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1、实验六 单片机定时/计数器实验,1、熟悉51单片机内部定时/计数器的功能与特性 2、掌握汇编语言定时/计数器程序设计方法 3、掌握C语言定时/计数器程序设计方法,一、实验目的,二、实验器材,1、计算机1台。 2、单片机实验箱1台 3、TKS仿真器 1台 4、串口通讯线 1根 5、单片机学习板 1块,三、实验原理,1、定时/计数器的结构,2、定时器控制寄存器TCON,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,T C O N,88H,位地址,外部中断标志和触发方式,0：无 Tx中断（硬件复位）,1：有 Tx溢出中断,0：停 Tx计数,1：启 Tx计数,TFx：,TRx：,定时器启停和标志,T
2、CON：用于控制定时器的启动与停止，中断标志。,3、定时器工作方式寄存器TMOD,TMOD：用于设置T/C的工作方式。,C/T 0,C/T 1,M1M0：T/C工作方式定义位。,89H,GATA：定时/计数器启动控制位。,T MOD,4、定时/计数器的工作方式,T MOD,5、定时/计数初值的计算方法,计数方式的初值计算： 假设需要的计数值为N，则应装入的计数初值为：,X=MN (M ：模数，为216、213、28、N ：需要的计数值）,定时方式的初值计算： 假设需要的需要的定时时间为T，则应装入的计数初值为：,(1)确定工作方式，即对TMOD寄存器进行赋值。 (2)计算计数初值，并写入寄存器
3、TH0、TL0或TH1、TL1中。 (3)根据需要，置位ETx允许T/C中断。 (4)置位EA使CPU开中断(需要时)。 (5)置位TRx启动计数。,可编程器件在使用之前需要进行初始化。对定时/计数器而言需： 第一要能正确写入控制字； 第二能进行计数初值的计算。,一般步骤,6、定时/计数器的初始化,例:,若单片机的晶振频率为6MHz，要求定时/计数器T0产生100ms的定时，试确定计数初值以及TMOD寄存器的内容。,解：,当晶振频率为6MHz时，在不扩展计数器情况下产生100ms的定时只能采用方式1(16位定时器)。,计数初值：TCMT/T计数,T计数2S,TC 216100103/2 655
4、365000015536 3CB0H,方式0时：Tmax2132S16.384 mS 方式1时：Tmax2162S131.072 mS 方式2、3 时：Tmax282S0.512 mS,对于T0来说：M1M0=01、 = 0 、GATE=0。 由于T1不用，可任意设置，现取为全0。 所以： TMOD=0000,0001B=01H,设置TMOD方式字：,C/T 0,C/T 1,89H,TMOD,1、定时器实验1: 利用定时器T0实现P1.0输出周期为250ms方波，让一个发光二极管闪烁。（课内） 2、定时器实验2: 在实验箱显示器上显示左移的数字“8”，要求每过1秒“8”字左移一位，循环不断。（
5、课内） 3、计数器实验1:CT0计数满3之后（即输入了3个外部脉冲之后），使显示器上显示字符“8”左移一位。如此不断重复。（课内） 4、程序移植实验 修改以上程序，移植到学习板（课内） 5、利用Proteus软件仿真以上三个实验（课外）,四、实验内容,（1）寄存器设置及初值计算,1、定时器实验1: 利用定时器T0实现P1.0输出周期为250ms方波，让一个发光二极管闪烁。,若要产生周期为250ms的方波，只要每125ms将信号的幅值由0变到1或由1变到0即可，可采用取反指令CPL来实现。为了提高CPU的效率，可采用定时中断的方式，每125ms产生一次中断，在中断服务程序中将输出信号取反即可。
6、定时器T0的中断入口地址为000BH。 频率是6MHz，机器周期为2uS,（课内完成）,T0采用定时方式1，,初值X1 =65536-125*1000/2 =0BDCH,计算定时初值：, 确定TMOD方式字：,M1M0=01H、 =0、GATE=0 TMOD=00000001B=01H,（2）、实验线路连接,（课内完成）,（3）单片机输入输出汇编程序设计与修改,（课内完成）,修改程序，使用定时器T1实现125ms定时,（4）单片机输入输出C51程序设计与修改,（课外完成）,修改程序，使用定时器T1实现125ms定时,（5）修改汇编和C51程序，移植到学习板,（课内完成）,学习板发光二极管送0亮
