单片机定时器详解
一、MCS-51单片机的定时器/计数器概念
单片机中的定时器和计数器其实是同一个物理的电子元件,只不过计数器记录的是单片机外部发生的事情(接受的是外部脉冲),而定时器则是由单片机自身提供的一个非常稳定的计数器,这个稳定的计数器就是单片机上连接的晶振部件;MCS-51单片机的晶振经过12分频之后提供给单片机的只有1MHZ的稳定脉冲;晶振的频率是非常准确的,所以单片机的计数脉冲之间的时间间隔也是非常准确的,这个准确的时间间隔是1微秒;
MCS-51单片机外接的是12MHZ的晶振(实际上是11.0592MHZ),所以,MCS-51单片机内部的工作频率(时钟脉冲频率)是12MHZ/12=1MHZ=1000000次/秒=1000000条指令/秒=1000000次/1000000微秒=1次/微秒=1条指令/微秒;也就是说,晶振振荡一次,就会给单片机提供一个时钟脉冲,花费的时间是1微秒,此时,CPU会执行一条指令,经历一个机器周期;即:1个时钟脉冲=1个机器周期=1微秒=1条指令;
注:个人PC机上的CPU主频是晶振经过倍频之后的频率,这一点恰好与MCS-51单片机的相反,MCS-51单片机的主频是晶振经过分频之后的频率;
总之:MCS-51单片机中的时间概念就是通过计数脉冲的个数来测量出来的;1个脉冲=1微秒=1条指令=1个机器周期;
MCS-51单片机定时器/计数器的简单结构图:
8051系列单片机有两个定时器:T0和T1,分别称为定时器和定时器T1,这两个定时器都是16位的定时器/计数器;8052系列单片机增加了第三个定时器/计数器T2;它们都有定时或事件计数功能,常用于时间控制、延时、对外部时间计数和检测等场合;
二、定时器/计数器的结构
8051单片机的两个定时器T0和T1分别都由两个特殊功能寄存器组成;T0由特殊功能寄存器
TH0和TL0构成,而T1则是由TH1和TL1构成;
作为定时器使用时,定时器计数8051单片机片内振荡器输出经过12分频后的脉冲个数,即:每个机器周期使定时器T0/T1的寄存器值自动累加1,直到溢出,溢出后继续从0开始循环计数;所以,定时器的分辨率是时钟振荡频率的1/12;
作为计数器使用时,通过引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)对外部脉冲信号进行计数,当输入的外部脉冲信号发生从1到0的负跳变时,计数器的值就自动加1;计数器的最高频率一般是时钟振荡频率的1/24;
由此可知,不论是定时器还是计数器工作方式,定时器T0和T1均不占用CPU的时间,除非定时器/计数器T0和T1溢出,才可能引起CPU中断,转而去执行中断处理程序;所以说,定时器/计数器是单片机中效率高而工作灵活的部件;
三、定时器/计数器的工作模式
除了可选择定时器和计数器的这两种工作方式外,每个定时器/计数器都有4种工作模式;
在模式0、1和2时,T0和T1的工作模式相同;在模式3时,两个定时器/计数器的工作模式不同; 工作模式0:
由TL0的低5位和TH0的全部8位共同构成一个13位的定时器/计数器;定时器/计数器启动后,定时或计数脉冲个数加到TL0上,从预先设置的初值(时间常数)开始累加,不断递增1;当
TL0计满后,向TH0进位,直到13位寄存器计满溢出;溢出时,定时器/计数器硬件会自动地把13位的寄存器值清0,中断标记TF0置1;如果需要进一步定时/计数,需要使用相关指令重置时间常数,并把定时器/计数器的中断标记TF0置0;工作模式0的结构如下图:
工作模式1:
模式1与模式0几乎完全相同,唯一的区别就是,模式1中的寄存器TH0和TL0共同构成的是一个16位定时器/计数器来参与操作,因此比模式0中的定时/计数范围更大;工作模式1的结构如下图:
工作模式2:
这种模式又称为自动再装入预置数模式;当定时器/计数器的寄存器TH0/TL0的值溢出时,定时
器/计数器硬件设备会自动把寄存器TH0/TL0的值清0,以重新开始操作;但是有时候,我们的定时/计数操作是需要多次重复定时/计数的,如果溢出时不做任何处理,那么,在第二轮定时/计数时就是从0开始定时/计数了,而这并不是我们想要的;所以,要保证每次溢出之后,在重新开始定时/计数的操作是我们想要的,那就要把预置数(时间常数)重新装入某个地方;而重新装入预置数的操作是硬件设备自动完成的,不需要人工干预所以,这种工作模式就叫自动再装入预置数方式;既然需要重新装入预置数,那么预置数就必须要存放在某个地方,才能保证重装操作成功;在工作模式2中,把自动重装入的预置数存放在定时器/计数器的寄存器的高8位中,也就是存放在TH0中,而只留下TL0参与定时/计数操作;显然,定时/计数的方位小了很多;
注:这个工作模式常用于波特率发生器(串口通讯),T1工作在串口模式2;用于这种方式时,定时器就是为了提供一个时间基准;计数溢出之后,不需要做太多的事情,只做一件事就可以,就是重新装入预置数,再开始重新计数,而且中间不需要任何延时;工作模式2的结构如下图:
工作模式3:
由于定时器/计数器T1没有工作模式3,如果把定时器/计数器T0设置为工作模式3,那么TL0和TH0将被分割成两个相互独立的8位定时器/计数器;工作模式3的结构如下图:
四、定时器/计数器的定时/计数范围
工作方式0——13位定时器/ 计数器工作模式,最多可计数2的13次方次,即:8192
次,[0,8191];
工作方式1——16位定时器/计数器工作模式,最多可计数2的16次方次,即:65536
次,[0,65535];
工作方式2——8位定时器/计数器工作模式，计算次数最多为2^8,即256，,[0,255];
工作方式3——8位定时器/计数器工作模式，计算次数最多为2^8,即256，,[0,255];
