课程设计单片机定时器的设计

1、摘 要 单片机是一种集成在电路芯片， 是采用超大范畴集成电路技 能把具有数据处理本事的中心处理器 CPU 随机存储器 RAM、 只 读存储器 ROM、多种 I/O 口和间断系统、定时器/计时器等成果 （大要还包括表现驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、 A/D 转换器等电路） 集成到一块硅片上构成的一个小而完竣的计 较机系统。单片机具有特点具有良好的性能价格比；低电压、低功耗；集成度高、体积小、可靠性高；控制成果强等优点。 计算机暂时中止正在执行的主程序,转去执行中断服务程序,并在中断服务程序执行完了之后能自动回到原主程序处继续执行，这个过程叫做“中断”。中断需要解决两个主要问题：一是如何

2、从主程序转到中断服务程序；二是如何从中断服务程序返回主程序。关键词：单片机，中断，延时目 录1. 设计目的12.设计任务的内容和要求13.设计原理14.程序说明35.心得体会6定时器试验1. 设计目的（1） 熟练运用汇编语言编程，并且掌握键盘查表来运行相应的功能（2）熟悉启东硬件仿真系统，熟练应用该系统调试软件（3）熟悉单片机应用系统的组成，并能运用程序控制外部流水灯2.设计任务的内容和要求（1）初始化定时器，使之采用定时器0，方式2，定时100us时间（2）通过设置中断，产生总时间为秒（3）秒时间到，控制发光二极管点亮3.设计原理在实际的控制系统中常要求有外部实时时钟,以实现定时或延时控制;

3、还要求有外部计数器,以实现对外界事件进行计数。MCS-51单片机由两个可编程定时/计数器(以下简称T/C)。T0，T1T/C的核心是1个加1计数器,它的输入脉冲有两个来源:一个是外部脉冲源,另一个是系统机器周期(时钟振荡器经12分频以后的脉冲信号)。T0，T1是2 个16位寄存器。加1到满溢出产生中断T0（TH0，TL0）；8CH，8AH地址不连续T1（TH1，TL1）；8DH，8BH都具有定时或者计数功能。图一 图一 有2个模拟的位开关,前者决定了T/C的工作状态:当开关处于上方时为定时状态,处于下方时为计数状态。工作状态的选择由特殊功能寄存器TMOD的C/T位来决定。 C/T=0表示定时，

4、 C/T=1表示计数。 当T/C处于定时方式时,加1计数器在每个机器周期加1,因此,也可以把它看作在累计机器周期。由于一个机器周期包含12个振荡周期,所以它的计数速率是振荡频率的1/12。如果主频12M，机器周期为1us,每1us定时寄存器完成1次加1操作。一旦振荡周期确定，机器周期亦确定。MCS-51单片机有2个特殊功能寄存器TMOD和TCON:TMOD用于设置T/C的工作方式;TCON用于控制定时器T0、T1的启动与停止,并包含了定时器的状态。定时/计数器工作方式 如下表所示 定时器/计数器由四种工作方式，所用的计数位数不同，因此，定时计数常数也就不同。在编写中断服务程序时，应该清楚中断响

5、应过程：CPU 执行中断服务程序之前，自动 将程序计数器 PC 内容（即断点地址）压入堆栈保护（但不保护状态寄存器 PSW，更不保护 累加器 A 和其它寄存器内容） 然后将对应的中断矢量装入程序计数器 PC 使程序转向该中断 ， 矢量地址单元中以执行中断服务程序。定时器 T0 和 T1 对应的中断矢量地址分别为 000BH 和 001BH。 中断服务程序从矢量地址开始执行，一直到返回指令“RETI”为止。 “RETI”指令的操作一方面告诉中断系统该中断服务程序已经执行完毕， 另一方面把原来压入堆栈保护的断点地址从栈顶弹出，装入到程序计数器 PC，使程序返回到被到中断的程序断点处，以便继续执行。

