單片機應(yīng)用教程課件項目三 定時計數(shù)器

單片機應(yīng)用教程項目三定時/計數(shù)器通過本章學(xué)習(xí)同學(xué)們首先掌握定時器/計數(shù)器工作原理，定時器/計數(shù)器控制寄存器的設(shè)置方法，以及定時器/計數(shù)器工作方式，并能根據(jù)不同的工作方式設(shè)置定時器/計數(shù)器。在此基礎(chǔ)上，靈活應(yīng)用，設(shè)計定時和計數(shù)電路，并能根據(jù)電路結(jié)構(gòu)編寫相應(yīng)程序，實現(xiàn)對應(yīng)功能。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)要求任務(wù)分析任務(wù)實施相關(guān)知識點任務(wù)一控制單個發(fā)光二極管亮滅循環(huán)交替一、任務(wù)目標(biāo)1.理解80C51定時/計數(shù)器工作原理2.掌握80C51定時/計數(shù)器控制寄存器的名稱及設(shè)置3.掌握定時/計數(shù)器工作方式4.掌握根據(jù)不同的工作方式設(shè)置定時/計數(shù)器的方法二、任務(wù)要求

通過控制接在P1.0引腳上的發(fā)光二級管，讓發(fā)光二極管實現(xiàn)亮一秒滅一秒的循環(huán)顯示，發(fā)光二極管延時一秒是通過定時器定時來實現(xiàn)。三、任務(wù)分析硬件電路分析：發(fā)光二極管低電平驅(qū)動限流電阻復(fù)位電路時鐘電路三、任務(wù)分析軟件設(shè)計：三、任務(wù)分析⑴計算計數(shù)器初值假設(shè)晶振采用6MHz,則機器周期T=2us,采用定時器T0，定時器采用方式1。定時器初值：X=M-定時值/TX=65536-100000/2=1553615536轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制是3CB0H。⑵定時器初始化

設(shè)置TMOD=01H,定時器T0工作在方式1下。

裝入計數(shù)初值，TH0=3CH,TL0=B0H

三、任務(wù)分析⑴計算計數(shù)器初值假設(shè)晶振采用6MHz,則機器周期T=2us,采用定時器T0，定時器采用方式1。定時器初值：X=M-定時值/TX=65536-100000/2=1553615536轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制是3CB0H。⑵定時器初始化

設(shè)置TMOD=01H,定時器T0工作在方式1下。

裝入計數(shù)初值，TH0=3CH,TL0=B0H

三、任務(wù)分析ORG0000HMOVTMOD,#01H;定時器0工作在定時方式，采用方式1MOVTH0,#3CH;定時器0送初值MOVTL0,#0B0HMOVR1,#10;設(shè)置循環(huán)次數(shù)SETBTR0;啟動定時器0LP1:JBCTF0,LP2;判斷定時器0溢出否，溢出則標(biāo)志位清0SJMPLP1;定時器0沒有溢出，繼續(xù)等待溢出LP2:MOVTH0,#3CH;溢出，則定時器0重新賦計數(shù)初值MOVTL0,#0B0HDJNZR1,LP1;判讀定時器0是否溢出10次

