1、實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)四、定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1應(yīng)用程序設(shè)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)計(jì) 實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)：硬件設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)：硬件設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、現(xiàn)象分析 實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)：實(shí)際應(yīng)用實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)：實(shí)際應(yīng)用 單片機(jī)原理與應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饬私?151單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的基本結(jié)計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和工作方式，掌握工作在定時(shí)器構(gòu)、工作原理和工作方式，掌握工作在定時(shí)器和計(jì)數(shù)器兩種方式下編程方法。和計(jì)數(shù)器兩種方式下編程方法。 定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器具有定時(shí)與計(jì)

2、數(shù)功能，既計(jì)數(shù)器具有定時(shí)與計(jì)數(shù)功能，既可工作于定時(shí)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的定時(shí)或延時(shí)控制；可工作于定時(shí)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的定時(shí)或延時(shí)控制；又可工作于計(jì)數(shù)方式，用于對(duì)外部事件的計(jì)數(shù)。又可工作于計(jì)數(shù)方式，用于對(duì)外部事件的計(jì)數(shù)。、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)要求1)1)采用中斷編程，利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器采用中斷編程，利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0T0定時(shí)，定時(shí)，工作于方式工作于方式1 1， 定時(shí)定時(shí)1 1秒，使秒，使P1P1口接的口接的8 8只發(fā)光二極管只發(fā)光二極管LEDLED發(fā)發(fā)光二極管依次從左到右開始逐個(gè)點(diǎn)亮或從右到左開始逐個(gè)光二極管依次從左到右開始逐個(gè)點(diǎn)亮或從右到左開始逐個(gè)點(diǎn)亮。點(diǎn)亮。2 2）利

3、用內(nèi)部定時(shí)器）利用內(nèi)部定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1T1，按計(jì)數(shù)器模式工作于方式，按計(jì)數(shù)器模式工作于方式1 1，對(duì)對(duì)P3.5P3.5引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)5 5個(gè)脈沖，使個(gè)脈沖，使I/OI/O口線上的口線上的LEDLED反轉(zhuǎn)一次，反復(fù)循環(huán)反轉(zhuǎn)一次，反復(fù)循環(huán)定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器 DICE-5210KDICE-5210K單片機(jī)實(shí)訓(xùn)箱，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)箱，PCPC機(jī)，機(jī)，DICE_KEIL USBDICE_KEIL USB仿真器、仿真器、KEILKEIL集成開發(fā)軟集成開發(fā)軟件。件。 定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1

4、程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)圖圖 P1P1口某一口某一I/OI/O口線狀態(tài)反轉(zhuǎn)電路口線狀態(tài)反轉(zhuǎn)電路 C1C1C2C289C5189C5189C5189C51C1C1C2C2圖圖3 3 定時(shí)定時(shí)50ms50ms輪流點(diǎn)亮電路輪流點(diǎn)亮電路 定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)P1P1口某一口某一I/OI/O口線狀態(tài)反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)電路如圖所示。將口線狀態(tài)反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)電路如圖所示。將5151單片機(jī)第單片機(jī)第4040腳腳VccVcc接電源接電源+5V+5V，第，第2020腳腳VssVss接地接地, ,為單片為單片機(jī)工作提供能源。機(jī)工作提供能源。 將第將第1919腳腳XTAL1XTAL1與

5、與1818腳腳XTAL2XTAL2分別接外部晶體兩個(gè)引分別接外部晶體兩個(gè)引腳，由石英晶體組成振蕩器，保證單片機(jī)內(nèi)部各部分有腳，由石英晶體組成振蕩器，保證單片機(jī)內(nèi)部各部分有序地工作。對(duì)外部序地工作。對(duì)外部C1C1、C2C2的取值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，的取值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)但電容的大小會(huì)影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性。定性、起振的快速性。C1C1、C2C2通常取值通常取值C1=C2=30PFC1=C2=30PF左右。左右。80518051的晶振最高振蕩頻率為的晶振最高振蕩頻率為12M12M，AT89C51AT89C51的外部晶

