實驗10定時器程序

1、實驗十 定時器程序?qū)嶒瀸嶒災康模毫私?51 單片機工作原理、熟悉其使用方法實驗所用器材：電腦、CAR-C51 開發(fā)板、STC12C5A60S2、USB 鏈接線、實驗安裝光盤等實驗現(xiàn)象：LED 閃動，改變定時器定時時間，LED 閃動的頻率有變化實驗步驟：1. Keil 軟件，添加音樂世上只有好世上只有好.uvproj2. 編譯后，通過軟件把工程的 HEX 文件到開發(fā)板中改3. 觀察 P2.0 端口對應的 LED 燈閃動頻率，改變定時器定時時間，再觀察閃動頻率關(guān)鍵知識講解：80C51 單片機內(nèi)部設有兩個 16 位的可編程定時器/計數(shù)器?？删幊痰囊馑际侵钙涔δ埽ㄈ绻ぷ鞣绞?、定時時間、量程、啟動方式等

2、）均可由指令來確定和改變。在定時器/計數(shù)器中除了有兩個 16位的計數(shù)器之外，還有兩個特殊功能寄存器（控制寄存器和方式寄存器）。從上面定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖中可以看出，16 位的定時/計數(shù)器分別由兩個 8 位寄存器組成，即：T0 由TH0 和TL0 構(gòu)成；T1 由TH1 和 TL1。其地址依次為 8AH-8DH。每個寄存器均可單獨。這些寄存器是用于存放定時或計數(shù)初值的。此外，其內(nèi)部還有一個 8 位的定時器方式寄存器 TMOD 和一個 8 位的定時控制寄存器TCON。這些寄存器之間是通過內(nèi)部總線和控制邏輯電路連接起來的。TMOD 主要是用于選定定時器的工作方式；TCON 主要是用于控制定時器的啟動

3、停止，此外 TCON 還可以保存 T0、T1 的溢出和中斷標志。當定時器工作在計數(shù)方式時，外部事件通過引腳 T0（P3.4）和 T1（P3.5）輸入。定時計數(shù)器的原理：16 位的定時器/計數(shù)器實質(zhì)上就是一個加 1 計數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。當定時器/計數(shù)器為定時工作方式時，計數(shù)器的加 1 信號由振蕩器的 12 分頻信號產(chǎn)生，即每過一個機器周期，計數(shù)器加 1，直至計滿溢出為止。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。因一個機器周期等于 12 個振蕩周期，所以計數(shù)頻率fcount=1/12osc。如果晶振為 12MHz，則計數(shù)周期為：T=1/（12106）Hz1/12=1s這是最短的

4、定時周期。若要延長定時時間，則需要改變定時器的初值，并要適當選擇定時器的長度（如 8 位、13 位、16 位等）。當定時器/計數(shù)器為計數(shù)工作方式時，通過引腳 T0 和 T1 對外部信號計數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。計數(shù)器在每個機器周期的 S5P2 期間采樣引腳輸入電平。若一個機器周期采樣值為 1，下一個機器周期采樣值為 0，則計數(shù)器加 1。此后的機器周期S3P1 期間，新的計數(shù)值裝入計數(shù)器。所以檢測一個由 1 至 0 的跳變需要兩個機器周期，故外部事年的最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。例如，如果選用 12MHz 晶振，則最高計數(shù)頻率為 0.5MHz。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求

5、，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計數(shù)脈沖的與低電平保持時間均需在一個機器周期以上。當 CPU 用軟件給定時器設置了某種工作方式之后，定時器就會按設定的工作方式獨立運行，不再占用 CPU 的操作時間，除非定時器計滿溢出，才可能中斷 CPU 當前操作。CPU 也可以重新設置定時器工作方式，以改變定時器的操作。由此可見，定時器是單片機中效率高而且工作靈活的部件。綜上所述，已知定時器/計數(shù)器是一種可編程部件，所以在定時器/計數(shù)器開始工作之前，CPU 必須將一些命令（稱為控制字）寫入定時/計數(shù)器。將控制字寫入定時/計數(shù)器的過程叫定時器/計數(shù)器初始化。在初始化過程中，要將工作方式控制字寫