预置数的计算公式:预置数=最大值-需要计数的次数;
五、定时器/计数器的控制寄存器
8051单片机设计了两个8位的特殊功能寄存器来控制定时器/计数器的工作状态;这两个特殊
功能寄存器分别是TMOD和TCON;它俩都在特殊功能寄存器区;
1、工作模式控制寄存器TMOD(89h):
2、工作状态控制寄存器TCON(88H):
六、定时器/计数器的初始化
注:由于8051单片机的定时器/计数器使用的时钟脉冲是外部晶振(12MHZ)经过12分频(12MHZ/12=1MHZ)之后的频率,所以,一个时钟脉冲就是1微秒;所以,8192个脉冲=8192微秒=8.192毫秒; 65536个脉冲=65536微秒=65.536毫秒; 256个脉冲=256微秒=0.256毫秒;
1、设置定时器/计数器的工作模式TMOD(常用的是模式1:TMOD=0x01);
2、装入预置数到THx和TLx中(THx=TLx=MAX(8192/65536/256)-计数次数);
3、如果工作在中断方式,则需要开定时器/计数器的中断TCON中的标志位:TF0/TF1=0/1;
4、启动定时器/计数器:TR0/TR1=1;
STC89C52单片机定时器2的使用
STC89C52单片机定时器2的使用 实现定时和计数的方法一般有：软件定时、专用电路和可编程定时器/计数器三种方法。软件定时：执行一个循环程序进行时间延迟。定时准确，不需要外加硬件电路，但会增加CPU 开销。专用硬件电路定时：可以实现请精确 的定时和计数，但参数调节不方波。可编程定时器/计数器：不占用CPU 时间，能与CPU 并行工作，实现精确的定时和计数，又可以通过变成设置其工作方 式和其他参数，使用方便。以下说明仅试用宏晶的STC89C52!!定时器 2：T2MOD,T2CON,TH2,TL2,RC2H,RC2L.T2MOD:0C9H(不可位寻址) 000000T2OEDCENT2OE:定时器输出使能位DECN:向上/向下计数使能位。定时器2 可配制成向上/向下计数器。0:向上计数(模式状态) 1:向下计数(尽量不使用)T2CON:0XC8H(可位寻址) TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2TF2:7 上/下溢出标志位,定时器2 溢出时置位,必须有用软件清零！当RCLK 或TCLK=1 时，TF2 将不会 置位。EXF2:6 定时器2 外部标志，当EXEN2=1 且T2EX 的负跳变产生捕获或重装时，EXF2 置位。定时器2 中断使能时，EXF2=1 将使CPU 从中断向量处执行定时器2 中断子程序。EXF2 位必须用软件清零。在递增/递减计数器 模式（DCEN=1）中，EXF2 位不会引起中断。RCLK:5 接收时钟标志。RCLK 置位时，定时器2 的溢出脉冲作为串口模式1 和模式3 的接收时钟。RCLK=0 时，将定时器1 的溢出脉冲作为串口模式1 和模式3 的接收时钟。TCLK:4 发送时钟标志位。TCLK 置位时，定时器2 的溢出脉冲作为串口模式1 和模式3 的发送时钟。TCLK=0 时，将定时器1 的溢出脉冲作为串口模 式1 和模式3 发送时钟。EXEN2:3 定时器2 外部使能标志。当其置位且定时器2 未作为串口时钟时，允许T2EX 的负跳变产生捕获或重装。
实验三单片机定时计数器实验
实验三单片机定时/计数器实验 1、实验目的 1、学习计数器的使用方法。 2、学习计数器程序的编写。 3、学习定时器的使用方法。 4、学习定时器程序的编写。 5、熟悉汇编语言 2、实验说明 1、8051内部定时计数器T0，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数。将其数值按二进制数在P1口驱动LED灯上显示出来。 2、用CPU内部定时器中断方式计时,实现每一秒钟输出状态发生一次反转 3、实验仪器和条件 计算机 伟福实验箱（lab2000P） 4、实验内容 1、8051内部定时计数器T0，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数。将其数值按二进制数在P1口驱动LED灯上显示出来。 2、外部事件计数脉冲由P3.4引入定时器T0。单片机在每个机器周期采样一次输入波形，因此单片机至少需要两个机器周期才能检测到一次跳变。这就要求被采样电平至少维持一个完整的机器周期，以保证电平在变化之前即被采样。同时这就决定了输入波形的频率不能超过机器周期频率。 3、用CPU内部定时器中断方式计时,实现每一秒钟输出状态发生一次反转 4、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。 5、在例程的中断服务程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用，所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。 五、思考题 1、使用其他方式实现本实验功能； 2、改为门控方式外部启动计数； 3、如果改为定时间隔为200us，如何改动程序； 4、使用其他方式实现本实验功能，例如使用方式1，定时间隔为10ms，如何改动程序。 六、源程序修改原理及其仿真结果 思考题一：使用其他方式实现本实验功能 方法一： movTMOD, #00000100b;方式0,记数器 movTH0, #0 movTL0, #0 setbTR0;开始记数;由于方式0的特点是计数时使用TL0的低五位和八位 TH0，故用加法器a用“与”（ANL）取TL0的低五位，再用yiwei子程序实现TH0的低三位变为高三位与TL0相加，这样赋给P1时就是八位计数的结果。 Loop: mova,TL0 anla,#1fh
