單片機實驗三報告-定時計數(shù)器實驗

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上南昌大學實驗報告學生姓名： 學號： 專業(yè)班級： 實驗類型： 驗證 綜合 設計 創(chuàng)新 實驗日期：2018.05.04 實驗成績： 實驗三 定時計數(shù)器實驗（一）實驗目的1.掌握單片機中斷原理；2.掌握定時器的初始化和定時模式編程。（二）設計要求1.采用定時器0/1做16位自動重裝（方式0）,中斷頻率為1000HZ；2.中斷函數(shù)從P1.7/ P1.6/ P4.7取反輸出500HZ方波信號；3.如果由于頻率問題實驗現(xiàn)象無法觀察，請在中斷程序中想辦法實現(xiàn)。（三）實驗原理1.單片機定時/計數(shù)器（T0/T1）的結構和工作原理IAP15W4K58S4單片機內部有5個16位的定時/計數(shù)

2、器，即T0、T1、T2、T3和T4。T0、T1結構框圖如下圖（圖一）所示，TL0、TH0是定時/計數(shù)器T0的低8位、高8位狀態(tài)值，TL1、TH1是定時/計數(shù)器T1的低8位、高8位狀態(tài)值。TMOD是T0、T1定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，由它確定定時/計數(shù)器的工作方式和功能；TCON是TO、T1定時/計數(shù)器的控制寄存器，用于控制T0、T1的啟動與停止以及記錄T0、T1的計滿溢出標志；AUXR稱為輔助寄存器，其中T0x12、T1x12 用于設定T0、T1內部計數(shù)脈沖的分頻系數(shù)。P3.4、P3.5分別為定時/計數(shù)器T0、T1的外部計數(shù)脈沖輸入端。T0、T1定時/計數(shù)器的核心電路是一個加1計數(shù)器，如下

3、圖（圖二）所示。加1計數(shù)器的脈沖有兩個來源：一個是外部脈沖源：T0(P3.4)、T1(P3.5)，另一個是系統(tǒng)的時鐘信號。計數(shù)器對兩個脈沖源之一進行輸入計數(shù)，每輸入一個脈沖，計數(shù)值加1，當計數(shù)到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)值回零，同時使計數(shù)器計滿溢出標志位TF0或TF1置1，并向CPU發(fā)出中斷請求。(圖一)(圖二)定時功能：當脈沖源為系統(tǒng)時鐘(等間隔脈沖序列)時，由于計數(shù)脈沖為一-時間基準，脈沖數(shù)乘以計數(shù)脈沖周期(系統(tǒng)周期或12倍系統(tǒng)周期)就是定時時間。即當系統(tǒng)時鐘確定時，計數(shù)器的計數(shù)值就確定了時間。計數(shù)功能：當脈沖源為單片機外部引腳的輸入脈沖時，就是外部事件的計數(shù)器。如定時1計數(shù)器

4、TO,在其對應的計數(shù)輸入端TO (P3.4) 有一個負跳變時，TO計數(shù)器的狀態(tài)值加1。外部輸入信號的速率是不受限制的，但必須保證給出的電平在變化前至少被采樣一次。2.單片機定時/計數(shù)器（T0/T1）的控制IAP15W4K58S4單片機內部定時/計數(shù)器(TO/T1) 的工作方式和控制由TMOD、TCON和AUXR三個特殊功能寄存器進行管理。TMOD:設置定時/計數(shù)器(TO/T1) 的工作方式與功能。TCON:控制定時/計數(shù)器(TO/T1) 的啟動與停止，并包含定時/計數(shù)器(TO/TI)的溢出標志位。AUXR:設置定時計數(shù)脈沖的分頻系數(shù)。1） 工作方式寄存器TMODTMOD為T0T1的工作方式寄存

5、器，其格式如下：TMOD的低4位為T0的方式字段，高4位為T1的方式字段。他們的含義完全相同。M1/M0為T0/T1工作方式選擇位，其定義如下圖所示：C/Y為功能選擇位，0時為定時工作模式，1時為計數(shù)工作模式；GATE為門控位，當(GATE) =0時，軟件控制位TRO或TR1置1即可啟動定時1計數(shù)器;當(GATE)=1時，軟件控制位TRO或TR1須置1，同時還須INT0(P3.2)或INT1(P3.3)引腳輸入為高電平方可啟動定時/計數(shù)器，即允許外部中斷INT0(P3.2)、INT1(P3.3)輸入引腳信號參與控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。TMOD不能位尋址，只能用字節(jié)指令設置定時器工作方式，