MOVR1,#10CPLP1.0;溢出10次后，P1.0引腳狀態(tài)取反AJMPLP1;跳到LP1標(biāo)號處繼續(xù)執(zhí)行END程序?qū)崿F(xiàn)一：查詢法三、任務(wù)分析#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;//位定義voiddelay(void);//延時函數(shù)聲明voidmain(){TMOD=0x01;//定時器0工作在方式1，采用定時方式while(1){P1_0=0;delay();//調(diào)用延時子程序P1_0=1;delay();}}后續(xù)程序?qū)崿F(xiàn)一：查詢法三、任務(wù)分析/*延時1秒子程序*/voiddelay(){unsignedchari;for(i=0;i<10;i++)//定時器溢出10次{TH0=0x3c;//定時器0賦初值TL0=0x0B0;TR0=1;//啟動定時器0while(!TF0);//等待定時器0溢出TF0=0;//定時器0溢出，標(biāo)志位清零}}程序?qū)崿F(xiàn)一：查詢法三、任務(wù)分析ORG0000HSJMPMAINORG000BH;定時器0中斷入口地址SJMPINTER0MAIN:MOVTMOD,#01H;定時器0工作在定時方式，采用方式1MOVTH0,#3CH;定時器0送初值MOVTL0,#0B0HSETBEA;打開中斷允許總開關(guān)SETBET0;打開中斷允許分開關(guān)MOVR1,#10SETBTR0;啟動定時器0LOOP:SJMPLOOP;等待定時器0中斷INTER0:MOVTH0,#3CH;定時器0賦初值MOVTL0,#0B0HDJNZR1,EXITMOVR1,#10CPLP1.0;定時1秒到，P1.0引腳取反EXIT:RETI;中斷返回END程序?qū)崿F(xiàn)二：中斷法三、任務(wù)分析#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;//位定義voiddelay(void);//延時函數(shù)聲明intt0_count=0;//定時器0溢出次數(shù)初值設(shè)置為0voidmain(){TMOD=0x01;//定時器0工作在定時方式，采用方式1EA=1;//打開總開關(guān)ET0=1;//打開分開關(guān)TH0=0x3c;//定時器0賦初值TL0=0x0B0;TR0=1;//啟動定時器0P1_0=0;while(1);//等待定時器0中斷}程序?qū)崿F(xiàn)二：中斷法三、任務(wù)分析voidtimer0(void)interrupt1//定時器0中斷號為1{TH0=0x3c;//定時器0賦初值TL0=0x0B0;t0_count++;if(t0_count==10)//判斷定時器0溢出是否為10次{t0_count=0;P1_0=~P1_0; //P1.0引腳狀態(tài)取反}}程序?qū)崿F(xiàn)二：中斷法四、任務(wù)實施在proteus中連接好電路。在keilc中編寫程序，生成hex文件。將生成的hex文件加載到單片機芯片中。在proteus中仿真，觀察結(jié)果。元件名稱Proteus中名稱單片機芯片AT89C51晶振CRYSTAL電容CAP發(fā)光二極管LED-RED電解電容CAP-ELEC電阻RES按鍵SWITCH五、相關(guān)知識點1、定時器/計數(shù)器概述①80C51單片機內(nèi)部有兩個定時/計數(shù)器T0和T1，其核心是計數(shù)器，基本功能是加1。②對外部事件脈沖（下降沿）計數(shù)，是計數(shù)器；對片內(nèi)機器周期脈沖計數(shù)，是定時器。③計數(shù)器由二個8位計數(shù)器組成。④定時時間和計數(shù)值可以編程設(shè)定，其方法是在計數(shù)器內(nèi)設(shè)置一個初值，然后加1計滿后溢出。調(diào)整計數(shù)器初值，可調(diào)整從初值到計滿溢出的數(shù)值，即調(diào)整了定時時間和計數(shù)值。⑤定時/計數(shù)器作為計數(shù)器時，外部事件脈沖必須從規(guī)定的引腳輸入。且外部脈沖的最高頻率不能超過時鐘頻率的1/24。五、相關(guān)知識點80C51定時/計數(shù)器邏輯結(jié)構(gòu)圖五、相關(guān)知識點2、定時器/計數(shù)器的工作原理①定時功能：對片內(nèi)機器周期信號進(jìn)行計數(shù)，其計數(shù)速率為晶體振蕩頻率的1/12。②計數(shù)功能：對單片機的外部引腳P3.4或P3.5的外部事件計數(shù)，當(dāng)檢測到輸入引腳上的電平由高變低時，計數(shù)器加1。五、相關(guān)知識點3、定時器/計數(shù)器的控制寄存器①定時/計數(shù)器控制寄存器TCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0中斷請求標(biāo)志觸發(fā)方式選擇啟動定時/計數(shù)器0低電平1下降沿0停止1啟動由中斷源控制五、相關(guān)知識點3、定時器/計數(shù)器的控制寄存器②定時/計數(shù)器工作方式控制寄存器TMOD高4位控制T1低4位控制T0門控位計數(shù)/定時方式選擇工作方式選擇門控位計數(shù)/定時方式選擇工作方式選擇GC/TM1M0GC/TM1M0功能選擇位C/T：

=0：定時功能，計數(shù)內(nèi)部機器周期脈沖；

=1：計數(shù)功能，計數(shù)引腳T0(T1)輸入的負(fù)脈沖。五、相關(guān)知識點方式選擇位M1、M0：4種工作方式：13/16/8位M1M0方式說明00方式0TLi的低5位與THi的8位構(gòu)成13位計數(shù)器01方式1TLi的8位與THi的8位構(gòu)成16位計數(shù)器10方式2具有自動重裝初值功能的8位計數(shù)器11方式3T0分成兩個獨立的計數(shù)器，T1可工作在方式0~方式2門控方式選擇位GATE=0，非門控方式(內(nèi)部啟動)：