单片机实验之定时器计数器应用实验二
一、实验目的 1、掌握定时器/计数器计数功能的使用方法。 2、掌握定时器/计数器的中断、查询使用方法。 3、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 4、掌握单片机系统的硬件和软件设计方法。 二、设计要求 1、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以查询方式工作，设定计数功能，对外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满100个脉冲，则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上接示波器观察波形。 2、用Proteus软件画出电路原理图，单片机的定时器/计数器以中断方式工作，设定计数功能，对外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满200个脉冲，则取反P1.0口线状态，在P 1.0口线上接示波器观察波形。 三、电路原理图 六、实验总结 通过本实验弄清楚了定时/计数器计数功能的初始化设定（TMOD，初值的计算，被计数信号的输入点等等），掌握了查询和中断工作方式的应用。 七、思考题 1、利用定时器0，在P1.0口线上产生周期为200微秒的连续方波，利用定时器1，对 P1.0口线上波形进行计数，满50个，则取反P1.1口线状态，在P 1.1口线上接示波器观察波形。 答：程序见程序清单。
四、实验程序流程框图和程序清单。 1、定时器/计数器以查询方式工作，对外部连续周期性脉冲信号进行计数，每计满100个脉冲，则取反P1.0口线状态。 汇编程序： ORG 0000H START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV IE, #00H MOV TMOD, #60H MOV TH1, #9CH MOV TL1, #9CH SETB TR1 LOOP: JNB TF1, LOOP CLR TF1 CPL P1.0 AJMP LOOP END C语言程序： #include
单片机定时器与计数器的工作方式解析
单片机定时器与计数器的工作方式解析 1 工作方式0 定时器/计数器的工作方式0称之为13位定时/计数方式。它由TL（1/0）的低5位和TH （0/1）的8位组成13位的计数器，此时TL（1/0）的高3位未用。 我们用这个图来讨论几个问题： M1M0：定时/计数器一共有四种工作方式，就是用M1M0来控制的，2位正好是四种组合。C/T：前面我们说过，定时/计数器即可作定时用也可用计数用，到底作什么用，由我们根据需要自行决定，也说是决定权在我们??编程者。如果C/T为0就是用作定时器（开关往上打），如果C/T为1就是用作计数器（开关往下打）。顺便提一下：一个定时/计数器同一时刻要么作定时用，要么作计数用，不能同时用的，这是个极普通的常识，几乎没有教材会提这一点，但很多开始学习者却会有此困惑。 GATE：看图，当我们选择了定时或计数工作方式后，定时/计数脉冲却不一定能到达计数器端，中间还有一个开关，显然这个开关不合上，计数脉冲就没法过去，那么开关什么时候过去呢？有两种情况 GATE=0，分析一下逻辑，GATE非后是1，进入或门，或门总是输出1，和或门的另一个输入端INT1无关，在这种情况下，开关的打开、合上只取决于TR1，只要TR1是1，开关就合上，计数脉冲得以畅通无阻，而如果TR1等于0则开关打开，计数脉冲无法通过，因此定时/计数是否工作，只取决于TR1。 GATE=1，在此种情况下，计数脉冲通路上的开关不仅要由TR1来控制，而且还要受到INT1管脚的控制，只有TR1为1，且INT1管脚也是高电平，开关才合上，计数脉冲才得以通过。这个特性能用来测量一个信号的高电平的宽度，想想看，怎么测？ 为什么在这种模式下只用13位呢？干吗不用16位，这是为了和51机的前辈48系列兼容而设的一种工作式，如果你觉得用得不顺手，那就干脆用第二种工作方式。 2 工作方式1
4实验四 单片机定时器的使用
姓名：学号：日期： 实验四单片机定时器的使用 一、实验名称：单片机定时器的使用 二、实验目的 1.掌握在Keil环境下建立项目、添加、保存源文件文件、编译源程序的方法； 2.掌握运行、步进、步越、运行到光标处等几种调试程序的方法； 3.掌握在Proteus环境下建立文件原理图的方法； 4.实现Proteus与Keil联调软件仿真。 三、使用仪器设备编号、部件及备件 1.实验室电脑； 2.单片机实验箱。 四、实验过程及数据、现象记录 1.在Proteus环境下建立如下仿真原理图，并保存为文件； 原理图中常用库元件的名称： 无极性电容：CAP 极性电容：CAP-ELEC 单片机：AT89C51 晶体振荡器：CRYSTAL 电阻：RES 按键：BUTTON 发光二极管：红色LED-RED 绿色LED-GREEN 蓝色LED-BLUE 黄色LED-YELLOW 2.在Keil环境下建立源程序并保存为.ASM文件，生成.HEX文件； 参考程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG H ;定时器T0的入口地址 LJMP TIMER0 MAIN: MOV TMOD,#01H
