单片机定时器实验.doc

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。
2、 用定时器编写一个秒计时器
假设系统使用的晶振频率为12MHZ，即每个机器周期为1us。如使用方式1，则定时时间最长是216×1us=65536us=65.536ms，小于1s。故必须设置一个软件计数单元，即假设定时器定时中断时间为50ms，则必须定时中断20次才达到1s并对秒计时单元加1，20即为软件计数次数。最后再把秒计时单元的值转成显示数码送显示缓冲区。
定时器中断服务程序
中断返回
保护现场
恢复现场
软件计数-1=0？
秒计时器加1，转成显示数据并送显示
Y
N

主程序
初始化中断控制器，定时器，软件初值，显示缓冲区
启动定时器
调用显示程序

图4-9 定时器应用程序流程图
实验内容
1、单片机定时器秒计时器
LEDCLK BIT P3.4;
LEDDIN BIT P2.3;
LEDDATA DATA P0;

DSEG AT 30H
dispbuf: ds 8;显示缓冲区
timetick: ds 1
second: ds 1
minute: ds 1
hour: ds 1
TIMECOUNT EQU 50000
CSEG at 0000H
SJMP MAIN
ORG 000BH
LJMP P_T0
ORG 0030;中断服务程序
P_T0:
PUSH PSW
PUSH ACC
PUSH DPH
PUSH DPL
MOV TH0,#(65535-TIMECOUNT)/256
MOV TL0,#(65535-TIMECOUNT)MOD 256
SETB RS0;后面所使用的R0~r7
DJNZ timetick,P_T02
MOV timetick,#20
INC second
; cjne second,#60,P_T01
; MOV SECOND,#0
; inc minute;
P_T01: MOV A,second
MOV B,#100
DIV AB
MOV R0,#dispbuf+2
MOV @R0,A
DEC R0
MOV A,B
MOV B,#10
DIV AB
MOV @R0,A
DEC R0
MOV @R0,B
P_T02: CLR RS0
POP DPL
POP DPH
POP ACC
POP PSW
RETI
MAIN:
mov sp,#60h
MOV dispbuf,#0
MOV dispbuf+1,#0
MOV dispbuf+2,#0
MOV dispbuf+3,#0
MOV dispbuf+4,#0
MOV dispbuf+5,#0
MOV dispbuf+6,#0
MOV dispbuf+7,#0
MOV TH0,#(65535-TIMECOUNT)/256;3CAF
MOV TL0,#(65535-TIMECOUNT)MOD 256;
MOV TMOD,#01H;设定定时器的工作方式
SETB ET0;允许T0溢出中断
SETB TR0;启动t0
SETB EA;开启总中断
MAIN1:
ACALL DISP
SJMP MAIN1
DISP:
MOV R6,#8
MOV R0,#dispbuf
CLR LEDCLK
CLR LEDDIN
NOP
DISP1: SETB LEDCLK
MOV A,@R0
MOV DPTR,#LEDTAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV LEDDATA,A;
MOV R7,#5
ACALL DelayNms
INC R0
SETB LEDDIN
CLR LEDCLK
DJNZ R6,DISP1
RET; 大延时
DelayNms:
D1: ACALL Delay1ms
DJNZ R7,D1
RET; 延时子程序
Delay1ms:
push 07
mov R7,#250
delay1:
NOP
NOP
DJNZ R7,delay1
POP 07
RET
LEDTAB:DB 03H,9FH,25H,0DH;0,1,2,3
DB 99H,49H,41H,1FH;4,5,6,7
DB 01H,09H,11H,0C1H;8,9,A,B
DB 63H,85H,61H,71H;C,D,E,F
END
2、修改上面的程序，设计一个N秒倒计时器（N为学号后两位）。倒计时时间到后，重新开始计时。
LEDCLK BIT P3.4;
LEDDIN BIT P2.3;
LEDDATA DATA P0;

DSEG AT 30H
dispbuf: ds 8;显示缓冲区
timetick: ds 1
second: ds 1
minute: ds 1
hour: ds 1
TIMECOUNT EQU 50000
CSEG at 0000H
SJMP MAIN
ORG 000BH
LJMP P_T0
ORG 0030H;中断服务程序
P_T0:
PUSH PSW
PUSH ACC
PUSH DPH
PUSH DPL
MOV TH0,#(65535-TIMECOUNT)/256
MOV TL0,#(65535-TIMECOUNT)MOD 256
SETB RS0;后面所使用的R0~r7
DJNZ timetick,P_T01
MOV timetick,#20
dec second
MOV A,second
CJNE A,#00,P_T01
MOV SECOND,#33

