單片機(jī)原理及應(yīng)用：第7章 定時(shí)器計(jì)數(shù)器及應(yīng)用

第7章定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及應(yīng)用內(nèi)容

定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)概述7.180C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器7.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用7.37.1定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)概述定時(shí)和計(jì)數(shù)都是利用計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。定時(shí)是對(duì)周期固定的內(nèi)部機(jī)器周期脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，定時(shí)時(shí)間為脈沖周期與脈沖個(gè)數(shù)的乘積。計(jì)數(shù)是對(duì)外界產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方式可以是加1計(jì)數(shù)，也可以是減1計(jì)數(shù)。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中定時(shí)/計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法有3種：軟件定時(shí)/計(jì)數(shù)器、數(shù)字電路定時(shí)/計(jì)數(shù)器和可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器。7.1.1軟件定時(shí)/計(jì)數(shù)器軟件定時(shí)是靠執(zhí)行一段循環(huán)程序以實(shí)現(xiàn)時(shí)間延遲。如本書(shū)前面常用的voidDelayMS(uintxms)延時(shí)子函數(shù)：voidDelayMS(uintxms){ uinti,j; for(i=0;i<xms;i++)for(j=0;j<110;j++);}7.1.2數(shù)字電路定時(shí)/計(jì)數(shù)需要計(jì)數(shù)較多或定時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)，常使用硬件電路完成。硬件定時(shí)/計(jì)數(shù)的特點(diǎn)是定時(shí)/計(jì)數(shù)功能全部由硬件電路完成，不占用CPU的時(shí)間，但需要通過(guò)改變電路中的元件參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間和計(jì)數(shù)長(zhǎng)度，使用上不夠靈活。7.1.3可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)為了使用方便并增加單片機(jī)的功能，很多單片機(jī)內(nèi)部都集成了可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。80C51單片機(jī)內(nèi)部就有可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，其中51子系列內(nèi)部有2個(gè)，52子系列內(nèi)部有3個(gè)。本章只介紹51子系列內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。7.280C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器51子系列單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)獨(dú)立的16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，分別稱(chēng)為定時(shí)器0(簡(jiǎn)稱(chēng)T0)和定時(shí)器1(簡(jiǎn)稱(chēng)T1)，它們可以編程選擇工作于定時(shí)模式或外部事件計(jì)數(shù)模式，此外它們的工作方式、定時(shí)時(shí)間、計(jì)數(shù)值、啟動(dòng)、是否允許中斷等都可以由程序設(shè)定。7.2.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖7-1所示。圖7-1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖7.2.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的工作原理圖如圖7-2所示。圖7-2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理圖(a)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0(T0)工作原理圖7.2.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的工作原理圖如圖7-2所示。圖7-2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理圖(b)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1(T1)工作原理圖1.工作方式寄存器TMOD

TMOD用來(lái)選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式和工作方式，字節(jié)地址為89H，不能進(jìn)行位尋址，低4位用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0，高4位用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1，其格式如下所示：

8位分為2組，高4位控制T1，低4位控制T0。各位的含義說(shuō)明如下：(1)M1、M0：工作方式選擇位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由M1、M0進(jìn)行設(shè)置，如表7-1所示。表7-1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1的工作方式選擇M1M0工作方式00方式0，為13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01方式1，為16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器10方式2，具有自動(dòng)重裝初值的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器11方式3，僅適用于T0，T0分成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器，T1停止計(jì)數(shù)(2)：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作模式選擇位。＝0，為定時(shí)器工作模式；＝1，為計(jì)數(shù)器工作模式。(3)GATE：門(mén)控位。GATE=0，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1的啟動(dòng)計(jì)數(shù)由TCON中的TR0、TR1控制，當(dāng)TR0或TR1為1時(shí)，就可以啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0或1工作。GATE=1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、1的啟動(dòng)計(jì)數(shù)由TCON中的TR0、TR1和外部中斷引腳、一起控制。當(dāng)TR0或TR1為1，同時(shí)或也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0或1工作。例7-1若定時(shí)器T1工作于方式2計(jì)數(shù)模式，定時(shí)器T0工作于方式1定時(shí)模式，GATE=0，要求設(shè)置TMOD。解：根據(jù)TMOD各位的定義，得TMOD=01100001B=61H。2．控制寄存器TCONTCON的字節(jié)地址為88H，可位尋址，位地址為88H～8FH，TCON的格式如下：