MOV R0,#05H MOV TH0,# H ;定时器的初值 MOV TL0,# H SETB ;开定时器T0的中断 SETB ;开CPU的中断 SETB ;启动定时器T0 MOV A,#01H LOOP: MOV P1,A RL A CJNE R0,#0,$ MOV R0,#05H SJMP LOOP TIMER0: DEC R0 MOV TH0,# H ;重装初值 MOV TL0,# H ;重装初值 RETI END 将以上程序补充完整，流水时间间隔为250ms。 3.将.HEX文件导入仿真图，运行并观察结果； 4.利用Keil软件将程序下载至实验箱，进行硬件仿真，观察实验结果。 五、实验数据分析、误差分析、现象分析 现象：实现流水灯，时间间隔250ms，由定时器实现定时250ms。 六、回答思考题 1.定时器由几种工作模式，各种模式的最大定时时间是多少？ 2.各种模式下初值怎么计算？
单片机定时器实验程序
ORG 0000H LJMP START ORG 001BH ;定时器/计数器1中断程序入口地址 LJMP INT ORG 0100H START: MOV TMOD,#10H ;计数器置为方式1 MOV TL1,#0B0H ;装入时间常数 MOV TH1,#03CH SETB ET1 ;允许定时器T1中断 SETB EA ;允许总中断 SETB TR1 ;开始计数 MOV R0,#05H ;05是进入中断的次数LOOP: MOV R1,#00H MOV R2,#26H ;灯的状态循环次数LOOP1: MOV A,R1 ACALL TABLE MOV P1,A INC R1 LOOP2: CJNE R0,#00H,LOOP2 MOV R0,#05H DJNZ R2,LOOP1 LJMP LOOP TABLE: INC A ;从表中取显示码入累加器 MOVC A,@A+PC RET DB 0FFH,0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,0H DB 01H,03H,07H,0FH,1FH,3FH,7FH,0FFH,00H,0FFH,0FEH DB 0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH,0BFH,0DFH DB 0EFH,0F7H,0FBH,0FDH,0FEH,0FFH,00H,0FFH,00H INT: CLR TR1 ;停止计数 DEC R0 ;计数值减一 MOV TL1,#0B0H ;重置时间常数初值 MOV TH1,#03CH SETB TR1 ;开始计数 RETI ;中断返回 END
将T1改为T0，并且溢出间隔为0.05s ORG 0000H LJMP START ORG 001BH ;定时器/计数器1中断程序入口地址 LJMP INT ORG 0100H START: MOV TMOD,#01H ;计数器置为方式1 MOV TL1,#78H ;装入时间常数 MOV TH1,#0CH SETB ET0 ;允许定时器T1中断 SETB EA ;允许总中断 SETB TR0 ;开始计数 MOV R0,#05H ;05是进入中断的次数 LOOP: MOV R1,#00H MOV R2,#25H ;灯的状态循环次数 LOOP1: MOV A,R1 ACALL TABLE MOV P1,A INC R1 LOOP2: CJNE R0,#00H,LOOP2 MOV R0,#05H DJNZ R2,LOOP1 LJMP LOOP TABLE: INC A ;从表中取显示码入累加器 MOVC A,@A+PC RET DB 0FFH,07FH,3FH,1FH,0FH,07H,03H,01H,00H DB 80H,81H,0C1H,0C3H,0E3H,0E7H,0F7H,0FFH DB 00H,0FFH,00H,0FFH,0EFH,0E7H,0C7H,0C3H,83H,81H,01H,00H DB 01H,03H,07H,0FH,1FH,3FH,7FH,0FFH INT: CLR TR1 ;停止计数 DEC R0 ;计数值减一 MOV TL1,#78H ;重置时间常数初值 MOV TH1,#0CH SETB TR1 ;开始计数 RETI ;中断返回 END
单片机定时器的使用
哈尔滨理工大学荣成学院 单片机原理及应用Protues 仿真实验 班级：电气18 学号： 姓名：
日期： 2020.06.03 实验五单片机定时器的使用 一、实验名称：单片机定时器的使用 二、实验目的 1.掌握在Keil环境下建立项目、添加、保存源文件文件、编译源程序的方法； 2.掌握运行、步进、步越、运行到光标处等几种调试程序的方法； 3.掌握在Proteus环境下建立文件原理图的方法； 4.实现Proteus与Keil联调软件仿真。 三、使用仪器设备编号、部件及备件 1.实验室电脑； 2.单片机实验箱。 四、实验过程及数据、现象记录 在Proteus 环境下建立如下仿真原理图，并保存为文件；
原理图中常用库元件的名称： 无极性电容：CAP 极性电容：CAP-ELEC 单片机：AT89C51 晶体振荡器：CRYSTAL 电阻：RES 按键：BUTTON 发光二极管：红色LED-RED 绿色LED-GREEN 蓝色LED-BLUE 黄色LED-YELLOW
在Keil环境下建立源程序并保存为.ASM文件，生成.HEX文件；汇编语言参考程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG H ;定时器T0的入口地址LJMP TIMER0 MAIN: MOV TMOD,#01H MOV R0,#05H MOV TH0,# H ;定时器的初值MOV TL0,# H SETB ;开定时器T0的中断SETB ;开CPU的中断SETB ;启动定时器T0 MOV A,#01H LOOP: MOV P1,A RL A CJNE R0,#0,$ MOV R0,#05H SJMP LOOP TIMER0: DEC R0 MOV TH0,# H ; MOV TL0,# H ; RETI END 将以上程序补充完整，流水时间间隔为250ms。#include