6、入方式寄存器，工作狀態(tài)字（或相關(guān)位）寫入控制寄存器，賦定時/計數(shù)初值。下面就控制字的格式及各位的主要功能與大家詳細的講解?？刂萍拇嫫?定時器計數(shù)器 T0 和 T1 有 2 個控制寄存器-TMOD 和 TCON，它們分別用來設置各個定時器計數(shù)器的工作方式，選擇定時或計數(shù)功能，控制啟動運行，以及作為運行狀態(tài)的標志等。其中，TCON 寄存器中另有 4 位用于中斷系統(tǒng)。定時器/計數(shù)器方式寄存器 TMOD：定時器方式控制寄存器 TMOD 在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 89H，無位地址。TMOD 的格式如下圖所示。由圖可見，TMOD 的高 4 位用于 T1，低 4 使用于T0，4 種符號的含義如下：GA

7、TE：門控制位。GATE 和軟件控制位 TR、外部引腳信號的狀態(tài),共同控制定時器計數(shù)器的打開或關(guān)閉。CT：定時器計數(shù)器選擇位。C/T1，為計數(shù)器方式；CT0，為定時器方式。M1M0：工作方式選擇位，定時器計數(shù)器的 4 種工作方式由M1M0 設定。工作方式功能描述0 0工作方式 0位計數(shù)器工作方式位計數(shù)器工作方式自動再裝入位計數(shù)器1 1工作方式 3定時器 0：分成兩個 8 位計數(shù)器，定時器 1：停止計數(shù)定時器/計數(shù)器方式控制寄存器 TMOD 不能進行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設置定時器工作方式，低半字節(jié)定義為定時器 0，高半字節(jié)定義為定時器 1。復位時，TMOD 所有為 0。例：設定定時器 1

8、為定時工作方式，要求軟件啟動定時器 1按方式 2 工作。定時器 0 為計數(shù)方式，要求由軟件啟動定時器 0，按方式 1 工作。怎么來實現(xiàn)這個要求呢？大家先看上面 TMOD 寄存器各位的分布圖第一個問題：控制定時器 1 工作在定時方式或計數(shù)方式是哪個位？通過前面的學習，已知道，C/T 位（D6）是定時或計數(shù)功能選擇位，當 C/T=0 時定時/計數(shù)器就為定時工作方式。所以要使定時/計數(shù)器 1 工作在定時器方式就必需使 D6 為 0。第二個問題：設定定時器 1 按方式 2 工作。上表中可以看出，要使定時/計數(shù)器 1 工作在方式 2，M0（D4） M1（D5）的值必須是 10。第三個問題：設定定時器 0

9、 為計數(shù)方式。與第一個問題一樣，定時/計數(shù)器 0 的工作方式選擇位也是 C/T（D2），當 C/T=1 時，就工作在計數(shù)器方式。第四個問題：由軟件啟動定時器 0，前面已講過，當門控位GATE=0 時，定時/計數(shù)器的啟停就由軟件控制。第五個問題：設定定時/計數(shù)器工作在方式 1，使定時/計數(shù)器 0工作在方式 1，M0（D0） M1（D1）的值必須是 0 1。從上面的分析可以知道，只要將 TMOD 的各位，按規(guī)定的要求設置好后，定時器/計靈敏器就會按預定的要求工作。分析的這個例子最后各位的情況如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 0 1 0 0 1 0 1二進制數(shù) 00100101

10、=進制數(shù) 25H。所以執(zhí)行 MOV TMOD,#25H這條指令就可以實現(xiàn)上述要求。定時器/計數(shù)器控制寄存器 TCON：TCON 在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 88H，位地址(由低位到)為 88H 一 8FH，由于有位地址，十分便于進行位操作。TCON 的作用是控制定時器的啟、停，標志定時器溢出和中斷情況。TCON 的格式如下圖所示。其中，TFl，TRl，TF0 和 TR0 位用于定時器計數(shù)器；IEl，IT0 和IT0 位用于中斷系統(tǒng)。各位定義如下：TF1：定時器 1 溢出標志位。當字時器 1 計滿溢出時，由硬件使TF1 置“1”，并且申請中斷。進入中斷服務程序后，由硬件自動清“0”，在查詢方