低4位與外部中斷有關(guān)，已在第6章中介紹，高4位的功能如下：(1)TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)溢出后，硬件自動(dòng)將TF1置1。使用查詢(xún)方式時(shí)，查詢(xún)到TF1=1后，應(yīng)該及時(shí)用軟件方法將TF1清0。使用中斷方式時(shí)，CPU響應(yīng)中斷后，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后由硬件自動(dòng)將TF1清0。(2)TR1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的運(yùn)行控制位。TR1=1，啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作；TR1=0，停止定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作。(3)TF0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與TF1類(lèi)似。(4)TR0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的運(yùn)行控制位，其功能與TR1類(lèi)似。3.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式選擇由決定，如圖7-3所示

位控制的電子開(kāi)關(guān)S1決定了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式，電子開(kāi)關(guān)打在上面＝0，電子開(kāi)關(guān)打在下面＝1。＝0時(shí)為定時(shí)器工作模式，以系統(tǒng)晶振頻率12分頻后的信號(hào)，即Tcy信號(hào)作為計(jì)數(shù)器基準(zhǔn)信號(hào)。＝1時(shí)為計(jì)數(shù)器工作模式，計(jì)數(shù)脈沖為P3.4引腳上的外部輸入脈沖，當(dāng)引腳上發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器加1。4.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的運(yùn)行控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的運(yùn)行控制如圖7-4所示，電子開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器啟動(dòng)計(jì)數(shù)，S2斷開(kāi)時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。電子開(kāi)關(guān)S2由門(mén)控位GATE、運(yùn)行控制位及外部中斷輸入引腳共同控制。