单片机计数器与定时器的区别
单片机计数器与定时器的区别 在的学习过程中，我们经常会发现中断、串口是学习的难点，对于初学者来说，这几部分的内容很难理解。但是我个人觉得这几部分内容是的重点，如果在一个学期的课堂学习或者自学中没有理解这几部分内容，那就等于还没有掌握51单片机，那更谈不上单片机的开发了，我们都知道在成品的单片机项目中，有很多是以这几部分为理论基础的，万年历是以定时器为主的，报警器是以中断为主的，联机通讯是以串口为主的。 在这几部分内容中，计数器/定时器对于初学者说很容易搞混淆，下面我将对这方面的内容结合自己的学习经验谈几点看法。 计数器和定时器相同的，他们都是对单片机中产生的脉冲进行计数，只不过计数器是单片机外部触发的脉冲，定时器是单片机内部在晶振的触发下产生的脉冲。当他们的脉冲间隔相同的时候，计数器和定时器就是一个概念。 在定时器和计数器中都有一个溢出的概念，那什么是溢出了。我们可以从一个生活小常识得到答案，当一个碗放在水龙头下接水的时候，过了一会儿，碗的水满了，就发生溢出。同样的道理，假设水龙头的水是一滴滴的往碗里滴，那
么总有一滴水是导致碗中的水溢出的。在碗中溢出的水就浪费了，但是在单片机的中溢出将导致一次中断。 在定时器计数器中，我们有个概念叫容量，就是最大计数量。 把水滴比喻成脉冲，那么导致碗中水溢出的最后一滴水的就是定时计数器的溢出的最后一个脉冲。 在各种单片机书本中，在介绍定时计数器时都讲到一个计数初值，那什么是计数初值呢？在这里我们还是假设水滴碗。假设第一百滴水能够使碗中的水溢出，我们就知道这个碗的容量是100。 在这里计数初值有3个，假设： 根据所得的初始值，再将其转换为，就可以进行计数或者定时了。后面讲解定时器初值的。 单片机, 计数器, 定时器
51单片机定时器秒表设计程序
51单片机定时器秒表设计程序 #include 摘要 摘要 随着时代的进步，电子行业的发展，定时器的应用也越来越广泛，单片机以其强大的功能，成为许多功能电子产品的首选。本次电子定时器电路根据设计要求采用AT89C51单片机来实现最大99秒倒计时，采用两位数码管显示。文章的核心主要是硬件介绍及连接和软件编程两个大的方面。硬件电路主要包括AT89C51、晶振电路、数码管，发光二级管，按键。软件用汇编语言实现，主要包括主程序、倒计时、重启控制程序等软件模块。采用软硬件配合基本能实现设定定时时间倒计时功能，达到了设计的要求和目的。并在Proteus软件上进行了仿真和调试。 关键词 AT89C51单片机；定时器；倒计时 目录 摘要…………………………………………………………………………………………… 第一章绪论......................................................... 1.1定时器的发展................................................. 1.2 电子定时器的应用............................................... 1.3选题的目的和意义................................................ 1.4 本章小结 第二章单片机的基础知识 (3) 2.1单片机简介 (3) 2.2单片机的特点 (3) 2.3 本章小节 第三章功能实现及硬件介绍 (4) 3.1 设计功能实现 (4) 3.2 C51单片机引脚介绍 (9) 3.3时钟和复位电路 3.4数码管显示 (10) 3.5键盘 (12) 3.6电气原理图……………………………………………………… 3.7本章小结 第四章软件设计 (15) 4.1 程序流程图 (15) 4.2定时1秒设计 (16) 4.3重新启动 (17) 4.4程序 (17) 4.5 本章小结 结论................................................................ 参考文献............................................................ 致谢......................................................................... /*----------------------------------------------- 名称：定时器2 内容：通过定时让LED灯闪烁,数据口为：P0口 ------------------------------------------------*/ #include 一、MCS-51单片机的定时器/计数器概念 单片机中的定时器和计数器其实是同一个物理的电子元件,只不过计数器记录的是单片机外部发生的事情(接受的是外部脉冲),而定时器则是由单片机自身提供的一个非常稳定的计数器,这个稳定的计数器就是单片机上连接的晶振部件;MCS-51单片机的晶振经过12分频之后提供给单片机的只有1MHZ的稳定脉冲;晶振的频率是非常准确的,所以单片机的计数脉冲之间的时间间隔也是非常准确的,这个准确的时间间隔是1微秒; MCS-51单片机外接的是12MHZ的晶振(实际上是,所以,MCS-51单片机内部的工作频率(时钟脉冲频率)是12MHZ/12=1MHZ=1000000次/秒=1000000条指令/秒=1000000次/1000000微秒=1次/微秒=1条指令/微秒;也就是说,晶振振荡一次,就会给单片机提供一个时钟脉冲,花费的时间是1微秒,此时,CPU会执行一条指令,经历一个机器周期;即:1个时钟脉冲=1个机器周期=1微秒=1条指令; 