6、本设计采用工作模式2当T0M（T1M）=10时定时器设定为工作模式2，此时定时器0（定时器1）被设置为可自动重载的8 位定时器。TL0为8位加法计数器，TH0为存放该8位加法计数器初值的寄存器。 TH0、TL0的初值都由程序预置。在工作模式2中，定时器的定时时间由下式确定图二 方式2结构图4. 程序说明此程序大体分为3部分第一部分：开始部分这一部分主要是指定了程序的起始地址，中断地址等初始化操作。 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH ;定时器0的中断向量地址 AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处 ORG 30H 这一部分主要是指定了程序的起始地址，中断地址

7、等初始化操作。第二部分：主程序 主程序是程序的主体。在本例中，主程序主要为定时计数器T0实现了初始化以及中断的开启。P1.1为测试是否进入主程序的测试灯，实际运行时只会被点亮一次而不会再有动作。P1.2是进入中断程序前的指示灯，和P1.1一样，只会被点亮一次而不会再有动作。START: MOV P1,#0FFH ;关灯 CPL P1.1；测试1 MOV 30H,#00H ;软件计数器预清0 MOV TMOD,#0000010B ;定时/计数器0工作于方式2 MOV TH0,#00H MOV TL0,#09cH ;156 SETB EA ;开总中断允许 SETB ET0 ;开定时0允许 SETB

8、 TR0 ;定时0开始运行 CPL P1.2 ；测试2 SJMP $ 第三部分：中断子程序 该中断服务子程序是程序的核心。由于本次试验的单片机周期为1微秒，定时计数器的周期为100微秒，故要想在1秒之后点亮P1.0，则需要进入10000次中断子程序之后点反转一次P1.0口。为此，我设计了一个软件计数器。此计数器分为2部分。每一部分都可以计数到100.当第一个子计数器计数到100之后，就会转向第二个子计数器，使其加一。于是，两个计数器的计数和为100*100=10000，最终就是1秒。在每一次计数结束后，计数器清零，同时反转P1.1.TIME0: ;定时器0中断程序 INC 30H MOV A,

9、30H CJNE A,#64h,T3 ;30H单元中的值到了100了吗? 以上部分是计数器的第一部分，由于寄存器空间限制，单个寄存器不能够计数到10000，故使用2个100的计数器。CJNE A,#64h,T3 表示当值不相等时跳转，跳出中断。否则执行计数器2 。 MOV 30H,#0 ;清0软件计数器 1 inc 31H MOV A,31H CJNE A,#64h,T3 以上部分是计数器的第二部分，与计数器1一样，是100的计数器。值得注意的是，在计数器1计满之后，要将其清零。在计数器2 计满之后，顺序执行，点亮P1.0，并自身清零。 CPL P1.0 ;到了,取反P10 MOV 30H,#

10、0 ;清0软件计数器 1 MOV 31H,#0 ;清0软件计数器 2 T3: MOV TH0,#00H MOV TL0,#9cH ;重置定时常数 在每次中断之后，要重置定时器初值，让其在下一个100微秒后进入中断。 RETI END 5.心得体会 此次课程设计到此告一段落，在此次课程设计中，我有很多感触。课程设计是我们专业课知识综合运用的实践训练，是对专业知识的总结与考察，是从事将来的工作前的一个不可或缺的过程。 刚拿到设计题目时，我们还是比较迷茫的，感觉无从下手。所以我并没有急于下手，而是花了一定的时间去分析题目，设计出其大致运行原理，并进行一定的论证和改进。在方案确定之后，再去查阅资料，选

11、定方式，通过所选芯片的参数和功能来重新改进设计方案。至此，程序的思路已经较为清晰。我们在刚开始的时候因为理解问题，使用了错误的方法实现了设计目的，不过在纠正错误的过程中，我们对题目的理解却更加深入了。所以在第二天，我们在电脑上只用了很少的时间就完成并进一步改进了最初的设计，并且完成了验证与测试。 在本次课程设计中，我发现了很多问题，虽然上学期也做过类似这样的课程设计，但是这次设计让我有了很大的长进。通过这次设计，我把理论和实际紧密的联系在了一起，感觉学习的深度在课本的基础上更深入了一层。有些事情，只有我们真正去做了，才能真正的掌握它，理解的更加深刻。此次课设让我意识到光学理论知识是远远不够的。 总的来说，此次