當(dāng)門(mén)控位GATE=0時(shí)，或門(mén)A輸出為1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0啟動(dòng)運(yùn)行受TR0一個(gè)條件控制。當(dāng)門(mén)控位GATE=1時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0啟動(dòng)運(yùn)行受TR0和外部中斷0引腳的狀態(tài)兩個(gè)條件控制。此時(shí)，定時(shí)器T0的運(yùn)行情況如表7-2所示。表7-2GATE=1時(shí)，與門(mén)B輸出與定時(shí)器T0的運(yùn)行情況TR0與門(mén)B輸出定時(shí)器工作情況111啟動(dòng)運(yùn)行010停止運(yùn)行100停止運(yùn)行000停止運(yùn)行7.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式有4種，由TMOD中的M1M0控制。1.方式0當(dāng)TMOD的M1M0=00時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于方式0，為13位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式。由TL0的低5位和TH0的高8位構(gòu)成13位的計(jì)數(shù)器，如圖7-5所示。TL0低5位計(jì)數(shù)溢出則向TH0進(jìn)位，TH0計(jì)數(shù)溢出則置位TCON中的溢出標(biāo)志位TF0。單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為加法計(jì)數(shù)器，假設(shè)N是計(jì)數(shù)值，x為計(jì)數(shù)初值，n為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的位數(shù)，它們之間的關(guān)系如下：N=2n-x如果定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)器工作模式，晶振頻率為fosc，要求的定時(shí)時(shí)間為T(mén)，則機(jī)器周期Tcy為12/fosc，定時(shí)時(shí)間、計(jì)數(shù)初值和機(jī)器周期的關(guān)系如下：T＝(2n-x)×Tcy方式0中初值x的設(shè)置范圍：0~8191(0~213-1)，TH0、TL0從初值開(kāi)始加法計(jì)數(shù)，直至溢出，所以設(shè)置的初值不同，定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)值也不同。因此方式0工作時(shí)計(jì)數(shù)值和定時(shí)值分別為：N=213-x=8192-xT＝(2n-x)Tcy=(8192-x)Tcy由于為加1計(jì)數(shù)器，當(dāng)x取為8191時(shí)，計(jì)數(shù)值最小，為1；當(dāng)x取為0時(shí)，計(jì)數(shù)值最大，為8192。因此方式0的計(jì)數(shù)范圍為：1~8192，定時(shí)范圍：(1~8192)Tcy。注意：方式0加法計(jì)數(shù)器TH0溢出后，必須用程序重新對(duì)TH0、TL0設(shè)置初值，否則下一次TH0、TL0將從0開(kāi)始加法計(jì)數(shù)。例7-2已知晶振頻率fosc=12MHz，要求定時(shí)器0產(chǎn)生1ms的定時(shí)時(shí)間，問(wèn)送入TH0和TL0的計(jì)數(shù)初值各為多少？試對(duì)定時(shí)器進(jìn)行初始化編程。解：由于晶振頻率為12MHz，所以機(jī)器周期Tcy=1μs，定時(shí)器0選用方式0時(shí)最大定時(shí)時(shí)間為8192μs，即8.192ms，而題目要求的定時(shí)時(shí)間為1ms，小于8.192ms，所以可以選用方式0。(1)計(jì)算TH0、TL0的計(jì)數(shù)初值T=(2n-x)×Tcy＝(213-x)×1μs=1ms=1000μs，所以x=8192-1000=7192=1C18H=0001110000011000B，取其低13位，放入TH0和TL0，則TH0=E0H，TL0=18H。(2)TMOD寄存器初始化根據(jù)題目要求，GATE(TMOD.3)=0，(TMOD.2)=0，M1(TMOD.1)=0，M0(TMOD.0)=0，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1沒(méi)有使用，相應(yīng)的各個(gè)位隨意狀態(tài)，均取為0，則(TMOD)=00H。