TRx=1，啟動定時器工作；

TRx=0，停止定時器工作。=1，門控方式(外部啟動)：

TRx=1且引腳INTx=1才啟動。五、相關(guān)知識點4、定時器/計數(shù)器的工作方式①工作方式0fosc13位（THx8位和TLx低5位）加定時/計數(shù)器計數(shù)外部脈沖個數(shù)：1～8192(213)定時時間(若T=1

s)：1

s～8.19msT=12/fosc五、相關(guān)知識點4、定時器/計數(shù)器的工作方式②工作方式1T=12/foscTHx8位和TLx8位組成16位加1計數(shù)器。計數(shù)外部脈沖個數(shù)：1～65536(216)定時時間(若T=1

s)：1

s～(65536×T=65.54ms)五、相關(guān)知識點4、定時器/計數(shù)器的工作方式③工作方式2T=12/fosc

自動恢復(fù)初值8位定時/計數(shù)器。TLx為8位加1計數(shù)器，

THx為8位初值暫存器。用于需要重復(fù)定時和計數(shù)的場合。最大計數(shù)值：256(28)最大定時時間(若T=1

s)：256

s五、相關(guān)知識點4、定時器/計數(shù)器的工作方式④工作方式3T0分成2個8位定時器：TL0定時/計數(shù)器和TH0定時器；TL0占用T0控制位：C/T，TR0，GATE；TH0占用T1控制位：TR1、TF1；T1不能使用方式3工作，常作串口的波特率發(fā)生器使用。五、相關(guān)知識點5、定時器/計數(shù)器的初值計算設(shè)計數(shù)器最大計數(shù)值為M，則不同的工作方式，最大計數(shù)值M不同。方式0：M=213=8192方式1：M=216=65536方式2、3：M=28=256置入計數(shù)初值X的計算公式如下：1）計數(shù)器方式：X=M-計數(shù)值2）定時器方式：（M-X）×T=定時值

故，X=M-定時值

/T

其中T為計數(shù)周期，是單片機時鐘的12分頻，即單片機機器周期。當(dāng)晶振為6MHz時，T=2us，當(dāng)晶振為12MHz時，T=1us。五、相關(guān)知識點6、定時/計數(shù)器的初始化①

確定工作方式----對方式寄存器TMOD賦值。②

預(yù)置定時或計數(shù)初值----直接將初值寫入TH0、TL0或TH1、TL1中。③

根據(jù)需要對中斷允許寄存器有關(guān)位賦值，以開放或禁止定時/計數(shù)器中斷。④

啟動定時/計數(shù)器，使TCON中的TR1或TR0置1，計數(shù)器即按確定的工作方式和初值開始計數(shù)或定時。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)要求任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)二、單片機工作在方式2產(chǎn)生脈沖一、任務(wù)目標(biāo)1.掌握定時計數(shù)器工作方式2工作原理2.了解proteus中虛擬示波器的使用二、任務(wù)要求

通過P1.0引腳輸出方波脈沖信號，周期為400

S，然后再通過接在P1.0引腳上的虛擬示波器觀察輸出的方波信號。三、任務(wù)分析硬件電路分析：虛擬示波器復(fù)位電路時鐘電路三、任務(wù)分析軟件設(shè)計：流程圖三、任務(wù)分析⑴計算計數(shù)器初值假設(shè)晶振采用12MHz,則機器周期T=1us,采用定時器T1，定時器采用方式2。定時器初值：X=M-定時值/TX=256-200/1=5656轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制是38H。⑵定時器初始化

設(shè)置TMOD=20H,定時器T1工作在方式2下。

裝入計數(shù)初值，TH1=38H,TL1=38H三、任務(wù)分析ORG 0000H ;復(fù)位地址LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)主程序ORG 001BH ;T1中斷入口地址LJMP ITER1 ;轉(zhuǎn)T1中斷服務(wù)程序ORG 0100H ;主程序首地址MAIN: MOV TMOD,#20H ;置T1定時器方式2 MOV TL1,#38H ;置定時初值 MOV TH1,#38H ;置定時初值備份

