shù) 或TC=M－T/T計(jì)數(shù)T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期ＴＣＬＫ的12倍；ＴＣ為定時(shí)初值如單片機(jī)的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ12ＭＨＺ　，經(jīng)過１２分頻方式０　　　　TMAX＝213?。蔽⒚耄椒绞剑薄　　　MAX＝216?。蔽⒚耄斤@然１秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題．實(shí)現(xiàn)１秒的方法：我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20的軟件計(jì)數(shù)器和使T1定時(shí)50毫秒。這樣每當(dāng)T1到50毫秒時(shí)CPU就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，CPU先使軟件計(jì)數(shù)器減１，然后判斷它是否為零。為0表示１秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。 相應(yīng)程序代碼（１）定時(shí)器的設(shè)置　定時(shí)器需定時(shí)５０毫秒，故Ｔ1工作于方式１。　初值計(jì)算： TC=M－T/T計(jì)數(shù)?。?16－50ms/1us=15536=3CBOH START: MOV TMOD, 10H ；令ＴＯ為定時(shí)器方式１ MOV TH0, 3CH ；裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, 0BOH　　 SETB EA　　 ； 打開總中斷 SETB ET1　 ；開Ｔ1中斷SETB ER　 ；啟動(dòng)Ｔ1計(jì)數(shù)器CLR FLAG1 CLR FLAG2 CLR FLAG3 MOV 　R3,　　20H　　 ；軟件計(jì)數(shù)器賦初值（２）相應(yīng)中斷服務(wù)子程序　　　　　 ORG　　001BＨ　　　　　 LJMP　　DSD　　　　　 ORG 0030H　 DSD： INC 　R3　　 MOV TH0, 3CH ；重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH　　 CJNE R3，20，F(xiàn)HDEC R0 DEC R1MOV R3，00HFH： RETI程序的軟件延時(shí)：STC89C51的工作頻率為0—33MHZ，我們選用的STC89C51單片機(jī)的工作頻率為12MHZ。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為12*（1/12M）=1us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定1秒的時(shí)間。具體的延時(shí)程序分析：DELAY: MOV R4,08H 延時(shí)1秒主程序 DE2: LCALL DELAY1 DJNZ R4, DE2 RETDELAY1：MOV R4，00H ；延時(shí)125us 子程序 D1： MOV R5，00H D2： DJNE R5，DL2 DJNE R4，D1 RET DELAY1為一個(gè)雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為256*256=65536 所以延時(shí)時(shí)間=65536*2=131072us 約為125us DELAY R4設(shè)置的初值為8 主延時(shí)程序循環(huán)8次，所以125us*8= 1秒由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。 MATLAB的運(yùn)用3．3．1 MATLAB的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)我們采用的是MATLAB的軟件。運(yùn)行在Windows XP操作平臺(tái)下。開啟計(jì)算機(jī)進(jìn)入MATLAB的軟件介面。3．3．2 MATLAB的概況　　 MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能?！　ATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多.　 當(dāng)前流行的MATLAB (Toolbox).,可視化建模仿真,控制工具包,信號(hào)處理工具包,通信工具包等都屬于此類.　 ,所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,用戶通過對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包.3．3．3 MATLAB產(chǎn)生的歷史背景　 在70年代中期,Cleve ,這兩個(gè)程序庫代表矩陣運(yùn)算的最高水平.　 到70年代后期,身為美國New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的Cleve Moler,在給學(xué)生講授線性代數(shù)課程時(shí),想教學(xué)生使用EISPACK和LINPACK程序庫,但他發(fā)現(xiàn)學(xué)生用FORT編寫接口程序很費(fèi)時(shí)間,于是他開始自己動(dòng)手, Moler給這個(gè)接口程序取名為MATLAB,該名為矩陣(matrix),MATLAB在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔軟件使用,并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流傳.　 1983年春天,Cleve Moler到Standford大學(xué)講學(xué),MATLAB深深地吸引了工程師John ,他和Cleve Moler,Steve Bangert一起,.　 