(3)初始化程序voidinit_time0(void){ TMOD=0x00;//設(shè)置T0為定時(shí)器模式，工作在方式0 TH0=0xE0; TL0=0x18; TR0=1;// 啟動(dòng)T0}方式0是13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，目的是為了兼容早期的MCS-48單片機(jī)，計(jì)數(shù)初值有高8位和低5位構(gòu)成，確定初值比較麻煩，所以在實(shí)際應(yīng)用中已應(yīng)用不多。2.方式1當(dāng)TMOD的M1M0=01時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于方式1，工作于16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式。由8位TL0和8位TH0構(gòu)成16位計(jì)數(shù)器，如圖7-6所示。TL0計(jì)數(shù)溢出則向TH0進(jìn)位，TH0計(jì)數(shù)溢出則置位TCON中的溢出標(biāo)志位TF0。方式1和方式0的差別僅在于計(jì)數(shù)器的位數(shù)不同，方式1是16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，由TH0高8位和TL0低8位構(gòu)成，方式0是13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。方式1中初值x的設(shè)置范圍：0~65535(0~216-1)，TH0、TL0從初值開(kāi)始加法計(jì)數(shù)，直至溢出。選擇方式1工作時(shí)計(jì)數(shù)值和定時(shí)值分別為：N=216-x=65536-xT＝(216-x)Tcy=(65536-x)Tcy當(dāng)x取為65535時(shí)，計(jì)數(shù)值最小，為1；當(dāng)x取為0時(shí)，計(jì)數(shù)值最大，為65536。因此方式1的計(jì)數(shù)范圍為：1~65536，定時(shí)范圍：(1~65536)Tcy。注意：方式1加法計(jì)數(shù)器TH0溢出后，必須用程序重新對(duì)TH0、TL0設(shè)置初值，否則下一次TH0、TL0將從0開(kāi)始加法計(jì)數(shù)。例7-3已知晶振頻率fosc=12MHz，要求定時(shí)器0產(chǎn)生10ms的定時(shí)時(shí)間，試對(duì)定時(shí)器進(jìn)行初始化編程。解：由于晶振頻率為12MHz，機(jī)器周期Tcy=1μs，選用方式0時(shí)最大定時(shí)時(shí)間8.192ms，選擇方式1時(shí)，最大定時(shí)時(shí)間為65.536ms，要求的定時(shí)時(shí)間為10ms，所以不能選擇方式0，只能選用方式1。(1)計(jì)算TH0、TL0的計(jì)數(shù)初值由于晶振頻率為12MHz，所以機(jī)器周期Tcy=1μs，則定時(shí)時(shí)間為：T=(2n-x)×Tcy＝(216-x)×1μs=10ms，所以x=65536-10000=55536=D8F0H即TH0=D8H，TL0=F0H，或者TH0=55536/256，TL0=55536%256(2)TMOD寄存器初始化根據(jù)題目要求，GATE(TMOD.3)=0，(TMOD.2)=0，M1(TMOD.1)=0，M0(TMOD.0)=1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1沒(méi)有使用，相應(yīng)的各個(gè)位狀態(tài)隨意，均取為0，則(TMOD)=01H。(3)初始化程序voidinit_time0(void){ TMOD=0x01;//設(shè)置T0為定時(shí)器模式，工作在方式1 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TR0=1;// 啟動(dòng)T0}3.方式2當(dāng)TMOD的M1M0=10時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于方式2，工作于8位自動(dòng)重裝初值的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式。方式2計(jì)數(shù)器構(gòu)成如圖7-7所示，TL0作為8位計(jì)數(shù)器使用，TH0作為初值寄存器用，TL0計(jì)數(shù)溢出后，將TF0置1，同時(shí)發(fā)出自動(dòng)重裝初值的信號(hào)，使三態(tài)門(mén)打開(kāi)，將TH0中初值自動(dòng)送入TL0，使TL0從初值開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。方式2中初值x的設(shè)置范圍：0~255(0~28-1)，TL0從初值開(kāi)始加法計(jì)數(shù)，溢出后TH0中初值重新置入TL0。方式2工作時(shí)計(jì)數(shù)值和定時(shí)值分別為：