SETBEA;打開總開關(guān)SETBET1;打開分開關(guān)SETB TR1 ;T1運行 SJMP $ ;等待T1中斷

ITER1: CPLP1.0 ;輸出波形取反首地址 RETI ;中斷返回END三、任務(wù)分析#include<reg51.h>sbitpul=P1^0;voidmain(){TMOD=0x20;TH1=0x38;TL1=0x38;EA=1;ET1=1;TR1=1;}voidinter_1(void)interrupt3{pul=!(pul);}四、任務(wù)實施在proteus中連接好電路。在keilc中編寫程序，生成hex文件。將生成的hex文件加載到單片機芯片中。在proteus中仿真，觀察結(jié)果。元件名稱Proteus中名稱單片機芯片AT89C51晶振CRYSTAL電容CAP虛擬示波器OSCILLOSCOPE電解電容CAP-ELEC電阻RES任務(wù)目標(biāo)任務(wù)要求任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)三、單片機外部脈沖計數(shù)一、任務(wù)目標(biāo)1.掌握單片機定時計數(shù)器工作在計數(shù)狀態(tài)的程序設(shè)計方法2.掌握定時計數(shù)器工作在計數(shù)狀態(tài)工作原理3.掌握單片機定時計數(shù)器工作在計數(shù)狀態(tài)對外加計數(shù)脈沖計數(shù)的硬件設(shè)計方法二、任務(wù)要求通過接在P3.5引腳上的按鍵，按鍵按5次后，接在P1口的8個發(fā)光二級管閃爍8次。三、任務(wù)分析限流電阻發(fā)光二極管高電平驅(qū)動時鐘電路復(fù)位電路按鍵作為計數(shù)器輸入三、任務(wù)分析程序流程圖：三、任務(wù)分析⑴TMOD控制字設(shè)置

TMOD高四位和低四位中都有一位控制位C/T，將相應(yīng)的的定時/計數(shù)器設(shè)置為計數(shù)器時，只需要將C/T置為1。⑵工作原理

定時計數(shù)器工作于計數(shù)方式下，通過P3口的P3.4、P3.5引腳輸入外部的計數(shù)脈沖，P3.4作為T0計數(shù)器的外部計數(shù)脈沖輸入引腳，P3.5作為T1計數(shù)器的外部計數(shù)輸入引腳。

外部脈沖的下降沿觸發(fā)計數(shù)，就是說當(dāng)產(chǎn)生一次從高到低的跳變就計數(shù)一次，需要注意的是，由于檢測到從1到0的跳變需要兩個機器周期，所以外部計數(shù)脈沖周期要比相應(yīng)的兩個機器周期大。三、任務(wù)分析⑶計算計數(shù)器初值當(dāng)按鍵未按下時，P3.5引腳保持高電平；當(dāng)按鍵按下時，產(chǎn)生了從高到低的跳變，這樣計數(shù)器T1就計數(shù)一次。計數(shù)器初值：X=M-計數(shù)值X=256-5=251⑷定時器初始化

設(shè)置TMOD=60H,定時器T1工作在計數(shù)方式，采用方式2。

裝入計數(shù)初值，TH1=251,TL1=251三、任務(wù)分析

ORG0000H

MOVTMOD,#60H

;定時器1工作在計數(shù)方式，采用方式2

MOVTH1,#251

;定時器1送定時初值

MOVTL1,#251

SETBTR1

;啟動定時器1LOOP1:

JBTF1,LOOP2

;判斷定時器1溢出否

SJMPLOOP1LOOP2:

CLRTF1

LCALLFLASH

;調(diào)用顯示子程序

LJMPLOOP1FLASH:

MOVR6,#8

;設(shè)置循環(huán)8次LOOP3

:

MOVP1,#0FFH

;燈全亮

LCALLDELAY

;調(diào)用延時子程序

MOVP1,#0

;燈全滅

LCALLDELAY

DJNZR6,LOOP3

RET后續(xù)三、任務(wù)分析DELAY:

MOVR1,#250;延時子程序LOOP4:

MOVR2,#250LOOP5:

NOP

DJNZR2,LOOP5

DJNZR1,LOOP4

RET

END三、任務(wù)分析

#include<reg51.h>

#defineledP1

voiddelay(unsignedcharx);

voidflash();voidmain(){

TMOD=0X60

;//定時器1工作在計數(shù)方式，采用方式2

TL1=251

;//定時器1送定時初值

TH1=251

;

TR1=1

;//啟動定時器1while(1)

{

while(!TF1)

;//判斷定時器1益處否

TF1=0

;//溢出標(biāo)志位清0

flash()