注:个人PC机上的CPU主频是晶振经过倍频之后的频率,这一点恰好与MCS-51单片机的相反,MCS-51单片机的主频是晶振经过分频之后的频率; 总之:MCS-51单片机中的时间概念就是通过计数脉冲的个数来测量出来的;1个脉冲=1微秒=1条指令=1个机器周期; MCS-51单片机定时器/计数器的简单结构图: 8051系列单片机有两个定时器:T0和T1,分别称为定时器和定时器T1,这两个定时器都是16位的定时器/计数器;8052系列单片机增加了第三个定时器/计数器T2;它们都有定时或事件计数功能,常用于时间控制、延时、对外部时间计数和检测等场合; 二、定时器/计数器的结构 52单片机有3个定时器，T2是一个16位自动重载的，像T0和T1的方式2一样，只不过它是16位重载，如果作为计数器或定时用，中断用的是5，就是interrupt 5，T2的引脚是P1.0口。P1.0作为I/O 口用了以后T2计数是不行了，不过定时或是作为串口时钟还是可以的。 T2CON（T2的控制寄存器）,字节地址0C8H： 0CFH 0CEH 0CDH 0CCH 0CBH 0CAH 0C9H 0C8H TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RT2 各位的定义如下： TF2：定时/计数器2溢出标志，T2溢出时置位，并申请中断。只能用软件清除，但T2作为波特率发生器使用的时候，(即RCLK=1或TCLK=1),T2溢出时不对TF2置位。 EXF2：当EXEN2=1时，且T2EX引脚（P1.0）出现负跳变而造成T2的捕获或重装的时候，EXF2置位并申请中断。EXF2也是只能通过软件来清除的。RCLK：串行接收时钟标志，只能通过软件的置位或清除；用来选择T1（RCLK=0）还是T2（RCLK=1）来作为串行接收的波特率产生器 TCLK：串行发送时钟标志，只能通过软件的置位或清除；用来选择T1（TCLK=0）还是T2（TCLK=1）来作为串行发送的波特率产生器 EXEN2：T2的外部允许标志，只能通过软件的置位或清除；EXEN2=0：禁止外部时钟触发T2；EXEN2=1：当T2未用作串行波特率发生器时，允许外部 时钟触发T2，当T2EX引脚输入一个负跳变的时候，将引起T2的捕获 或重装，并置位EXF2，申请中断。 TR2：T2的启动控制标志；TR2=0：停止T2；TR2=1：启动T2 C/T2：T2的定时方式或计数方式选择位。只能通过软件的置位或清除；C/T2=0：选择T2为定时器方式；C/T2=1：选择T2为计数器方式，下降沿触发。CP/RT2：捕获/重装载标志，只能通过软件的置位或清除。CP/RT2=0时，选择重装载方式，这时若T2溢出（EXEN2=0时）或者T2EX引脚（P1.0）出现负跳变 实验三单片机内部定时器应用 实验目的 1、理解单片机内部定时器的工作原理及使用方法 2、了解单片机定时中断程序的编写和调试方法 3、掌握定时器的基本使用方法 实验仪器 单片机开发板、万利仿真机、稳压电源、计算机 实验原理 1、单片机定时器的工原理 MCS-51 单片机内部有两个16 位可编程的定时器/计数器T0 和T1。它们即可用作定时器方式，又可用作计数器方式。其中T0 由TH0 和TL0 计数器构成；T1 由TH1 和TL1 计数器构成。 工作于定时器方式时，通过对机器周期（新型51单片机可以对振荡周期计数）的计数，即每一个机器周期定时器加1，来实现定时。故系统晶振频率直接影响定时时间。如果晶振频率为12MHZ，则定时器每隔（1/12MHZ）×12=1us 加1。 工作于计数器方式时，对P3.4 或P3.5 管脚的负跳变（1→0）计数。它在每个机器周期的S5P2 时采样外部输入，当采样值在这个机器周期为高，在下一个机器周期为低时，计数器加1。因此需要两个机器周期来识别一个有效跳变，故最高计数频率为晶振频率的1/24。 特殊功能寄存器TMOD 用于定时器/计数器的方式控制。高4 位用于设置T1，低4 位用于设置T0。如图4-7所示。 图4-7 定时器模式控制字格式 TCON 寄存器用于定时器的计数控制和中断标志。如图4-8所示。 图4-8 定时控制寄存器数据格式 编写程序控制这两个寄存器就可以控制定时器的运行方式。 单片机内部定时器/计数器的使用，简而概之：（1）如需用中断，则将EA和相关中断控制位置1；（2）根据需要设置工作方式，即对TMOD设置；（3）然后启动计数，即对TR0或TR1置1。（4）如使用中断，则计数溢出后硬件会自动转入中断入口地址；如使用查询，则必须对溢出中断标志位TF0或TF1进行判断。 51单片机学习笔记(三)_定时器和计数器 注:定时器与计数器原理与使用方法相似、此处计数器知识为基础普及、后 面详讲2 个定时器(寄存器)、定时器0、定时器1、(计数器0、计数器1) TMOD：定时器/计数器模式控制寄存器详见百度百科TMOD 每经过一个机器周期、寄存器+1TF：定时器溢出标志。溢出时自动置1。中 断时硬件清零否则必须软件清零。TR：定时器运行控制位。置1 开始计时、清 零停止计时。C/T：该位为0 时用作计时器、该位为1 时用作计数器。溢出时 时间-开始计时时间=预设定时时间 一个机器周期共有12 个振荡脉冲周期若设定时为0.02s，则： 12*(65535-X)/11059200=0.02s 定时器作加1 次数：X=47104=0xB800 次时间为0.02s 使用定时器的方法 1、设置特殊功能寄存器TMOD，使之工作在需求的状态。 2、设置计数寄存 器的初值，精确设定好定时时间。