6、高4位定義T1，低4位定義T0。復位時，TMOD所有位均置0。2） 定時/計數(shù)器控制寄存器TCONTCON的作用是控制定時/計數(shù)器的啟動與停止，記錄定時/計數(shù)器的溢出標志以及外部中斷的控制。定時/計數(shù)器控制字TCON的格式如下：其中TF1為定時/計數(shù)器1溢出標志位，當定時/計數(shù)器1計滿產生溢出時，由硬件自動置位TF1，在中斷允許時，向CPU發(fā)出中斷請求，中斷響應后，由硬件自動清除TF1標志。也可通過查詢TF1標志，來判斷計滿溢出時刻，查詢結束后，用軟件清除TF1標志；TR1為定時/計數(shù)器1運行控制位，由軟件置1或清0來啟動或關閉定時/計數(shù)器1。當(GATE)=0時，TR1置1即可啟動定時/計數(shù)

7、器1，當(GATE)=1時，TR1置1且INT1(P3.3)輸入引腳信號為高電平時，方可啟動定時/計數(shù)器1；TF0為定時/計數(shù)器0溢出標志位，其功能及操作情況同TF1；TR0為定時/計數(shù)器0運行控制位。其功能及操作情況同TR1。3.單片機定時/計數(shù)器（T0/T1）的工作方式0方式0是一個可自動重裝初始值的16位定時/計數(shù)器，結構如下圖所示，T0定時/計數(shù)器有兩個隱含的寄存器RL_TH0、RL_TL0，用于保存16位定時/計數(shù)器的重裝初始值，當TH0、TL0構成的16位計數(shù)器記滿溢出時，RL_TH0、RL_TL0的值自動裝入TH0、TL0中。RL_TH0與TH0共用同一個地址，RL_TL0與TL

8、0共用同一個地址。當(TR0)=0時，TH0、TL0寄存器寫入數(shù)據(jù)時,也會同時寫入RL_TH0，RL_TL0寄存器中；當(TR0)=1時，對TH0、TL0寫入數(shù)據(jù)時，只寫入RL_TH0，RL_TL0寄存器中,而不會寫入TH0、TL0寄存器中，這樣不會影響T0的正常計數(shù)。對TH0、TL0寄存器讀取數(shù)據(jù)時，讀取的是TH0、TL0的狀態(tài)值。當T0工作在定時方式時，定時時間的計算公式如下：定時時間=（216-T0定時器的初始值）×系統(tǒng)時鐘周期×12（1-T0×12）（四）實驗設備硬件：PC機、USB數(shù)據(jù)傳輸線、STC單片機綜合實驗箱軟件：兼容51單片機的Keil uvis

9、ion5集成開發(fā)環(huán)境、STC-ISP單片機燒錄軟件（五）實驗結果根據(jù)本次實驗要求需使用定時器0/1和方式0做頻率為1000Hz的中斷和上述原理分析，因為單片機的系統(tǒng)時鐘頻率采用了12Mhz，其機器周期為1us，帶入定時時間計算公式可得到需要裝入T0的初始值X=64536=FC18H，即TH0=0FCH，TL0=18H；另外還需將定時器T0設置為方式1定時。因為本次實驗做頻率為1000Hz的中斷在視覺上無法很好的辨別，故設計每中斷200次之后將P1.7口取反一次，實驗源代碼如（七）所示。對代碼進行編譯，提示0錯誤0警告，生成hex文件。將單片機試驗箱和電腦通過USB數(shù)據(jù)線連接，打開STC-ISP

10、檢測串口點擊點開程序文件，選擇剛才生成的hex文件，點擊下載程序按下單片機上的掉電復位按鈕，程序開始燒錄（六）結果討論與心得體會結果分析討論：將程序燒錄至單片機后，可觀察到與P1.7口連接的LED燈按規(guī)律亮滅，且亮滅時間和代碼中的設定的理論時間（每中斷200次對P1.7取反一次即LED燈良0.2s后滅0.2秒以此循環(huán)）一致，完成實驗。心得體會：通過本次實驗，我學會了如何使用內部定時/計數(shù)器來產生中斷，理解了定時/計數(shù)器（T0/T1）的結構和工作原理、三個特殊功能寄存器對它的控制以及4種工作方式。希望通過自己多次嘗試能在今后實驗中熟練使用內部定時/計數(shù)器并將其運用到其他方面。（七）附錄：實驗源代碼Fosc_KHZEQU22118;P1M1DATA0x91;P1M0DATA0x92;F_Main:CLRAMOVP1M1,A;MOVP1M0,A;MOVA,#0C8H;ORG0005HRESET:AJMPMainORG000BH AJMPIT0PORG010BHMain:MOVSP,#60H;MOVTMOD,#01H;