單片機仿真與制作（基于Proteus ISIS）課件 任務(wù)11.用定時器T0中斷控制LED燈閃爍

目錄【任務(wù)要求】【學習目標】【知識鏈接】1.定時/計數(shù)器中斷的概念2.定時/計數(shù)器工作方式寄存器TMOD3.定時/計數(shù)器控制寄存器TCON【任務(wù)實施】【任務(wù)小結(jié)】【復習思考】

任務(wù)要求制作一個單片機最小系統(tǒng)電路板要求用定時器T0中斷來控制LED燈閃爍學習目標了解單片機的定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)；掌握定時器控制寄存器TCON、工作方式寄存器TMOD的設(shè)置方法；熟悉單片機定時器的編程方法。知識鏈接-1.定時/計數(shù)器中斷的概念

什么是計數(shù)？所謂計數(shù)是指對外部事件進行計數(shù)，外部事件的發(fā)生以輸入脈沖的方式表示，因此計數(shù)功能的實質(zhì)就對外來脈沖進行計數(shù)，51單片機有兩個計數(shù)器T0和T1(52單片機還有T2)，P3.4和P3.5分別是這兩個計數(shù)器的計數(shù)輸入端。外部輸入的脈沖在負跳變時有效，進行計數(shù)器加1。

什么是定時？定時器是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，不過此時的計數(shù)脈沖來自單片機內(nèi)部晶體振蕩器，它的脈沖頻率和周期恒定，因此計一定數(shù)量的脈沖的時間是確定的，所以定時器功能實質(zhì)還是對單片機內(nèi)部脈沖的計數(shù)。

知識鏈接-1.定時/計數(shù)器中斷的概念51單片機內(nèi)部共有兩個16位可編程的定時器/計數(shù)器，分別是Timer0和Timer1（也就是T0和T1）。它們既有定時功能又有計數(shù)功能，通過設(shè)置與它們相關(guān)的特殊功能寄存器可以選擇啟用定時功能或計數(shù)功能。需要注意的是，這個定時器系統(tǒng)是單片機內(nèi)部一個獨立的硬件部分，它與CPU和晶振通過內(nèi)部某些控制線連接并相互作用，CPU一旦設(shè)置開啟定時功能后，定時器便在晶振的作用下自動開始計時，當定時器的計數(shù)器計滿后，會產(chǎn)生中斷，即通知CPU該如何處理。定時器/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器(16位)，由高8位和低8位兩個寄存器組成。

知識鏈接-1.定時/計數(shù)器中斷的概念定時器/計數(shù)器的應用可以用中斷的方式進行，當定時器/計數(shù)器達到定時時間/計數(shù)設(shè)定值時出現(xiàn)中斷，這時CPU暫停正在執(zhí)行的程序1，調(diào)入定時/計數(shù)中斷預先設(shè)定的另一個程序2，執(zhí)行完成設(shè)定的程序2后，再返回執(zhí)行暫停的程序1。就像是生活中：你一開始在看書，到11點鐘鬧鐘響了（提醒你去煮飯），你暫?？磿热ブ箫?，煮上飯后，再接著去看書。

知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMODTMOD是定時器/計數(shù)器的工作方式寄存器

位號TMOD.7TMOD.6TMOD.5TMOD.4TMOD.3TMOD.2TMOD.1TMOD.0符號GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0

GATE：門控位GATE=1，定時/計數(shù)器的運行受外部引腳輸入電平的控制，即INT0控制T0運行，INT1控制T1運行。GATE=0，定時/計數(shù)器的運行不受外部引腳輸入電平的控制。

C/T：計數(shù)器模式和定時器模式選擇位C/T=1，選擇計數(shù)器模式，計數(shù)器對外部輸入引腳T0(P3.4)或T1(P3.5)的外部脈沖計數(shù)。C/T=0，選擇定時器模式。

M1M0：工作方式選擇位M1M0工作方式位數(shù)計數(shù)范圍功能說明00Mode013位0～819101Mode116位0～6553510Mode28位0～255具有自動加載功能11Mode38位0～255T0分成兩個8位計數(shù)器，T1停止計數(shù)知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMODMode0邏輯框圖

Mode0是13位計數(shù)器，其最大計數(shù)為二進制：1111111111111，即十進制8192，也就是說，每次計數(shù)到8192都會產(chǎn)生溢出，置位TF0。知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMODMode0定時時間的計算公式：t=(8192-x)*(12÷晶振頻率)t為定時的時間，單位為：usx為計數(shù)器的計數(shù)初值晶振頻率的單位為：MHz

知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMODMode0定時時間的計算公式：t=(8192-x)*(12÷晶振頻率)現(xiàn)在來計算定時2ms應該如何計算，由于實驗板的晶振為12MHz，需要定時2ms也就是2000us，然后我們把其參數(shù)代入公式：2000=(8192-x)*(12÷12)求得：x=6192，化成十六進制，x=0x18CCTH0和TL0的初值為如下：TH0：00011000TL0：