11、式下用軟件清“0”。TR1：定時器 1 運行控制位。由軟件清“0”關(guān)閉定時器 1。當GATE=1，且1 為時，TR1 置“1”啟動定時器 1；當GATE=0，TR1 置“1”啟動定時器 1。TF0：定時器 0 溢出標志。其功能及操作情況同 TF1。TR0：定時器 0 運行控制位。其功能及操作情況同 TR1。IE1：外部中斷 1 請求標志。IT1：外部中斷 1 觸發(fā)方式選擇位。IE0：外部中斷 0 請求標志。IT0：外部中斷 0 觸發(fā)方式選擇位。TCON 中低 4 位與中斷有關(guān)，在下節(jié)課講中斷時再給予講解。由于 TCON 是可以位尋址的，因而如果只清溢出或啟動定時器工作，可以用位操作命令。例如：

12、執(zhí)行“CLR TF0”后則清定時器 0的溢出；執(zhí)行“SETB TR1”后可啟動定時器 1 開始工作（當然前面還要設置方式定）。定時器/計數(shù)器的初始化：由于定時器/計數(shù)器的功能是由軟件編程確定的，所以一般在使用定時/計數(shù)器前都要對其進行初始化，使其按設定的功能工作。初始貨的步驟一般如下：1、確定工作方式（即對 TMOD 賦值）；2、預置定時或計數(shù)的初值（可直接將初值寫入 TH0、TL0 或TH1、TL1）；3、根據(jù)需要開放定時器/計數(shù)器的中斷（直接對 IE 位賦值）；4、啟動定時器/計數(shù)器（若已規(guī)定用軟件啟動，則可把 TR0 或TR1 置“1”；若已規(guī)定由外中斷引腳電平啟動，則需給外引腳步加啟動

13、電平。當實現(xiàn)了啟動要求后，定時器即按規(guī)定的工作方式和初值開始計數(shù)或定時）。下面介紹一下確定時時/計數(shù)器初值的具體方法。智學因為在不同工作方式下計數(shù)器位數(shù)不同，因而最大計數(shù)值也不同?，F(xiàn)假設最大計數(shù)值為 M，那么各方式下的最大值 M 值如下：方式 0：M=213=8 192方式 1：M=216=65 536方式 2：M=28=256方式 3：定時器 0 分成兩個 8 位計數(shù)器，所以兩個 M 均為 256。因為定時器/計數(shù)器是作“加 1”計數(shù)，并在計數(shù)滿溢出時產(chǎn)生中斷，因此初值X 可以這樣計算：X=M-計數(shù)值特別提示：STC 的 51 單片機和普通的 51 單片機在設置定時器時間時略有不同，STC

14、的單片機定時器可以比普通 51 單片機定時器快上 12 倍，具體可以參考 STC 單片機技術(shù)手冊實驗代碼：/*NewWay 電子定時器控制實驗*/技術(shù)支持：官網(wǎng)：#include reg51.htypedef unsigned char BYTE;typedef unsignedWORD;/* define constants */#define FOSC 22118400L /定義系統(tǒng)時鐘#define MODE1Tline is 12T mode,/Timer clock mode, comment thisment is 1T mode#ifdef MODE1T#define T1MS

15、(65536-FOSC/1000)1T mode/1ms timercalculation method in#else#define T1MS (65536-FOSC/12/1000)12T mode/1ms timercalculation method in#endif/* define SFR */sfr AUXR = 0 x8e;/Auxiliaryregistersbit TEST_LED = P20;/work LED,flash once per second/* define variables */WORD count;/1000 times counter/* Timer0errupt routine */void tm0_isr()errupt1using1TL0 = T1MS;/reload timer0low byteTH0 = T1MS 8;/reload timer0highbyteif (count- = 0)/1ms * 1000 -1scount = 1000;/reset counterTEST_LED = ! TEST_LED;/work LED flash/*main program */void main()#ifdef MODE1TAUXR = 0 x80;/timer0 work i