P_T01: MOV A,second
MOV B,#100
DIV AB
MOV R0,#dispbuf+2
MOV @R0,A
DEC R0
MOV A,B
MOV B,#10
DIV AB
MOV @R0,A
DEC R0
MOV @R0,B
CLR RS0
POP DPL
POP DPH
POP ACC
POP PSW
RETI
MAIN:
mov sp,#60h
MOV dispbuf,#0
MOV dispbuf+1,#0
MOV dispbuf+2,#0
MOV dispbuf+3,#0
MOV dispbuf+4,#0
MOV dispbuf+5,#0
MOV dispbuf+6,#0
MOV dispbuf+7,#0
mov timetick,#20
mov second,#33
MOV TH0,#(65535-TIMECOUNT)/256;3CAF
MOV TL0,#(65535-TIMECOUNT)MOD 256;
MOV TMOD,#01H
SETB ET0;允许T0溢出中断
SETB TR0;启动t0
SETB EA;开启总中断
MAIN1:
ACALL DISP
SJMP MAIN1
DISP:
MOV R6,#8
MOV R0,#dispbuf
CLR LEDCLK
CLR LEDDIN
NOP
DISP1: SETB LEDCLK
MOV A,@R0
MOV DPTR,#LEDTAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV LEDDATA,A;
MOV R7,#5
ACALL DelayNms
INC R0
SETB LEDDIN
CLR LEDCLK
DJNZ R6,DISP1
RET; 大延时
DelayNms:
D1: ACALL Delay1ms
DJNZ R7,D1
RET; 延时子程序
Delay1ms:
push 07
mov R7,#250
delay1:
NOP
NOP
DJNZ R7,delay1
POP 07
RET
LEDTAB: DB 03H,9FH,25H,0DH;0,1,2,3
DB 99H,49H,41H,1FH;4,5,6,7
DB 01H,09H,11H,0C1H;8,9,A,B
DB 63H,85H,61H,71H;C,D,E,F
END
思考题
1、在实验程序基础上编写一个24小时计时时钟。
LEDCLK BIT P3.4;
LEDDIN BIT P2.3;
LEDDATA DATA P0;
DSEG AT 30H
dispbuf: ds 8;显示缓冲区
timetick: ds 1
second: ds 1
minute: ds 1
hour: ds 1
TIMECOUNT EQU 50000
CSEG at 0000H
SJMP MAIN
ORG 000BH
LJMP P_T0
ORG 0030H;中断服务程序
P_T0:
PUSH PSW
PUSH ACC
PUSH DPH
PUSH DPL
MOV TH0,#(65535-TIMECOUNT)/256
MOV TL0,#(65535-TIMECOUNT)MOD 256
SETB RS0;后面所使用的R0~r7
DJNZ timetick,P_T02
MOV timetick,#20
INC second
MOV A,second
CJNE A,#60,P_T01;秒
MOV SECOND,#0
inc minute;
MOV A,minute；分
CJNE A,#60,P-T01
INC HOUR；时
MOV A,HOUR
CJNE A,#12,P-T01
MOV HOUR,#0
P_T01: MOV A,second
MOV B,#100
DIV AB
MOV R0,#dispbuf+2
MOV @R0,A
DEC R0
MOV A,B
MOV B,#10
DIV AB
MOV @R0,A
DEC R0
MOV @R0,B
P_T02: CLR RS0
POP DPL
POP DPH
POP ACC
POP PSW
RETI
MAIN:
mov sp,#60h
MOV dispbuf,#0
MOV dispbuf+1,#0
MOV dispbuf+2,#0
MOV dispbuf+3,#0
MOV dispbuf+4,#0
MOV dispbuf+5,#0
MOV dispbuf+6,#0
MOV dispbuf+7,#0
MOV TH0,#(65535-TIMECOUNT)/256;3CAF
MOV TL0,#(65535-TIMECOUNT)MOD 256;
MOV TMOD,#01H;设定定时器的工作方式
SETB ET0;允许T0溢出中断
SETB TR0;启动t0
SETB EA;开启总中断
MAIN1:
ACALL DISP
SJMP MAIN1
DISP:
MOV R6,#8
MOV R0,#dispbuf
CLR LEDCLK
CLR LEDDIN
NOP
DISP1: SETB LEDCLK
MOV A,@R0
MOV DPTR,#LEDTAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV LEDDATA,A;
MOV R7,#5
ACALL DelayNms
INC R0
SETB LEDDIN
CLR LEDCLK
DJNZ R6,DISP1
RET; 大延时
DelayNms:
D1: ACALL Delay1ms
DJNZ R7,D1
RET; 延时子程序
Delay1ms:
push 07
mov R7,#250
delay1:
NOP
NOP
DJNZ R7,delay1
POP 07
RET
LEDTAB: DB 03H,9FH,25H,0DH;0,1,2,3
DB 99H,49H,41H,1FH;4,5,6,7
DB 01H,09H,11H,0C1H;8,9,A,B
DB 63H,85H,61H,71H;C,D,E,F
END
2、说说把显示程序放在主程序和定时中断程序的优缺点。
答：显示程序放在主程序时会一直占用空间执行，但执行速度比较快
显示程序放在中断程序是通过中断服务程序中被调用而执行的，每中断一次调用一次，故执行耗时间。