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1、南昌大学实验报告学生姓名： 学号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期：2018.05.04 实验成绩： 实验三 定时计数器实验（一）实验目的1.掌握单片机中断原理；2.掌握定时器的初始化和定时模式编程。（二）设计要求1.采用定时器0/1做16位自动重装（方式0）,中断频率为1000HZ；2.中断函数从P1.7/ P1.6/ P4.7取反输出500HZ方波信号；3.如果由于频率问题实验现象无法观察，请在中断程序中想办法实现。（三）实验原理1.单片机定时/计数器（T0/T1）的结构和工作原理IAP15W4K58S4单片机内部有5个16位的定时/计数器，即T0、T1、T2、T
2、3和T4。T0、T1结构框图如下图（图一）所示，TL0、TH0是定时/计数器T0的低8位、高8位状态值，TL1、TH1是定时/计数器T1的低8位、高8位状态值。TMOD是T0、T1定时/计数器的工作方式寄存器，由它确定定时/计数器的工作方式和功能；TCON是TO、T1定时/计数器的控制寄存器，用于控制T0、T1的启动与停止以及记录T0、T1的计满溢出标志；AUXR称为辅助寄存器，其中T0x12、T1x12 用于设定T0、T1内部计数脉冲的分频系数。P3.4、P3.5分别为定时/计数器T0、T1的外部计数脉冲输入端。T0、T1定时/计数器的核心电路是一个加1计数器，如下图（图二）所示。加1计数器
3、的脉冲有两个来源：一个是外部脉冲源：T0(P3.4)、T1(P3.5)，另一个是系统的时钟信号。计数器对两个脉冲源之一进行输入计数，每输入一个脉冲，计数值加1，当计数到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数值回零，同时使计数器计满溢出标志位TF0或TF1置1，并向CPU发出中断请求。(图一)(图二)定时功能：当脉冲源为系统时钟(等间隔脉冲序列)时，由于计数脉冲为一-时间基准，脉冲数乘以计数脉冲周期(系统周期或12倍系统周期)就是定时时间。即当系统时钟确定时，计数器的计数值就确定了时间。计数功能：当脉冲源为单片机外部引脚的输入脉冲时，就是外部事件的计数器。如定时1计数器TO,在其对应的计数输入端
4、TO (P3.4) 有一个负跳变时，TO计数器的状态值加1。外部输入信号的速率是不受限制的，但必须保证给出的电平在变化前至少被采样一次。2.单片机定时/计数器（T0/T1）的控制IAP15W4K58S4单片机内部定时/计数器(TO/T1) 的工作方式和控制由TMOD、TCON和AUXR三个特殊功能寄存器进行管理。TMOD:设置定时/计数器(TO/T1) 的工作方式与功能。TCON:控制定时/计数器(TO/T1) 的启动与停止，并包含定时/计数器(TO/TI)的溢出标志位。AUXR:设置定时计数脉冲的分频系数。1） 工作方式寄存器TMODTMOD为T0T1的工作方式寄存器，其格式如下：TMOD的
5、低4位为T0的方式字段，高4位为T1的方式字段。他们的含义完全相同。M1/M0为T0/T1工作方式选择位，其定义如下图所示：C/Y为功能选择位，0时为定时工作模式，1时为计数工作模式；GATE为门控位，当(GATE) =0时，软件控制位TRO或TR1置1即可启动定时1计数器;当(GATE)=1时，软件控制位TRO或TR1须置1，同时还须INT0(P3.2)或INT1(P3.3)引脚输入为高电平方可启动定时/计数器，即允许外部中断INT0(P3.2)、INT1(P3.3)输入引脚信号参与控制定时/计数器的启动与停止。TMOD不能位寻址，只能用字节指令设置定时器工作方式，高4位定义T1，低4位定义