3、设置特殊功能寄存器TCON，通过打开 TR 来让定时器进行工作。 4、判断寄存器TCON 的FT0 位、检测定时器溢出情况。 假设我们使用定时器0、定时为0.02s，两个寄存器计时 TMOD=0x01; TMOD=0x01,指的是采用T0 方式，将M1 置0，M0 置1，是 方式一的定时器 高八位寄存器TH0=0xB8、低八位寄存器TL0=0x00 C 程序实现1s 钟定时 #include typedef unsigned char uint8;typedef unsigned int uint16;sbit led=P1;uint8 counter;void main(){TMOD=0x01;TH0=0xb8;TL0=0x00;TR0=1; 单片机定时器计数器实验报告 篇一：单片机计数器实验报告 计数器实验报告 ㈠实验目的 1. 学习单片机内部定时/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程方法。 ㈡实验器材 1. 2. 3. 4. 5. G6W仿真器一台 MCS—51实验板一台 PC机一台电源一台信号发生器一台 ㈢实验内容及要求 8051内部定时计数器，按计数器模式和方式1工作，对 P3.4（T0）引脚进行计数，使用8051的T1作定时器，50ms 中断一次，看T0内每50ms来了多少脉冲，将计数值送显（通过LED发光二极管8421码来表示），1秒后再次测试。 ㈣实验说明 1. 本实验中内部计数器其计数器的作用，外部事件计数器脉冲由P3.4引入 定时器T0。单片机在每个机器周期采样一次输入波形，因此单片机至少需要两个机器周期才能检测到一次跳变，这就要求被采样电平至少维持一个完整的机器周期，以保证电 平在变化之前即被采样，同时这就决定了输入波形的频率不能超过机器周期频率。 2. 计数脉冲由信号发生器输入（从T0端接入）。 3. 计数值通过发光二极管显示，要求：显示两位，十位用L4～L1的8421 码表示，个位用L8～L5的8421码表示 4. 将脉搏检查模块接入电路中，对脉搏进行计数，计算出每分钟脉搏跳动 次数并显示 ㈤实验框图(见下页) 程序源代码 ORG 00000H LJMP MAIN ORG 001BH AJMP MAIN1 MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#15H MOV 20H,#14H MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CHMOV TL0,#00H ;T0的中断入口地址 ;设置T1做定时器,T0做计数器,都于方式1工作 ;装入中断次数 ;装入计数值低8位 ;装入计数值高8位 MOV TH0,#00H SETB TR1 ;启动定时器T1 SETB TR0 ;启动计数器T0 SETB ET1 ;允许T1中断 SETB EA ;允许CPU中断 SJMP $; XXXX大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2009 —2010 学年第二学期） 课程名称：单片机开课实验室： 2010年 5月14日 一．实验目的： 掌握定时器T0、T1的方式选择和编程方法，了解中断服务程序的设计方法，学会实时程序的调试技巧。 二．实验原理： MCS－51单片机内设置了两个可编程的16位定时器T0和T1，通过编程，可以设定为定时器和外部计数方式。T1还可以作为其串行口的波特率发生器。 定时器T0由特殊功能寄存器TL0和TH0构成，定时器T1由TH1和TL1构成，特殊功能寄存器TMOD控制定时器的工作方式，TCON控制其运行。定时器的中断由中断允许寄存器IE，中断优先权寄存器IP中的相应位进行控制。定时器T0的中断入口地址为000BH，T1的中断入口地址为001BH。 定时器的编程包括： 1）置工作方式。 2）置计数初值。 3）中断设置。 4）启动定时器。 定时器/计数器由四种工作方式，所用的计数位数不同，因此，定时计数常数也就不同。 在编写中断服务程序时，应该清楚中断响应过程：CPU执行中断服务程序之前，自动将程序计数器PC内容（即断点地址）压入堆栈保护（但不保护状态寄存器PSW，更不保护累加器A和其它寄存器内容），然后将对应的中断矢量装入程序计数器PC使程序转向该中断矢量地址单元中以执行中断服务程序。定时器T0和T1对应的中断矢量地址分别为000BH 和001BH。 中断服务程序从矢量地址开始执行，一直到返回指令“RETI”为止。“RETI”指令的操作一方面告诉中断系统该中断服务程序已经执行完毕，另一方面把原来压入堆栈保护的断点地址从栈顶弹出，装入到程序计数器PC，使程序返回到被到中断的程序断点处，以便继续执行。 因此，我们在编写中断服务程序时注意。 1．在中断矢量地址单元放一条无条件转移指令，使中断服务程序可以灵活地安排在64K 字节程序存储器的任何空间。 2．在中断服务程序中应特别注意用软件保护现场，以免中断返回后，丢失原寄存器、累加器的信息。 3．若要使执行的当前中断程序禁止更高优先级中断，可以先用软件关闭CPU中断，或禁止某中断源中断，在返回前再开放中断。 三．实验内容： 编写并调试一个程序，用AT89C51的T0工作方式1产生1s的定时时间，作为秒计数时间，当1s产生时，秒计数加1；秒计数到60时，自动从0开始。实验电路原理如图1所示。 计算初值公式 定时模式1 th0=(216-定时时间) /256 tl0=(216-定时时间) mod 256 我们在学单片机时我们第一个例程就是灯的闪烁，那是用延时程序做的，现在回想起来，这样做不很恰当，为什么呢我们的主程序做了灯的闪烁，就不能再干其它的事了，难道单片机只能这样工作吗当然不是，我们能用定时器来实现灯的闪烁的功能。