7、，实验箱送1亮，因为要求闪烁，故而可以忽略此处电路不同。,学习板晶振频率12Mhz，实验箱晶振6Mhz，故而在初值相同情况下，学习板上定时时间是62.5ms，直接下载实验箱原程序led闪烁更快。,（6）、Proteus仿真,仿真系统元器件参数：,（课外完成）,输入输出实验仿真图,将移植到学习板程序下载到本系统运行，可以观察到L1闪烁,2、定时器实验2: 在实验箱显示器上显示 左移的数字“8”，要求每过1秒“8”字左移 一位，循环不断。,（1）寄存器设置及初值计算,频率是6MHz，机器周期为2uS，16位的定时器最大定时时间仅为Tmax=265536=131.072mS。如果要求每过1秒左移“8
8、”字一位，就必须进行定时时间扩展。 T0每隔100ms中断一次，中断10次即实现了1秒的定时。,（课内完成）,T0采用定时方式1，,初值X1 =65536-100*1000/2 =3CB0H,计算定时初值：, 确定TMOD方式字：,M1M0=01H、 =0、GATE=0 TMOD=00000001B=01H,（2）单片机中断实验汇编程序设计与修改,（课内完成）,修改1：用T1定时2秒。 修改2：显示0-F左移。,（3）单片机中断实验C51程序设计与修改,（课外完成）,修改1：用T1定时2秒。 修改2：显示0-F左移。,（4）修改汇编和C51程序，移植到学习板,（课内完成）,移植到学习板，注意以
9、下几个问题：,实验箱上字型码地址8004H，字位码地址8002H，而学习板上字型码使用P0口，字位码使用P2口； 实验箱采用总线结构，故汇编使用DPTR及MOVX传字型码和字位码，而学习板使用非总线结构，直接只用MOV传送； 实验箱上是共阴极数码管，字型码使用原码，字位码经过非门，1亮0不亮。学习板使用共阳极数码管，字型码使用反码，字位码经过非门，0亮1不亮。 学习板晶振频率12Mhz，实验箱晶振6Mhz，故而在初值相同情况下，故而延时时间为50ms，故而需要定时20次才满足1秒,输入输出移植实验_汇编程序,（课内完成）,修改1：用T1定时2秒。 修改2：显示0-F左移。,输入输出移植实验_C
10、51程序,（课外完成）,修改1：用T1定时2秒。 修改2：显示0-F左移。,输入输出移植实验_C51程序,（课外完成）,（5）、Proteus仿真,仿真系统元器件参数：,（课外完成）,输入输出实验仿真图,将移植到学习板程序下载到本系统运行,3、计数器实验1:CT0计数满3之后（即输入了3个 外部脉冲之后），使显示器上显示字符“8”左移一位。如此不断重复。,（1）寄存器设置及初值计算,计数个数较少，选带自动重装的的计数方式2。 计数器T0的中断入口地址为000BH。,（课内完成）,T0采用计数方式2，,初值X1 =256-3=253=FDH,计算计数初值：, 确定TMOD方式字：,M1M0=10
11、H、 =1、GATE=0 TMOD=00000110B=06H,（2）、实验线路连接,（课内完成）,（3）单片机中断实验汇编程序设计与修改,（课内完成）,修改1：每5个脉冲移动一位。 修改2：用T1计数。,（4）单片机中断实验C51程序设计与修改,（课外完成）,修改1：每5个脉冲移动一位。 修改2：用T1计数。 修改3 ：统计脉冲个数。,（5）修改汇编和C51程序，移植到学习板,（课内完成）,移植到学习板，注意以下几个问题：,实验箱上字型码地址8004H，字位码地址8002H，而学习板上字型码使用P0口，字位码使用P2口； 实验箱采用总线结构，故汇编使用DPTR及MOVX传字型码和字位码，而学
12、习板使用非总线结构，直接只用MOV传送； 实验箱上是共阴极数码管，字型码使用原码，字位码经过非门，1亮0不亮。学习板使用共阳极数码管，字型码使用反码，字位码经过非门，0亮1不亮。,学习板按键有抖动，可以采用实验箱脉冲，也可以使用555振荡电路输出的7-1400Hz脉冲信号。,输入输出移植实验_汇编程序,（课内完成）,修改1：每5个脉冲移动一位。 修改2：用T1计数。,输入输出移植实验_C51程序,（课外完成）,修改1：每5个脉冲移动一位。 修改2：用T1计数。 修改3 ：统计脉冲个数。,（6）、Proteus仿真,仿真系统元器件参数：,（课外完成）,输入输出实验仿真图,（课内完成）,将移植到学习板程序下载到本系统运行,1、各个程序运行过程中寄存器状态 2、实验现象,五、实验数据记录,六、实验小结,1、 单片机输出输出口编程心得 2、单片机中断编程调试心得 3、对实验设置及教师的建议和意见,