N=28-x=256-xT＝(28-x)Tcy=(256-x)Tcy當(dāng)x取為255時(shí)，計(jì)數(shù)值為1；當(dāng)x取為0時(shí)，計(jì)數(shù)值為256。因此方式2的計(jì)數(shù)范圍為：1~256，定時(shí)范圍：(1~256)Tcy由于工作方式2有自動(dòng)重新裝載初值的功能，因此特別適用于定時(shí)控制。例7-4已知晶振頻率fosc=12MHz，要求每隔200μs產(chǎn)生一定時(shí)信號(hào)，試對(duì)定時(shí)器進(jìn)行初始化。解：選擇定時(shí)器0，工作在方式2。(1)計(jì)算TH0、TL0的計(jì)數(shù)初值由于晶振頻率為12MHz，所以機(jī)器周期Tcy=1μs，則(2n-x)×Tcy＝(28-x)×1μs=200μs，所以x=256-200=56=38H即TH0=38H，TL0=38H或者TH0=(256-200)/256，TL0=(256-200)%256。(2)TMOD寄存器初始化GATE(TMOD.3)=0，(TMOD.2)=0，M1(TMOD.1)=1，M0(TMOD.0)=0，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1沒(méi)有使用，相應(yīng)的各個(gè)位狀態(tài)隨意，均取為0，則(TMOD)=02H。(3)初始化程序voidinit_time0(void){ TMOD=0x02;//設(shè)置T0為定時(shí)器模式，工作在方式1 TH0=0x38; TL0=0x38; TR0=1;// 啟動(dòng)T0}4.方式3方式3只適用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0，當(dāng)TMOD的M1M0=11時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作于方式3，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1不能工作在方式3。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作于方式3的工作原理如圖7-8所示。(a)TL0作8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(b)TH0作8位定時(shí)器圖7-8定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0方式3原理圖方式3時(shí)，T0分成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器：TL0和TH0，TL0是8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，TH0是8位定時(shí)器，TL0使用T0的狀態(tài)控制位、GATE、TR0、，當(dāng)TL0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由硬件將TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。TH0固定為定時(shí)器方式，是8位定時(shí)器模式，只能對(duì)機(jī)器周期Tcy進(jìn)行計(jì)數(shù)，不能作為計(jì)數(shù)器模式，對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于TL0已占用了TR0和TF0，因此TH0借用了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的TR1和TF1，TH0的啟動(dòng)和停止受TR1控制，TH0定時(shí)時(shí)間到，將TF1置1。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在方式3時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1雖然還可以選擇為方式0、方式1或方式2，但是由于TH0借用了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的TR1和TF1，不能產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求信號(hào)，這時(shí)T1就不能用于需要中斷方式的場(chǎng)合，而通常用作串行口的波特率發(fā)生器。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在方式3時(shí)的計(jì)數(shù)范圍為：1~256，定時(shí)范圍：(1~256)Tcy。7.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的作用是用來(lái)精確地確定某一段時(shí)間間隔(作為定時(shí)器用)，或累計(jì)外部輸入的脈沖個(gè)數(shù)(作為計(jì)數(shù)器用)。當(dāng)用做定時(shí)器時(shí)，在其輸入端輸入周期固定的脈沖，根據(jù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中累計(jì)(或事先設(shè)定)的周期固定的脈沖個(gè)數(shù)，即可計(jì)算出所定時(shí)間的長(zhǎng)度。當(dāng)80C51內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被選定為定時(shí)器工作模式時(shí)，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部機(jī)器周期脈沖，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器增1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的輸入脈沖頻率為時(shí)鐘振蕩頻率的1/12。當(dāng)采用12MHz頻率的晶體時(shí)，計(jì)數(shù)速率為1MHz，輸入脈沖的周期間隔為1μs。由于定時(shí)的精度決定于輸入脈沖的周期，因此當(dāng)需要高分辨率的定時(shí)，應(yīng)盡量選用頻率較高的晶振(80C51最高為40MHz)。對(duì)輸入信號(hào)的基本要求如圖7-9所示，圖中Tcy為機(jī)器周期。圖7-9對(duì)輸入信號(hào)的基本要求7.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中重要的功能部件，通過(guò)靈活應(yīng)用其不同的工作方式可以減輕CPU的負(fù)擔(dān)，簡(jiǎn)化外圍電路，本節(jié)通過(guò)幾個(gè)典型的例子，介紹定時(shí)器的使用方法。例7-5已知晶振頻率fosc=12MHz，編程使P2.0引腳上產(chǎn)生100ms的方波程序。解：分析：方波的周期為100ms，要求高、低電平的持續(xù)時(shí)間各為50ms，采用定時(shí)器定時(shí)，中斷工作方式。每50ms時(shí)間到時(shí)，在中斷服務(wù)程序中將P2.0引腳電平狀態(tài)取反，即可獲得所需要的波形。晶振頻率fosc=12MHz，Tcy＝12/fosc=1μs，選擇定時(shí)器T1的方式1。(1)確定計(jì)算初值(2n-x)×Tcy＝(216-x)×1μs=50ms，x=65536-50000=15536=3CB0H即TH1=3CH，TL1=B0H或者TH1=(65536-50000)/256，TL1=(65536-50000)%256。(2)TMOD寄存器初始化GATE(TMOD.7)=0，(TMOD.6)=0，M1(TMOD.5)=0，M0(TMOD.4)=1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0沒(méi)有使用，相應(yīng)的各個(gè)位狀態(tài)隨意，均取為0，則(TMOD)=10H。(3)程序如下：#include<reg51.h>#defineuintunsignedintsbitfangbo=P2^0;voidmain(){ TMOD=0x10;//設(shè)置T1為定時(shí)器模式，工作在方式1 TH1=0x3C; TL1=0xB0; EA=1;//開(kāi)總中斷