例1：查询方式ORG 0000H AJMP START ORG 30H START: MOV P1,#0FFH ;关所灯 MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器0工作于方式1 MOV TH0,#15H MOV TL0,#0A0H ;即数5536 SETB TR0 ;定时/计数器0开始运行 LOOP: JBC TF0,NEXT ;如果TF0等于1，则清TF0并转NEXT处(LOOP:JNB TF0,$) AJMP LOOP ;不然跳转到LOOP处运行 NEXT: CPL MOV TH0,#15H MOV TL0,#9FH;重置定时/计数器的初值 AJMP LOOP END 键入程序，看到了什么灯在闪烁了，这可是用定时器做的，不再是主程序的循环了。简单地分析一下程序，为什么用JBC呢TF0是定时/计数器0的溢出标记位，当定时器产生溢出后，该位由0变1，所以查询该位就可知宇时时间是否已到。该位为1后，要用软件将标记位清0，以便下一次定时是间到时该位由0变1，所以用了JBC指令，该指位在判1转移的同时，还将该位清0.以上程序是能实现灯的闪烁了，可是主程序除了让灯闪烁外，还是不能做其他的事啊!不对，我们能在LOOP：……和AJMP LOOP指令之间插入一些指令来做其他的事情，只要保证执行这些指令的时间少于定时时间就行了。那我们在用软件延时程序的时候不是也能用一些指令来替代DJNZ吗是的，但是那就要求你精确计算所用指令的时间，然后再减去对应的DJNZ循环次数，很不方便，而现在只要求所用指令的时间少于定时时间就行，显然要求低了。当然，这样的办法还是不好，所以我们常用以下的办法来实现。程序2：用中断实现 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH ;定时器0的中断向量地址 AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处 ORG 30H START: MOV P1,#0FFH ;关所灯 MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器0工作于方式1 MOV TH0,#15H MOV TL0,#0A0H ;即数5536 SETB EA ;开总中断允许 SETB ET0 ;开定时/计数器0允许 SETB TR0 ;定时/计数器0开始运行 SJMP $ ;LOOP: AJMP LOOP ;真正工作时,这里可写任意程序 TIME0: 实验十一定时器实验三 一、实验要求 1.将P2口和四个数码管的数据口相连，P1口和位选线相连接，电路用共阳极； 2.数码管显示４位从前两位分钟、后两位为秒；分钟和秒的值从00到59增加； 3.实现定时器1S的定时，每１S时间到时，使秒钟加一，当秒钟为60时，显示为00 秒，分钟加一；当分钟为60时，显示为00分，从新开始一个小时的计时。 #include 【关键字】报告 单片机定时器计数器实验报告 篇一：单片机计数器实验报告 计数器实验报告 ㈠实验目的 1. 学习单片机内部定时/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程方法。 ㈡实验器材 1. 2. 3. 4. 5. G6W仿真器一台MCS—51实验板一台PC机一台电源一台信号发生器一台㈢实验内容及要求 8051内部定时计数器，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数，使用8051的T1作定时器，50ms中断一次，看T0内每50ms来了多少脉冲，将计数值送显（通过LED发光二极管8421码来表示），1秒后再次测试。 ㈣实验说明 1. 本实验中内部计数器其计数器的作用，外部事件计数器脉冲由P3.4引入 定时器T0。单片机在每个机器周期采样一次输入波形，因此单片机至少需要两个机器周期才能检测到一次跳变，这就要求被采样电平至少维持一个完整的机器周期，以保证电平在变化之前即被采样，同时这就决定了输入波形的频率不能超过机器周期频率。2. 计数脉冲由信号发生器输入（从T0端接入）。 3. 计数值通过发光二极管显示，要求：显示两位，十位用L4～L1的8421 码表示，个位用L8～L5的8421码表示 4. 将脉搏检查模块接入电路中，对脉搏进行计数，计算出每分钟脉搏跳动 次数并显示 ㈤实验框图(见下页) 程序源代码ORG 00000H LJMP MAIN ORG 001BH AJMP MAIN1 MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#15H MOV 20H,#14H MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CHMOV TL0,#00H ;T0的中断入口地址;设置T1做定时器,T0做计数器,都于方式1工作;装入中断次数;装入计数值低8位;装入计数值高8位 MOV TH0,#00H SETB TR1 ;启动定时器T1 SETB TR0 ;启动计数器T0 SETB ET1 ;允许T1中断SETB EA ;允许CPU中断SJMP $;等待中断 MAIN1: PUSH PSW PUSH ACC CLR TR0 CLR TR1 MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH单片机定时器设计
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