6、振最的外部晶振最高頻率可到高頻率可到24M24M。、硬件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)可靠的復(fù)位是保證單片機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素。單片機(jī)可靠的復(fù)位是保證單片機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素。因此，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常要使因此，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常要使RSTRST引腳保持引腳保持10ms10ms以上以上的高電平。當(dāng)?shù)母唠娖?。?dāng)RSTRST從高電平變?yōu)榈碗娖街?，單片機(jī)就從從高電平變?yōu)榈碗娖街?，單片機(jī)就從0000H0000H地址開始執(zhí)行程序。本電路是上電自動(dòng)復(fù)位地址開始執(zhí)行程序。本電路是上電自動(dòng)復(fù)位。 將將1 1個(gè)個(gè)LEDLED接在單片機(jī)接在單片機(jī)P1P1端

7、口的端口的P1.5P1.5引腳上，注意引腳上，注意LEDLED有有長(zhǎng)短兩個(gè)引腳，分別表示正負(fù)極，其中較短的負(fù)極接單片長(zhǎng)短兩個(gè)引腳，分別表示正負(fù)極，其中較短的負(fù)極接單片機(jī)，較長(zhǎng)的為正極機(jī)，較長(zhǎng)的為正極, ,通過(guò)限流電阻通過(guò)限流電阻R R與與VccVcc相連。相連。本實(shí)驗(yàn)只需將本實(shí)驗(yàn)只需將1 1個(gè)個(gè)LEDLED與與P1P1口相連?？谙噙B。單片機(jī)的單片機(jī)的P0P0、P1P1、P2P2、P3P3端口都可以用來(lái)控制端口都可以用來(lái)控制LEDLED。( (反過(guò)去再看設(shè)備反過(guò)去再看設(shè)備) )、硬件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)1 1）工作原理）工作原

8、理 89C5189C51內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0T0、T1T1，TL0TL0、TH0TH0和和TL1TL1、TH1TH1分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)定時(shí)器分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的低計(jì)數(shù)器的低8 8位和高位和高8 8位，位，用于控制與管理定時(shí)器用于控制與管理定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器工作的兩個(gè)寄存器計(jì)數(shù)器工作的兩個(gè)寄存器TCONTCON和和TMOD,TMOD,設(shè)置它們相應(yīng)位設(shè)置它們相應(yīng)位, ,可以對(duì)可以對(duì)T0T0、T1T1進(jìn)行各種控制。進(jìn)行各種控制。 寄存器寄存器TCONTCON為控制寄存器，用于控制兩個(gè)定時(shí)器為控制寄存器，用于控制兩個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)數(shù)器的啟動(dòng)/ /停止

9、，在溢出時(shí)設(shè)定標(biāo)志位，停止，在溢出時(shí)設(shè)定標(biāo)志位，TCONTCON中中TR0TR0、TR1TR1是是T0T0、T1T1對(duì)應(yīng)的開始運(yùn)行控制位，對(duì)應(yīng)的開始運(yùn)行控制位，TF0TF0、TF1TF1是溢出標(biāo)是溢出標(biāo)志剩下志剩下4 4位是兩個(gè)外部中斷位是兩個(gè)外部中斷INT0INT0、INT1INT1對(duì)應(yīng)的方式控制位對(duì)應(yīng)的方式控制位IT0IT0、IT1IT1和中斷請(qǐng)求標(biāo)志和中斷請(qǐng)求標(biāo)志IE0IE0、IE1IE1。低電平觸發(fā)或低電平觸發(fā)或下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)1 1）工作原理）工作原理 TFxTFx：定時(shí)器：定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)志計(jì)數(shù)

10、器溢出標(biāo)志 當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，硬件電路置當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，硬件電路置TFxTFx為為 “ “1”1”，響應(yīng)中斷時(shí)硬，響應(yīng)中斷時(shí)硬件件 自動(dòng)復(fù)位自動(dòng)復(fù)位TRxTRx。 TRxTRx：定時(shí)器：定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器控制位計(jì)數(shù)器控制位 “ “1”1”：?jiǎn)?dòng)；：?jiǎn)?dòng)； “ “0”0”：停止。：停止。 定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)1 1）工作原理）工作原理 寄存器寄存器TMODTMOD為工作方式控制寄存器，用來(lái)設(shè)置定時(shí)器為工作方式控制寄存器，用來(lái)設(shè)置定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的工作方式，并確定用于定時(shí)還是用于計(jì)數(shù)。的工作方式，并確定用于定時(shí)還是用于計(jì)數(shù)。 TMODT