6、T0。复位时，TMOD所有位均置0。2） 定时/计数器控制寄存器TCONTCON的作用是控制定时/计数器的启动与停止，记录定时/计数器的溢出标志以及外部中断的控制。定时/计数器控制字TCON的格式如下：其中TF1为定时/计数器1溢出标志位，当定时/计数器1计满产生溢出时，由硬件自动置位TF1，在中断允许时，向CPU发出中断请求，中断响应后，由硬件自动清除TF1标志。也可通过查询TF1标志，来判断计满溢出时刻，查询结束后，用软件清除TF1标志；TR1为定时/计数器1运行控制位，由软件置1或清0来启动或关闭定时/计数器1。当(GATE)=0时，TR1置1即可启动定时/计数器1，当(GATE)=1时
7、，TR1置1且INT1(P3.3)输入引脚信号为高电平时，方可启动定时/计数器1；TF0为定时/计数器0溢出标志位，其功能及操作情况同TF1；TR0为定时/计数器0运行控制位。其功能及操作情况同TR1。3.单片机定时/计数器（T0/T1）的工作方式0方式0是一个可自动重装初始值的16位定时/计数器，结构如下图所示，T0定时/计数器有两个隐含的寄存器RL_TH0、RL_TL0，用于保存16位定时/计数器的重装初始值，当TH0、TL0构成的16位计数器记满溢出时，RL_TH0、RL_TL0的值自动装入TH0、TL0中。RL_TH0与TH0共用同一个地址，RL_TL0与TL0共用同一个地址。当(TR
8、0)=0时，TH0、TL0寄存器写入数据时,也会同时写入RL_TH0，RL_TL0寄存器中；当(TR0)=1时，对TH0、TL0写入数据时，只写入RL_TH0，RL_TL0寄存器中,而不会写入TH0、TL0寄存器中，这样不会影响T0的正常计数。对TH0、TL0寄存器读取数据时，读取的是TH0、TL0的状态值。当T0工作在定时方式时，定时时间的计算公式如下：定时时间=（216-T0定时器的初始值）系统时钟周期12（1-T012）（四）实验设备硬件：PC机、USB数据传输线、STC单片机综合实验箱软件：兼容51单片机的Keil uvision5集成开发环境、STC-ISP单片机烧录软件（五）实验结
9、果根据本次实验要求需使用定时器0/1和方式0做频率为1000Hz的中断和上述原理分析，因为单片机的系统时钟频率采用了12Mhz，其机器周期为1us，带入定时时间计算公式可得到需要装入T0的初始值X=64536=FC18H，即TH0=0FCH，TL0=18H；另外还需将定时器T0设置为方式1定时。因为本次实验做频率为1000Hz的中断在视觉上无法很好的辨别，故设计每中断200次之后将P1.7口取反一次，实验源代码如（七）所示。对代码进行编译，提示0错误0警告，生成hex文件。将单片机试验箱和电脑通过USB数据线连接，打开STC-ISP检测串口点击点开程序文件，选择刚才生成的hex文件，点击下载程
10、序按下单片机上的掉电复位按钮，程序开始烧录（六）结果讨论与心得体会结果分析讨论：将程序烧录至单片机后，可观察到与P1.7口连接的LED灯按规律亮灭，且亮灭时间和代码中的设定的理论时间（每中断200次对P1.7取反一次即LED灯良0.2s后灭0.2秒以此循环）一致，完成实验。心得体会：通过本次实验，我学会了如何使用内部定时/计数器来产生中断，理解了定时/计数器（T0/T1）的结构和工作原理、三个特殊功能寄存器对它的控制以及4种工作方式。希望通过自己多次尝试能在今后实验中熟练使用内部定时/计数器并将其运用到其他方面。（七）附录：实验源代码Fosc_KHZEQU22118;P1M1DATA0x91;P1M0DATA0x92;F_Main:CLRAMOVP1M1,A;MOVP1M0,A;MOVA,#0C8H;ORG0005HRESET:AJMPMainORG000BH AJMPIT0PORG010BHMain:MOVSP,#60H;MOVTMOD,#01H;ACALLPT0M0;Here:AJMPHerePT0M0:MOVTL0,#18H;MOVTH0,#0FCH;SETBET0SETBEA SETBTR0RETIT0P:MOVTL0,#18H;MOVTH0,#0FCH;DECAJZZHIXINGRETIZHIXING:MOVA,#0C8H;CPLP1.7RETEND