00001100（注意，TL0只用了低5位，高3位沒有用到填入0）具體指令如下：

TH0=0x18;//也可寫為：“TH0=(8192-2000)/256;”設(shè)置T0定時初值高5位TL0=0x0c;//也可寫為：“TL0=(8192-2000)%256;”設(shè)置T0定時初值低8位知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMODMode1邏輯框圖

Mode1與Mode0的操作是完全相同的，只是Mode1是16位計數(shù)器，而Mode0是13位計數(shù)器。Mode1定時時間的計算公式：

t=(65536-x)*(12÷晶振頻率)知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMODMode2邏輯框圖

因為Mode2只有8位數(shù)結(jié)構(gòu)，所以計數(shù)范圍十分有限。Mode2定時時間的計算公式：

t=(256-x)*(12÷晶振頻率)知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMODMode3邏輯框圖

知識鏈接-2.定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMOD

在Mode3下它被拆分為兩個獨立的計數(shù)器TL0與TH0。上面是拆分出來的8位定時/計數(shù)器，其使用跟前面介紹的幾種工作方式是完全相同的。Mode3定時時間的計算公式：

t=(256-x)*(12÷晶振頻率)知識鏈接-3.定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON

TF0（TF1）溢出中斷標志位。當片內(nèi)定時器/計數(shù)器T0（定時器/計數(shù)器T1）計數(shù)溢出的時候，由單片機自動置1，而當進入了中斷服務(wù)程序之后再由單片機自動清0。TR0（TR1）啟動位。TR0（TR1）=1時，啟動TR0（TR1）TR0（TR1）=0時，關(guān)閉TR0（TR1）IE0（IE1）和IT0（IT1）與外部中斷相關(guān)，在前述任務(wù)9中已經(jīng)有詳述。TCON是控制寄存器位號TCON.7TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3TCON.2TCON.1TCON.0符號TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0與定時器相關(guān)與外部中斷相關(guān)知識鏈接-3.定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON

定時器/計數(shù)器的中斷子程序第一行的格式為：例如，要定義一個Timer1的中斷子程序，其名稱是“Timer1”，則該中斷子程序應聲明為：void

中斷子程序名稱(void)interrupt

中斷編號

using

寄存器組voidTimer1(void)interrupt

3;任務(wù)實施1)準備元器件序號種類標號參數(shù)序號種類標號參數(shù)1電阻R1-R8220*85電容C310uF2電阻R910k6單片機U1AT89C513電容C130pF7發(fā)光二極管D1-D8LED紅*84電容C230pF8晶振X111.0592M任務(wù)實施2)搭建硬件電路仿真電路圖與配套實驗板對應的按鍵電路相同。該電路圖可用于仿真和手工制作，前述任務(wù)已經(jīng)將本次任務(wù)的電路制作完畢，本次任務(wù)無需另外再制作。任務(wù)實施3)程序設(shè)計主程序只需要完成定時器T0的初始化即可，完成初始化之后就可原地等待，不需要任何其他的動作。初始化的動作為：先設(shè)定好TCON、TMOD、IE寄存器，然后計算出定時計數(shù)初值并賦給TH0和TL0。若需要定時250ms，可以分成單次定時50ms，共定時5次即可實現(xiàn)，因此可計算出定時初值為TH0=(65536-50000)/256，TL0=(65536-50000)%256。在定時器中斷子程序里，需要完成LED取反的動作，同時為確保定時時間為50ms，每次定時還需要重新設(shè)置定時初值。任務(wù)實施3)程序設(shè)計用定時器T0中斷控制LED燈閃爍程序流程任務(wù)實施3)程序設(shè)計用定時器T0中斷控制LED燈閃爍主程序清單main() //主程序開始{IE=0x82; //啟用T0中斷TMOD=0x01; //設(shè)定T0為mode1TH0=TH_M1; //設(shè)置T0定時初值高8位TL0=TL_M1; //設(shè)置T0定時初值低8位TR0=1; //啟動T0LED=0xf0; //LED初值=11110000,右4燈亮while(1); //無窮循環(huán)，程序停滯} //主程序結(jié)束任務(wù)實施4)使用Proteus仿真將“任務(wù)11.hex”加載（相同于實際單片機程序的下載）到仿真電路圖的單片機中，在仿真中，我們將看到8個LED在不斷全燈閃爍，閃爍的頻率為2Hz。詳細仿真演示可直接打開“任務(wù)11.用定時器T0中斷控制led燈閃爍.DSN”任務(wù)實施5)使用配套實驗板調(diào)試所編寫的程序?qū)ⅰ叭蝿?wù)11.hex”程序下載到單片機中，給實驗板上電后，將看到與仿真中一樣的現(xiàn)象。任務(wù)11詳細的演示錄像見隨書光盤中的視頻文件“\演示錄像\任務(wù)11.用定時