11、MOD中每個(gè)定時(shí)器中每個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)GATEGATE、C/TC/T、M1M1、M0M0的的4 4位，位，GATEGATE是選通門控位，它決是選通門控位，它決定定T0T0、T1T1的開始運(yùn)行是否要受外部中斷輸入引腳電平的控制；的開始運(yùn)行是否要受外部中斷輸入引腳電平的控制；C/TC/T是定時(shí)器是定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器選擇位，在定時(shí)器工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)來(lái)計(jì)數(shù)器選擇位，在定時(shí)器工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)來(lái)自內(nèi)部時(shí)鐘，每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)寄存器加自內(nèi)部時(shí)鐘，每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)寄存器加1 1，在計(jì)數(shù)器工作方式時(shí)，在計(jì)數(shù)器工作方式時(shí), ,計(jì)數(shù)輸入信號(hào)來(lái)自計(jì)數(shù)輸入信號(hào)來(lái)自T0T0、T1T1管腳，

12、輸入信號(hào)每次從管腳，輸入信號(hào)每次從1 1到到0 0跳變，計(jì)數(shù)跳變，計(jì)數(shù)寄存器加寄存器加1 1，要注意的是輸入信號(hào)的最高頻率不得大于機(jī)器振蕩頻，要注意的是輸入信號(hào)的最高頻率不得大于機(jī)器振蕩頻率的率的1/241/24；M1M1、M0M0是模式控制位，決定了是模式控制位，決定了T0T0、T1T1的四種工作模式的四種工作模式工作方式工作方式0 0、工作方式、工作方式1 1、工作方式、工作方式2 2、工作方式、工作方式3 3。定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)1 1）工作原理）工作原理 M1 M0M1 M0工作方式選擇：工作方式選擇： 0 00 0：方式：方式0

13、 0，1313位定時(shí)器位定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 0 10 1：方式：方式1 1，1616定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 1 01 0：方式：方式2 2，8 8位自動(dòng)重裝定時(shí)器位自動(dòng)重裝定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 1 11 1：方式：方式3 3，定時(shí)器，定時(shí)器0 0的的TL0TL0是一個(gè)是一個(gè)8 8位的定時(shí)器位的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器，TH0TH0是一個(gè)是一個(gè)8 8位位 的定時(shí)器，定時(shí)器的定時(shí)器，定時(shí)器1 1停止工作方式停止工作方式3 3（T1T1可工作于方式可工作于方式0 0、1 1） C/TC/T：定時(shí)器：定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器選擇：計(jì)數(shù)器選擇： “ “1”1”：計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器 “ “0”0

14、”：定時(shí)器：定時(shí)器 GAMEGAME：選通門控制信號(hào)：選通門控制信號(hào)： “ “1”1”：由：由TRxTRx和引腳和引腳INTxINTx共同控制啟動(dòng)共同控制啟動(dòng) “ “0”0”：僅由控制位：僅由控制位TRxTRx啟動(dòng)啟動(dòng) 定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)1 1）工作原理）工作原理 本實(shí)驗(yàn)用本實(shí)驗(yàn)用T1T1工作在方式工作在方式1 1，即，即1616位定時(shí)計(jì)數(shù)方式為例簡(jiǎn)要說(shuō)明定位定時(shí)計(jì)數(shù)方式為例簡(jiǎn)要說(shuō)明定時(shí)器時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的工作過(guò)程，根據(jù)需要設(shè)置計(jì)數(shù)器的工作過(guò)程，根據(jù)需要設(shè)置TMODTMOD及及TL1TL1、TH1TH1的數(shù)值，開的數(shù)值，開啟定時(shí)或計(jì)數(shù)，

