实验三 定时器实验

熟悉keil仿真软件、protues仿真软件的使用和单片机定时程序的编写。了解51单片机中定时、计数的概念，熟悉51单片机内部定时/计数器的结构与工作原理。掌握中断方式处理定时/计数的工作过程，掌握定时/计数器在C51中的设置与程序的书写格式以及使用方法。 二、实 验 环 境:

软件：KEIL C51单片机仿真调试软件，proteus系列仿真调试软件 三、实 验 原 理：

1、51单片机定时计数器的基本情况

8051型有两个十六位定时/计数器T0、T1，有四种工作方式。 MCS－51系列单片机的定时/计数器有几个相关的特殊功能寄存器： 方式控制寄存器TMOD；

加法计数寄存器TH0、TH1 （高八位）;TL0、TL1 （低八位）； 定时/计数到标志TF0、TF1（中断控制寄存器TCON） 定时/计数器启停控制位TR0、TR1（TCON）

定时/计数器中断允许位ET0、ET1（中断允许寄存IE） 定时/计数器中断优先级控制位PT0、PT1（中断优IP） 2、51单片机的相关寄存器设置 方式控制寄存器TMOD: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 TMOD的低四位为T0的方式字，高四位为T1的方式字。TMOD不能位寻址，必须整体赋值。

TMOD各位的含义如下:

1. 工作方式选择位M1、M0 M1、M0的状态决定定时器的工作方式： 功 能 说 明 M1 M0 0 0 1 1 0 1 0 1 方式0，为13位的定时／计数器 方式1，为16位的定时／计数器 方式2，为常数自动重装入的8位定时／计数器 方式3，T0分为两个8位定时／计数器， T1在该方式时停止

3、51单片机定时器的工作过程（逻辑）方式一 方式1：当M1M0=01时，定时器工作于方式1。

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T1工作于方式1时，由TH1作为高8位，TL1作为低8位，构成一个十六位的计数器。若T1工作于定时方式1，计数初值为 a，晶振频率为12MHz，则T1从计数初值计数到溢出的定时时间为t =（216－a）μS。 4、51单片机的编程

使用MCS－51单片机的定时/计数器的步骤是： 4.1．设定TMOD，确定：

工作状态(用作定时器/计数器)； 工作方式； 控制方式。

如：T1用于定时器、方式1，T0用于计数器、方式2，均用软件控制。则TMOD的值应为：0001 0110，即0x16。

4.2．设置合适的计数初值，以产生期望的定时间隔。由于定时/计数器在方式0、方式1和方式2时的最大计数间隔取决于使用的晶振频率fosc，如下表所示，当需要的定时间隔较大时，要采用适当的方法，即将定时间隔分段处理。 p129 6MHz 8MHz 10MHz 12MHz 方式0 方式1 方式2 16.384ms 131.072ms 0.512ms 12.288ms 98.304ms 0.384ms 9.83ms 78.643ms 0.307ms 8.192ms 65.536ms 0.256ms 计数初值的计算方法如下，设晶振频率为fosc，则定时/计数器计数频率为fosc/12，定时/计数器的计数总次数T_all在方式0、方式1和方式2时分别为213 = 8192、216 = 65536和28 = 256，定时间隔为T，计数初值为a，则有 T = 12×(T_all – a)/fosc a = T_all – T×fosc/12 a = – T×fosc/12 （注意单位）

THx = a / 256； TLx = a % 256；

4.3．确定定时/计数器工作于查询方式还是中断方式，若工作于中断方式，则在初始化时开放定时/计数器的中断及总中断：

ET0 = 1； EA = 1； 还需要编写中断服务函数：

void T0_srv（void） interrupt 1 using 1

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{

TL0 = a % 256； TH0 = a / 256；

中断服务程序段 } 4.4．启动定时器：TR0（TR1）= 1。

四、实 验 内 容 过 程 及 结 果 分 析:

利用protues仿真软件设计一个可以显示秒表时间的显示电路。利用实验板上的一位led数码管做显示，利用中断法编写定时程序，控制单片机定时器进行定时，所定时间 为1s。刚开始led数码管显示9，每过一秒数码管显示值减一，当显示到0时返回9，依此反复。然后设计00-59的两位秒表显示程序。 （1）实现个位秒表，9-0

用protues进行流水灯的仿真需要的元件有AT89C51、CAP、BUTTON、LED-BLUE、RES、CRYSTAL、画出仿真图

Protues 仿真图

使用keil仿真软件编写程序和使用c51编写并进行调试。仿真结果如下图所示

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仿真结果图 程序：

#include

unsigned char tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,}; unsigned char a; void time() interrupt 3 unsigned char i=0; {TH1=-50000/256; void delay(char z) TL1=-50000%256; {char x,y; a++; for(x=z;x>0;x--) if(a==10) for(y=123;y>0;y--); {a=0; } P2=0xfe; main() P0=tab[9-i]; {TMOD=0x10; i++; TH1=-50000/256; if(i==10) TL1=-50000%256; i=0; EA=1;ET1=1;TR1=1; } while(1); } }

（2）实现两位秒表，00-59

使用keil仿真软件编写程序和使用c51编写并进行调试。仿真结果如下图所示

仿真结果图 程序：

#include

unsigned char tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,}; unsigned char a; TH1=-50000/256; unsigned char i=0; TL1=-50000%256; EA=1;ET1=1;TR1=1; void delay(char z) while(1) {char x,y; {P2=0xfe; for(x=z;x>0;x--) P0=tab[i/10]; for(y=123;y>0;y--); delay(5); } P2=0xfd; main() P0=tab[i%10]; {TMOD=0x10; delay(5);

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} {a=0; } void time() interrupt 3 i++; {TH1=-50000/256; if(i==60) TL1=-50000%256; {i=0; a++; } if(a==10) }}

五、实 验 心 得：

通过实验熟悉keil仿真软件、protues仿真软件的使用和单片机定时程序的编写。了解51单片机中定时、计数的概念，熟悉51单片机内部定时/计数器的结构与工作原理。掌握中断方式处理定时/计数的工作过程，掌握定时/计数器在C51中的设置与程序的书写格式以及使用方法。

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