C51单片机定时器及数码管控制实验报告

理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 201 — 201学年第 1 学期）课程名称：单片机技术开课实验室：年月日一、实验目的1．掌握定时器 T0、T1 的方式选择和编程方法，了解中断服务程序的设计方法，学会实时程序的调试技巧。

2．掌握 LED 数码管动态显示程序设计方法。

二、实验原理1．89C51 单片机有五个中断源(89C52 有六个)，分别是外部中断请求 0、外部中断请求 1、定时器/计数器 0 溢出中断请求、定时器/计数器 0 溢出中断请求及串行口中断请求。

每个中断源都对应一个中断请求位，它们设置在特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 中。

当中断源请求中断时，相应标志分别由 TCON 和 SCON 的相应位来锁寄。

五个中断源有二个中断优先级，每个中断源可以编程为高优先级或低优先级中断，可以实现二级中断服务程序嵌套。

在同一优先级别中，靠部的查询逻辑来确定响应顺序。

不同的中断源有不同的中断矢量地址。

中断的控制用四个特殊功能寄存器 IE、IP、TCON (用六位)和 SCON(用二位)，分别用于控制中断的类型、中断的开／关和各种中断源的优先级别。

中断程序由中断控制程序（主程序）和中断服务程序两部分组成：1）中断控制程序用于实现对中断的控制；2）中断服务程序用于完成中断源所要求的中断处理的各种操作。

C51 的中断函数必须通过 interrupt m 进行修饰。

在 C51 程序设计中，当函数定义时用了 interrupt m 修饰符，系统编译时把对应函数转化为中断函数，自动加上程序头段和尾段，并按 MCS-51 系统中断的处理方式自动把它安排在程序存储器中的相应位置。

在该修饰符中，m 的取值为 0~31，对应的中断情况如下：0——外部中断 01——定时/计数器 T02——外部中断 13——定时/计数器 T14——串行口中断5——定时/计数器 T2其它值预留。

89C51 单片机设置了两个可编程的 16 位定时器 T0 和 T1，通过编程，可以设定为定时器和外部计数方式。

T1 还可以作为其串行口的波特率发生器。

2．定时器 T0 由特殊功能寄存器 TL0 和 TH0 构成，定时器 T1 由 TH1 和TL1 构成，特殊功能寄存器 TMOD 控制定时器的工作方式，TCON 控制其运行。

定时器的中断由中断允许寄存器 IE，中断优先权寄存器 IP 中的相应位进行控制。

定时器 T0 的中断入口地址为 000BH，T1 的中断入口地址为 001BH。

定时器的编程包括：1）置工作方式。

2）置计数初值。

3）中断设置。

4）启动定时器。

定时器/计数器由四种工作方式，所用的计数位数不同，因此，定时计数常数也就不同。

3．单片机的拉电流比较小（100~200uA）,灌电流比较大（最大是 25mA，一般不能超过 10mA），不能直接驱动数码管，需要扩流电路。

可以用三级管来驱动，但是 51 单片机只有 32 个 I/O 口，可能需要外接多种器件， I/O 口是不够用的。

故可选用 74HC573 锁存器来解决这个问题，开发板上数码管的硬件设计电路图，如图 1 所示。

TX-1C 实验开发板用两个 74HC573 锁存器（输出电流较大，接口简单），通过 P0 口控制六个数码管的段选及位选，其中 P2.6 控制锁存器 U1（DULA），P2.7 控制锁存器 U2（WELA）。

单片机控制锁存器的锁存端，进而控制锁存器的输出，这种分时控制的方法可方便地控制任意数码管显示任意数字。

图 1 LED 数码管电路原理图三、实验容利用动态扫描和定时器 1 在数码管上显示出从 765432 开始以 1/10 秒的速度往下递减直至 765398 并保持显示此数，与此同时利用定时器 0 以 500MS 速度进行流水灯从上至下移动，当数码管上数减到停止时，实验板上流水灯也停止然后全部开始闪烁，3 秒后（用 T0 定时）流水灯全部关闭、数码管上显示出“HELLO”。

到此保持住。

计算初值公式定时模式 1 th0=(216-定时时间) / 256 tl0=(216-定时时间) % 256四、实验步骤1、按实验要求在 KeilC 中创建项目，编辑、编译程序。