;//調(diào)用閃爍子程序}}三、任務(wù)分析/*閃爍子程序*/voidflash(){unsignedchari;for(i=0;i<8;i++)//循環(huán)8次{ led=0x0ff;//燈全亮delay(255);led=0x00;//燈全滅delay(255);}}/*延時子程序*/voiddelay(unsignedcharx){unsignedcharj,k;for(j=0;j<x;j++)for(k=0;k<255;k++);}四、任務(wù)實施在proteus中連接好電路。在keilc中編寫程序，生成hex文件。將生成的hex文件加載到單片機芯片中。在proteus中仿真，觀察結(jié)果。元件名稱Proteus中名稱單片機芯片AT89C51晶振CRYSTAL電容CAP電解電容CAP-ELEC電阻RES按鍵SWITCH任務(wù)目標(biāo)任務(wù)要求任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)四、單片機實現(xiàn)秒表功能一、任務(wù)目標(biāo)1.掌握單片機如何去實現(xiàn)秒表的功能2.了解數(shù)碼管的基本結(jié)構(gòu)及數(shù)碼管的工作原理3.掌握單片機定時器的一些簡單基本應(yīng)用二、任務(wù)要求

單片機運行后，通過數(shù)碼管循環(huán)顯示00—59，實現(xiàn)簡單的秒表的計數(shù)功能。三、任務(wù)分析時鐘電路復(fù)位電路兩位一體的共陽極數(shù)碼管三、任務(wù)分析程序流程圖：三、任務(wù)分析⑴

數(shù)碼管工作原理abcdefgdp共陰極共陽極cdedp12345678910abfgcomcomabcefabcdefgdpcomcomgdpd三、任務(wù)分析⑵數(shù)碼管字形碼cdedp12345678910abfgcomcomabcef代碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba2（共陰）010110112（共陽）10100100dpdg5BHA4H三、任務(wù)分析⑵數(shù)碼管字形碼顯示字符共陽極碼共陰極碼顯示字符共陽極碼共陰極碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H“滅”FFH00H880H7FH三、任務(wù)分析⑶數(shù)碼管顯示方式靜態(tài)顯示：顯示亮度強、無閃爍、占用I/O資源較多三、任務(wù)分析⑶數(shù)碼管顯示方式當(dāng)LED數(shù)碼管位數(shù)較多時，為簡化電路一般采用動態(tài)顯示方式。所謂動態(tài)顯示是一位一位輪流點亮每位顯示器，在同一時刻只有一位顯示器在工作（點亮），但由于人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時的余輝，將出現(xiàn)多個字符“同時”顯示的現(xiàn)象。

三、任務(wù)分析

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

;定時器0中斷入口地址

LJMPT0_INTER

ORG0030HMAIN:

MOVTMOD,#01H

;定時器0工作在方式1

MOVTH0,#3CH

;定時器0賦初值

MOVTL0,#0B0H

MOVDPTR,#TAB

;字型碼表首地址送DPTR

MOVR0,#00H

;R0放置60秒計數(shù)的值

MOVR1,#00H

;R1放置定時器0溢出的次數(shù)

SETBEA

;打開總開關(guān)

SETBET0

;打開分開關(guān)

SETBTR0

;啟動定時器0三、任務(wù)分析DISPLAY:

MOVA,R0;計數(shù)初值送累加器A

MOVB,#10

DIVAB;A中放秒計數(shù)器的十位，B中放秒計數(shù)器的個位

MOVCA,@A+DPTR

;十位字型碼送累加器A

MOVP2,A

SETBP3.0

;讓十位數(shù)碼管亮

LCALLDELAY

;調(diào)用延時子程序

CLRP3.0

MOVA,B

MOVCA,@A+DPTR

;個位字型碼送累加器A

MOVP2,A

SETBP3.1

LCALLDELAY

CLRP3.1

LJMPDISPLAY三、任務(wù)分析T0_INTER:

MOVTH0,#3CH

;定時器重新賦初值A(chǔ)

MOVTL0,#0B0H

INCR1

;定時器溢出一次，R1自加1一次

CJNER1,#20,LP

;定時器溢出20次，定時時間一秒

INCR0

;定時1次，秒計數(shù)值自加1

MOVR1,#0

;定時器溢出20次，定時器溢出次數(shù)清零

CJNER0,#60,LP

;定時器計數(shù)值有沒有到60

MOVR0,#0

;定時器計數(shù)值達(dá)到60，R0清零LP:

RETI三、任務(wù)分析TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H;字型碼表DELAY:

MOVR6,#20;延時子程序LOOP1:

MOVR7,#200

DJNZR7,$

DJNZR6,LOOP1

RET

END三、任務(wù)分析#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharuchartab[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//字型碼表ucharnumber=0,counter=0,number_1=0,number_0=0;voiddisplay(void)

;//顯示函數(shù)聲明voiddelay(void)

;//延時函數(shù)聲明main(){

TMOD=0x01

;//定時器0工作在方式1

TL0=0xB0