单片机原理及应用设计(胡辉主编)
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单片机的定时器
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单片机的定时器/
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计数器计数器
计数器
习题
习题习题
习题
1.MCS-51系列的8051单片机内有几个定时/计数器?每个定时/计数器有几种
工作方式?如何选择?
答:MCS-51系列的8051单片机内有2个定时/计数器,即T0和T1,每个都可以编程为定时器或计数器,T0有四种工作方式(方式0—13位、方式1—16位、方
式2-可自动装入初值的8位、方式3-两个8位),T1有三种工作方式(与T0相
同的前三种),通过对TMOD的设置选择,其高四位选择T1,低四位选择T0。2.如果采用的晶振频率为3MHz,定时/计数器TO分别工作在方式0、1和2下,其最大的定时时间各为多少?
答:如果采用的晶振频率为3MHz,机器周期为12×1/(3*106)=4us,由于定时/ 计数器TO工作在方式0、1和2时,其最大的计数次数为8192、65536和256
所以,其最大定时时间分别是:方式0为8192×4us=32.768ms、方式1为65536 ×4us=262.144ms、方式2为256×4us=1024us。
3.定时/计数器TO作为计数器使用时,其计数频率不能超过晶振频率的多少?答:由于定时/计数器TO作为计数器使用时,是对外部引脚输入的脉冲进行计数,CPU在每个机器周期采样一次引脚,当前一次采样为高电平,后一次采样为低电平,则为一次有效计数脉冲,所以如果晶振频率为fosc,则其采样频率fosc/12,两次采样才能决定一次计数有效,所以计数频率不能超过fosc/24。
4.简单说明定时/计数器在不同工作模式下的特点。
答:方式0为13位的定时/计数器,由THx的8位和TLx的低5位构成、方式1 为16位的定时/计数器,由THx的8位和TLx的8位构成,方式2为8位的定时/ 计数器,TLx为加1计数器,THx为计数初值寄存器。方式3只能用于T0,是将
T0的低8位用作一个独立的定时/计数器,而高8位的TH0用作一个独立的定时
器,并借用T1的TR1和TF1作为高8位定时器的启停控制位和溢出标志位。
5.定时器工作在方式2时有何特点?适用于什么应用场合?
答:定时器工作在方式2时是一个可自动装入时间常数初值的8位定时/计数器,TLx为加1计数器,THx为计数初值寄存器。由于其恢复初值由硬件自动完成,
所以当需要反复计数时,用方式2可以方便地实现精确的定时。
6.一个定时器的定时时间有限,如何采用两个定时器的串行定时来实现较长时
间的定时?
答:一个定时器的定时时间有限,可采用两个定时器的串行定时来实现较长时间
的定时,比如,当fosc=12MHz时,单个定时/计数器采用方式1的最大定时时
间为65.536ms,此时若用另一个定时/计数器按方式1进行溢出次数计数,在定
时器溢出中断时,给计数器发一个计数脉冲,且两者均为方式一,则两者串行可
达到的定时时间为65536×65.536ms=4294967.296ms。
7.设MCS-51单片机的晶振频率为12MHz,请编程使P1.O端输出频率为20kHz
的方波。
解:fosc = 12MHz,所以机器周期为1us。20kHz的方波周期为1/(20×1000)=50us,方波即高电平和低电平和时间相等,所以只需设一个定时器定时25us将P1.O
求反一次即可。由于题目没有规定,所以可以用查询方式,也可以用中断方式进
行编程实现。
方法一:采用查询方式实现
#include
void main(){
P1_0=0; //输出初值为0
TMOD=0x02; //T0方式2定时
TH0=256-25; //计25次,计数初值为模256减25
TL0=TH0;
TR0=1; //启动T0
while(1) //无限循环
if(TF0){ //查询T0溢出标志
TF0=0; //溢出标志复位
P1_0=!P1_0; //输出求反
}
}
方法二:采用中断方式实现
#include
sbit P1_0=P1^0; //定义输出引脚变量
void main(){
P1_0=0; //输出初值为0
TMOD=0x02; //T0方式2定时
TH0=256-25; //计25次,计数初值为模256减25
TL0=TH0;
IE=0x82; //允许CPU响应中断,允许T0发中断请求
TR0=1; //启动T0
for(;;){} //无限循环等待中断
}
timer0()interrupt 1 using 1{
P1_0=!P1_0; //输出求反
}
8.采用定时/计数器TO对外部脉冲进行计数,每计数10O个脉冲,TO切换为定时工作方式。定时1ms后,又转为计数方式,如此循环不止。假定MCS-5l单片
机的晶体振荡器的频率为6MHz,要求T0工作在方式1状态,请编写出相应程序。解:晶体振荡器的频率为6MHz,则机器周期为12×1/(6*106)= 2us, 要定时1ms,需计数次数为1000/2=500次
#include
sbit P1_0=P1^0;
void main(){
while(1){
TMOD=0x05;//T0计数,方式一
TH0=(65536-100)/256;//计数100次
TL0=(65536-100)%256;
TR0=1;
while(!TF0);//等待计数100次的溢出
TF0=0; //溢出标志复位
TMOD=0x01;//T0定时,方式一 TH0=(65536-500)/256;//计数100次
TL0=(65536-500)%256;
TR0=1; //启动T0
while(!TF0); //等待定时时间到1ms的溢出
TF0=0; //溢出标志复位
}
}
9.设单片机的fosc = 12MHz,使P1.O和P1.1分别输出周期为1ms和lOms的
方波,请用定时器TO方式2编程实现。
解:fosc = 12MHz,所以机器周期为1us。
要使P1.0输出周期为1000us的方波,可以通过定时中断方式实现,定时时间为250us,定时计数2次来实现,对P1.0求反即可。
要使P1.1输出周期为10ms的方波,也可以通过定时中断方式实现,定时时间为5ms,当时间到时,对P1.1求反即可。由于5ms/250us=20,所以也可以通过对250us的定时计数20次来实现。程序如下:
#include
sbit P1_0=P1^0;//输出周期为400us的方波的引脚
sbit P1_1=P1^1; //输出周期为10ms的方波的引脚
unsigned char num1=0,num2=0;//中断次数计数器,初值为0
void main(){
P1_0=0; //输出初值为0
P1_1=0; //输出初值为0
TMOD=0x02; //T0方式2定时
TH0=256-250;//计200次,计数初值为模256减200
TL0=TH0;
IE=0x82; //允许CPU响应中断,允许T0发中断请求