2、将编译生成的目标码文件（后缀为.Hex）下载到实验板电路中。

3、在实验板中运行程序，观察实验运行结果并记录。

五、实验结果开始时数码管的数字是765432，随后是765429，流水灯显示的是第一个灯，实验结果如下图所示：当数码管显示765406时，流水灯显示是第六个灯，实现现象如下图所示：当数码管显示765398时，流水灯显示的是第七个灯，由于LED灯变化快，难以捕捉到此时刻，以下图片是随后LED闪烁，数码管保持765398的现象：最后流水灯全部关闭，数码管显示HELLO字样的现象：六、心得体会通过这次实验，巩固了流水灯的操作，在此之上，加深了八段数码管的动态显示的理解，对定时器中断的理解和运用，虽然在实验的的过程中遇到了各种各样的问题，但是在老师和同学们的帮助下，我失算顺利的完成了这次实验，为后续的学习打下了坚实的基础。

七、思考1．若用定时器 1 方式 2，程序如何修？答：对定时器/计数器的工作方式进行修改，即：TMOD = 0x21；//0010’00012．若显示从“99”开始递减，程序如何修改？答：只需选择第一个和第二个数码管即可，当递减到0时停止，或者继改回数字99，程序的其他部分基本不变。

八、源代码#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit led1 = P1^0;sbit dula = P2^6;sbit wela = P2^7;uchar code table[]={ //建一table数组，元素是0~F字样0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};uchar code Hello[]={ //建一HELLO数组，元素是H,E,L,L,O字样0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f};void init();//main()函数初始化的函数的声名void delayms(uint); //延时函数声名void display(uchar,uchar,uchar);//数码管显示函数声名void disHello(); //HELLO显示函数声名uchar num1,num2,bai,shi,ge; //定义全局变量int count,temp;void main(){init();while(1){if(num1==10)//定时器每次计时50ms，当计满500ms时，LED灯流动{num1=0;P1 = _crol_(P1,1); //循环左移}if(num2==2)//当计满0.1s时，数码管的值减1{num2 = 0;count--;if(count==398)//当数码管减到765398时，保持该数，8个LED灯闪//烁{TR1 = 0;TR0 = 0;bai = count/100;//获得398的个、十、百位shi = count/10%10;ge = count%10;display(bai,shi,ge); //显示数码管的六位数P1 = 0x00; //8个LED闪烁的初始状态num1 = 0; //重新启动定时器T0时，num1重新初始化为0TR0 = 1;while(1){if(num1%10==0) //8个LED每隔500ms闪烁P1 = ~P1; //LED灯取反if(num1 == 60) //当计满3s时，关闭LED灯，在数码管上显//示HELLO{TR0 = 0; //关闭定时器T0P1 = 0xff; //关闭LED灯disHello(); //显示HELLO}elsedisplay(bai,shi,ge); //当没计满3s时，继续显示之前的6位数}}bai = count/100;shi = count/10%10;ge = count%10;}display(bai,shi,ge);}}void init() //main()函数的初始化{TMOD = 0x11; //定时器T0,T1的工作方式都是1TH0 = (65536-45872)/256; //T0计数寄存器的初始化TL0 = (65536-45872)%256;TH1 = (65536-45872)/256;//T1计数寄存器的初始化TL1 = (65536-45872)%256;P1 = 0xfe; //LED的初始化count = 432; //计数器的初始化，因为只有后三位变化EA = 1; //打开总中断ET0 = 1; //打开计时器T0TR0 = 1; //打开计时器T1ET1 = 1; //开启计时器T0TR1 = 1; //开启计时器T1 }void disHello()//HELLO显示程序{wela = 1;P0 = 0xfe;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = Hello[0];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xfd;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = Hello[1];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xfb;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = Hello[2];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xf7;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = Hello[3];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xef;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = Hello[4];dula = 0;delayms(5);}void display(uchar bai,uchar shi,uchar ge) //数码管显示程序{wela = 1;P0 = 0xfe;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = table[7];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xfd;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = table[6];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xfb;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = table[5];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xf7;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = table[bai];dula = 0;. .delayms(5);wela = 1;P0 = 0xef;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = table[shi];dula = 0;delayms(5);wela = 1;P0 = 0xdf;wela = 0;P0 = 0xff;dula = 1;P0 = table[ge];dula = 0;delayms(5);}void delayms(uint xms){uint i,j;for(i=0;i<xms;i++)for(j=0;j<110;j++);}void T0_time() interrupt 1 //定时器T0程序{TH0 = (65536-45872)/256;TL0 = (65536-45872)%256;num1++;}void T1_time() interrupt 3 //定时器T1程序{TH1 = (65536-45872)/256;TL1 = (65536-45872)%256;num2++;}.. ..。