1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MATLAB推向市場(chǎng),并繼續(xù)進(jìn)行MATLAB的研究和開發(fā).　 在當(dāng)今30多個(gè)數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中,就軟件數(shù)學(xué)處理的原始內(nèi)核而言,如MATLAB,Xmath,Gauss等,這類軟件長于數(shù)值計(jì)算,對(duì)處理大批數(shù)據(jù)效率高。另一類是數(shù)學(xué)分析型軟件,Mathematica,Maple等,這類軟件以符號(hào)計(jì)算見長,能給出解析解和任意精確解,在其卓越數(shù)值計(jì)算和圖示能力的基礎(chǔ)上,又率先在專業(yè)水平上開拓了其符號(hào)計(jì)算,文字處理,可視化建模和實(shí)時(shí)控制能力,開發(fā)了適合多學(xué)科,MATLAB以經(jīng)占據(jù)了數(shù)值軟件市場(chǎng)的主導(dǎo)地位.　 在MATLAB進(jìn)入市場(chǎng)前，國際上的許多軟件包都是直接以FORTRANC語言等編程語言開發(fā)的。這種軟件的缺點(diǎn)是使用面窄，接口簡(jiǎn)陋，程序結(jié)構(gòu)不開放以及沒有標(biāo)準(zhǔn)的基庫，很難適應(yīng)各學(xué)科的最新發(fā)展，因而很難推廣。MATLAB的出現(xiàn)，為各國科學(xué)家開發(fā)學(xué)科軟件提供了新的基礎(chǔ)。在MATLAB問世不久的80年代中期，原先控制領(lǐng)域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在MATLAB上重建。　 MathWorks公司1993年推出了MATLAB ，（for ）。MATLAB ，其幫助信息采用超文本格式和PDF格式，在Netscape ，Acrobat Reader中可以方便地瀏覽?！? 時(shí)至今日，經(jīng)過MathWorks公司的不斷完善，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科，多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)大大型軟件。在國外，MATLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗(yàn)。在歐美等高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動(dòng)控制理論，數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理，時(shí)間序列分析，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門，MATLAB被廣泛用于科學(xué)研究和解決各種具體問題。在國內(nèi)，特別是工程界，MATLAB一定會(huì)盛行起來?？梢哉f，無論你從事工程方面的哪個(gè)學(xué)科，都能在MATLAB里找到合適的功能。3．3．4 MATLAB的語言特點(diǎn)　 一種語言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語言的特點(diǎn)，正如同F(xiàn)ORTRAN和C等高級(jí)語言使人們擺脫了需要直接對(duì)計(jì)算機(jī)硬件資源進(jìn)行操作一樣，被稱作為第四代計(jì)算機(jī)語言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。MATLAB最突出的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)潔。MATLAB用更直觀的，符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了C和 FORTRAN語言的冗長代碼。MATLAB給用戶帶來的是最直觀，最簡(jiǎn)潔的程序開發(fā)環(huán)境。以下簡(jiǎn)單介紹一下MATLAB的主要特點(diǎn)。(1) 語言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，庫函數(shù)極其豐富。MATLAB程序書寫形式自由，利用起豐富的庫函數(shù)避開繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。由于庫函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性?？梢哉f，用MATLAB進(jìn)行科技開發(fā)是站在專家的肩膀上?！? 具有FORTRAN和C等高級(jí)語言知識(shí)的讀者可能已經(jīng)注意到，如果用FORTRAN或C語言去編寫程序，尤其當(dāng)涉及矩陣運(yùn)算和畫圖時(shí)，編程會(huì)很麻煩。例如，如果用戶想求解一個(gè)線性代數(shù)方程，就得編寫一個(gè)程序塊讀入數(shù)據(jù)，然后再使用一種求解線性方程的算法（例如追趕法）編寫一個(gè)程序塊來求解方程，最后再輸出計(jì)算結(jié)果。在求解過程中，最麻煩的要算第二部分。解線性方程的麻煩在于要對(duì)矩陣的元素作循環(huán)，選擇穩(wěn)定的算法以及代碼的調(diào)試動(dòng)不容易。即使有部分源代碼，用戶也會(huì)感到麻煩，且不能保證運(yùn)算的穩(wěn)定性。解線性方程的程序用FORTRAN和C這樣的高級(jí)語言編寫，至少需要四百多行，調(diào)試這種幾百行的計(jì)算程序可以說很困難。以下用MATLAB編寫以上兩個(gè)小程序的具體過程。MATLAB求解下列方程