15、定時(shí)或計(jì)數(shù)溢出時(shí)自動(dòng)置溢出標(biāo)志，并請(qǐng)求中斷。啟定時(shí)或計(jì)數(shù)，定時(shí)或計(jì)數(shù)溢出時(shí)自動(dòng)置溢出標(biāo)志，并請(qǐng)求中斷。圖圖4 4工作方式工作方式1-161-16位定時(shí)器位定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)2 2）程序流程如圖）程序流程如圖5 5所示。所示。圖圖5 5P1P1口輸出程序流程圖口輸出程序流程圖 定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)）參考程序）參考程序 ；定時(shí)；定時(shí)50ms50ms信號(hào)反轉(zhuǎn)信號(hào)反轉(zhuǎn) CSEG AT 0000HCSEG AT 0000H LJMP START ; LJMP START ;查詢方式查詢方式 CSEG AT

16、 4100HCSEG AT 4100HSTART: MOV TMODSTART: MOV TMOD，#_ #_ MOV TH1 MOV TH1，#_#_ MOV TL1 MOV TL1，#_#_ SETB TR1 SETB TR1WAITWAIT： JBC TF1JBC TF1，NEXTNEXT SJMP WAIT SJMP WAITNEXTNEXT： CPL P1._CPL P1._ MOV TH1 MOV TH1，#_#_ MOV TL1 MOV TL1，#_#_ SJMP WAIT SJMP WAIT END END定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)）參考程序）參考

17、程序；用定時(shí)器延時(shí)；用定時(shí)器延時(shí)60ms60ms后，后，LEDLED輪流點(diǎn)亮。輪流點(diǎn)亮。 ORG 0000HORG 0000H START: MOV R0, #8 START: MOV R0, #8 ；設(shè)右移；設(shè)右移8 8次次 MOV A, #01111111B MOV A, #01111111B ；存入開始點(diǎn)亮燈位置；存入開始點(diǎn)亮燈位置 LOOP: MOV P1, A LOOP: MOV P1, A ；傳送到；傳送到P1P1并輸出并輸出 ACALL DELAY ACALL DELAY ；調(diào)延時(shí)子程序；調(diào)延時(shí)子程序 RR A RR A ；右移一位；右移一位 DJNZ R0, LOOP DJNZ

18、 R0, LOOP ；判斷移動(dòng)次數(shù)；判斷移動(dòng)次數(shù) JMP START JMP START ；重新設(shè)定顯示值；重新設(shè)定顯示值 DELAY: MOV TMOD,#00000001B ; DELAY: MOV TMOD,#00000001B ; 設(shè)定設(shè)定TOTO工作在工作在MODE1MODE1 SETB TR0 ; SETB TR0 ; 啟動(dòng)啟動(dòng)TOTO開始計(jì)時(shí)開始計(jì)時(shí) MOV TL0,#LOW(65536-60000) ; MOV TL0,#LOW(65536-60000) ; 裝入低位裝入低位 MOV TH0,#HIGH(65536-60000); MOV TH0,#HIGH(65536-600

19、00); 裝入高位裝入高位 JNB TF0,$ ; T0JNB TF0,$ ; T0沒(méi)有溢出等待沒(méi)有溢出等待 CLR TF0 ; CLR TF0 ; 產(chǎn)生溢出產(chǎn)生溢出, ,清標(biāo)志位清標(biāo)志位 RET ; RET ; 子程序返回子程序返回 END ;END ; 程序結(jié)束程序結(jié)束定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0/T1T0/T1程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)際操作注意之處實(shí)際操作注意之處1 1）安裝好仿真器，用串行數(shù)據(jù)通信線連接計(jì)算機(jī)與仿真器，把）安裝好仿真器，用串行數(shù)據(jù)通信線連接計(jì)算機(jī)與仿真器，把仿真頭插到模塊的單片機(jī)插座中，打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，打開仿真仿真頭插到模塊的單片機(jī)插座中，打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，打開仿真器電源器電源, ,打開電腦。打開電腦。2 2）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，打開）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，打開KEILKEIL集成開發(fā)軟件，進(jìn)行工程項(xiàng)目設(shè)置，集成開發(fā)軟件，進(jìn)行工程項(xiàng)目設(shè)置，通信正常