ET1=1;//允許T1中斷

TR1=1;// 啟動(dòng)T1 while(1); }voidtimer1()interrupt3//定時(shí)器1中斷服務(wù)程序{ TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; fangbo=~fangbo; }P2.0引腳上輸出的周期位100ms的方波仿真結(jié)果如圖7-10所示。圖7-10P2.0引腳上的100ms方波信號(hào)仿真圖(每小格為10ms)例7-6利用單片機(jī)的定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)秒表，使它從0～59s計(jì)數(shù)，晶振頻率fosc=12MHz，設(shè)計(jì)秒表的proteμs仿真電路，并編寫(xiě)程序。 解：(1)分析：已知晶振頻率fosc=12MHz，Tcy=1μs，選定時(shí)器T0或定時(shí)器T1均可，但是應(yīng)該選擇方式0、1、2或3中的哪一種呢？

各種方式的定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為(2n-x)×Tcy，當(dāng)計(jì)數(shù)初值x為0時(shí)，各種方式最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間如下：方式0：213×Tcy＝8192μs＝8.192ms；方式1：216×Tcy＝65536μs＝65.536ms，方式2：28×Tcy＝256μs，方式3：28×Tcy＝256μs。方式1是定時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)的一種方式，它的最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為65.536ms，也達(dá)不到1s。因此要達(dá)到1s的延時(shí)，只能采用多次中斷的方式。選擇定時(shí)器T0，方式1，設(shè)定T0的定時(shí)時(shí)間為50ms，每隔50ms中斷1次，中斷20次即為1s。(2)確定計(jì)算初值(2n-x)×Tcy＝(216-x)×1μs=50ms，x=65536-50000=15536=3CB0H即TH0=3CH，TL0=B0H(3)TMOD寄存器初始化GATE(TMOD.3)=0，(TMOD.2)=0，M1(TMOD.1)=0，M0(TMOD.0)=1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1沒(méi)有使用，相應(yīng)的各個(gè)位隨意狀態(tài)，均取為0，則(TMOD)=01H。(4)Proteus仿真電路設(shè)計(jì)秒表的Proteus電路如圖7-11所示，采用兩位共陰極數(shù)碼管顯示秒數(shù)，數(shù)碼管段選由P1口控制，十位數(shù)碼管的位選由P2.0控制，個(gè)位數(shù)碼管的位選由P2.1控制。(5)程序設(shè)計(jì)如下：#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharuchartemp,aa,shi,ge;ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共陰極數(shù)碼管碼表voiddisplay(ucharshi,ucharge);//顯示子程序voiddelay(uintz);//延時(shí)子程序voidinit();//定時(shí)器初始化子程序voidmain(){ init();//初始化子程序 while(1) { if(aa==20) { aa=0; temp++; if(temp==59) { temp=0; } shi=temp/10; ge=temp%10;

display(shi,ge); }}voiddelay(uintz)//延時(shí)子程序{ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voiddisplay(ucharshi,ucharge)//顯示子程序{

P2=0xfe;//送入十位數(shù)碼管位選信號(hào)，顯示數(shù)字

P1=table[shi];//送入十位數(shù)碼管的段選信號(hào) delay(5); P2=0xfd;//送入個(gè)位數(shù)碼管位選信號(hào)，顯示數(shù)字 P1=table[ge];//送入個(gè)位數(shù)碼管的段選信號(hào) delay(5);}voidinit()//定時(shí)器初始化程序{ temp=0; TMOD=0x01;//設(shè)置T0為定時(shí)器模式，工作在方式1 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;//開(kāi)總中斷 ET0=1;//允許T0中斷 TR0=1;// 啟動(dòng)T0}voidtimer0()interrupt1//定時(shí)器T0中斷服務(wù)子程序{ TH0=(65536-50000)/256;//重新設(shè)置定時(shí)器初值 TL0=(65536-50000)%256; aa++; //中斷次數(shù)加1}例7-7利用單片機(jī)的定時(shí)器設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈控制電路，用Proteus仿真軟件驗(yàn)證。解：(1)分析：交通燈有四個(gè)方向，南北向是同樣的工作模式，東西向是同樣的工作模式，只要將交通燈的工作模式列出來(lái)，采用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到的時(shí)候，進(jìn)行模式切換，就可以實(shí)現(xiàn)交通燈的控制。設(shè)交通燈有如下四種工作模式(為了便于演示，切換時(shí)間較短)：①東西向綠燈與南北向紅燈亮5s；②東西向綠燈滅，黃燈閃爍5次；③東西向紅燈與南北向綠燈亮5s；④南北向綠燈滅，黃燈閃爍5次；定時(shí)器的四種定時(shí)方式中方式1是定時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)的一種方式，但它的最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間也只為65.536ms，無(wú)法達(dá)到5s的延時(shí)，所以本題仍然采用定時(shí)器延時(shí)50ms的方法，在定時(shí)器的中斷程序中采用軟件計(jì)數(shù)的方法來(lái)加長(zhǎng)延時(shí)時(shí)間。(2)Proteus仿真電路設(shè)計(jì)交通燈的Proteus仿真電路如圖7-12所示，將交通燈通過(guò)反相器7405接在P0口上，P0口通過(guò)上拉電阻接+5V。#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcha