单片机实验二 定时器-计数器应用

实验二单片机之定时器/计数器应用
一、实验目的
1.学习89C51内部定时计数器的使用和编程方法
2.进一步掌握中断处理程序的编写方法
二、实验说明
1、51单片机有。

两个16位内部定时器/计数器（T/C，Timer/ Counter）。

若是计数内部晶振驱动时钟，则是定时器；若是计数8051的输入引脚的脉冲信号，则它是计数器。

定时器实际上也是工作在计数方式下，只不过对固定频率的脉冲计数。

由于脉冲周期固定由计数值可以计算出时间，有定时功能。

定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。

TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。

TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。

2、TMOD
1) M1M0工作方式控制位
2) C/T 定时器方式或计数器方式选择位
若C/T=1时, 为计数器方式; C/T = 0时, 为定时器方式。

3）GATE 定时器/计数器运行门控标志位
当GATE=1时, T/C的启动受双重控制，即要求INT0 (或INT1)引脚为高电平且TR0(或TR1 )置1 时, 相应的T/C才被选通工作。

若GA TE=0, T/C的启动仅受TR0 (或TR1)控制，即置1, T/C就被选通, 而不管INT0 (或INT1)的电平是高还是低。

3、TCON
TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、T1 的溢出中断标志位, 加法计数器计满溢出时置1, 申请中断, 在中断响应后自动复位0。

TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断是否开放来决定。

TR1、TR0 分别是定时器/计数器T1、T0 的运行控制位, 通过软件置1 后, 定时器/计数器才开始工作, 在系统复位时被清0。

4、初始化
1)初始化步骤
在使用51系列单片机的T/C前，应对它进行编程初始化，主要是对TCON和TMOD 编程，还需要计算和装载T/C的计数初值。

一般完成以下几个步骤：
(1)确定T/C的工作方式——编程TMOD寄存器；
(2)计算T/C中的计数初值，并装载到TH和TL；
(3)T/C在中断方式工作时，必须开CPU中断和源中断——编程IE寄存器；
(4)启动定时器/计数器——编程TCON中TR1或TR0位。

2）计数初值的计算
(1)定时器的计数初值：
在定时器方式下，T/C是对机器周期脉冲计数的，f OSC=12MHZ，一个机器周期为12/fOSC=1us，则
方式0 13位定时器最大定时间隔=213*1us=8.192ms
方式1 16位定时器最大定时间隔=216*1us=65.536ms
方式2 8位定时器最大定时间隔=28*1us=256us
若T/C工作在定时器方式1时，要求定时1ms，求计数值。

如设计数初值为x，则有：(216-x)*1us=1000us 推出x=216-1000
因此，TH,TL可置65536-1000
(2)计数器的计数初值
在计数器方式下：
方式0 13位计数器的满计数值=213=8192
方式1 16位计数器的满计数值=216=65536
方式2 8位计数器的满计数值=28=256
若T/C工作在计数器方式2时，则要求计数10个脉冲的计数初值，如设计数初值为x。

则有
28-x=10 即x= 28-10
因此，TH=TL=256-10
三、参考例子
1）设单片机晶振频率为12 MHz，利用定时器在P1.0脚输出周期为2 ms的方波。

分析：选用定时器/计数器T0作定时器, 输出为P1.0引脚, 2 ms 的方波可由间隔1 ms 的高低电平相间而成, 因而只要每隔1 ms对P1.0取反一次即可得到这个方波。

机器周期=12÷12MHz= 1μs
1 ms内T0 需要计数N次: N= 1 ms÷1 μs = 1000
由于计数器向上计数，为得到1000个计数之后的定时器溢出，采用方式1给定时器置初值为：65536-1000.
2)在P1.7端接有一个发光二极管，要求利用T/C控制，使LED亮1s，灭1s，周而复始。

分析：要求定时1s，T/C的三种工作方式都不能满足。

（为什么？）对于较长时间的定时，应采用符合定时的方法。

●使T/C0工作在定时器方式1，定时50ms，定时时间到后P1.0反相，即P1.0端输出
周期100ms的方波脉冲。

另设T/C1工作在计数器方式2，对T1输出的脉冲计数，当计满10次，定时1s时间到，将P1.7端方向，改变灯的状态。

●采用6MHZ晶振T0定时，定时10ms；T1计数T0的定时跳变信号P1.0的负跳变
次数，计满50个跳变为1秒。

四、参考程序
1）
查询方式：
#include<reg51.h>
sbit P1_0=P1^0;
void main()
{
TMOD=0x01; //T/CO工作在定时器方式1
TR0=1; //启动T/C0
for(;;){
TH0=(65536-1000)/256; //预置计数初值
TL0=(65536-1000)%256;
do{}while(!TF0); //查询等待TF0置位
P1_0=!P1_0; //P1.0取反
TF0=0; //软件清TF0
}
}
中断方式：
#include<reg51.h>
sbit P1_0=P1^0;
void timer0(void) interrupt 1 using 1{ //T/C中断服务程序入口
P1_0=!P1_0; //P1.0取反
TH0=(65536-1000)/256; //计数初值重装载
TL0=(65536-1000)%256;
}
void main()
{
TMOD=0x01; //T/CO工作在定时器方式1 P1_0=0;
TH0=(65536-1000)/256; //预置计数初值
TL0=(65536-1000)%256;
EA=1; //CPU开中断
ET0=1; //T/C0开中断
TR0=1; //启动T/C0开始定时
do{}while(1);
}
2)
#include<reg51.h>
sbit P1_0=P1^0;
sbit P1_7=P1^7;
timer0 interrupt 1 using 1 /*T0中断服务程序*/
{
P1_0=! P1_0; /*10ms定时时间到, P1.0反相*/
TH0=(65536-5000)/256; /*计数初值重装载*/
TL0=(65536-5000)%256;
}
timer1 interrupt 3 using 2 /*T1中断服务程序入口*/
{
P1_7=! P1_7; /*1s定时时间到, 灯改变状态*/ }
main( )
{
P1_7=0; /*置灯初始灭*/
P1_0=1; /*保证第一次反相便开始计数*/
TMOD=0x61;
/*定时器0工作在方式1定时，定时器1工作在方式2计数*/ TH0=(65536-5000)/256; /*预置计数初值*/
TL0=(65536-5000)%256;
TH1=256-50;
TL1=256-50;
IP=0x08; /*置优先级寄存器*/
EA=1; /*CPU开中断*/
ET0=1; /*开T0中断*/
ET1=1; /*开T1中断*/
TR0=1; /*启动T0*/
TR1=1; /*启动T1*/
for (;;)
{ }
}
五、电路图
六、实验内容
（1）把参考例子中的第2种情况用proteus调试出来。

（2）利用定时/计数器T1产生定时时钟,由P1口控制8个发光二极管,使8个指示灯依次一个一个闪动，闪动频率为10次/秒(8个灯依次亮一遍为一个周期)，循环。

（如果第1题做完，可选做该题）。