單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--定時(shí)器實(shí)驗(yàn)

1、<p><b>　　電氣信息工程學(xué)院</b></p><p><b>　　單片機(jī)及應(yīng)用</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 定時(shí)器實(shí)驗(yàn) </p><p>　　專

2、 業(yè)： 08自動(dòng)化2班 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　單片機(jī)，一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而

3、現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機(jī)89C52中有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，分別為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，簡(jiǎn)稱為定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1）。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有計(jì)數(shù)和定時(shí)功能，擁有4種工作方式，即工作方式0～3。本次課程設(shè)計(jì)采用的是定時(shí)器0的工作方式2來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。利用工作方式2的區(qū)別于定時(shí)工作方式0和1的自動(dòng)重新加載功能，循環(huán)定時(shí)，通過(guò)軟件和硬件的結(jié)合達(dá)到定時(shí)

4、2秒的目的。在單片機(jī)外部接連適當(dāng)?shù)碾娐?，通過(guò)開(kāi)關(guān)按鍵啟停定時(shí)功能，通過(guò)蜂鳴器響與否判斷定時(shí)時(shí)間到。其中涉及按鍵的去抖動(dòng)問(wèn)題，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)难訒r(shí)可有效減輕抖動(dòng)的影響以使觀察效果更加明顯。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機(jī) ，89C52 ，定時(shí)器0 ，工作方式2 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&

5、gt;　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 課題意義1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)方法1</p><p>　　2 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求2</p><p>　　2.

6、1 微處理器AT89S52單片機(jī)2</p><p>　　2.2 AT89S52各引腳及功能2</p><p>　　2.3 課題概述8</p><p>　　2.4 系統(tǒng)主要功能8</p><p>　　3 方案的論證與比較9</p><p>　　3.1 控制部分的設(shè)計(jì)方案論證與選擇9</p>

7、<p>　　3.2 鍵盤設(shè)計(jì)方案與選擇10</p><p>　　3.3 數(shù)字顯示設(shè)計(jì)方案與選擇10</p><p>　　4 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容10</p><p>　　4.1 背景知識(shí)10</p><p>　　4.1.1相關(guān)控制寄存器10</p><p>　　4.1.2 定時(shí)器工作方式210&

8、lt;/p><p><b>　　4.2 總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1 硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.2 軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.4結(jié)果分析</b><

9、/p><p><b>　　總 結(jié)11</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p>　　附錄A：定時(shí)器protell DXP原理圖</p><p>　　附錄B：Protues 仿真效果圖</p><p><b>　　致謝</b&g

10、t;</p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1課題意義</b></p><p>　　在我們平時(shí)的生活中，有許多地方可以看到定時(shí)的影子，如手表定時(shí)、電腦電視定時(shí)、工廠車間零件制作定時(shí)等等。定時(shí)不僅讓我們的生活變得時(shí)間化和規(guī)律化，也從一定程度上提高了生產(chǎn)力，提高了人民的生活水平?；趩?/p>

11、片機(jī)的定時(shí)，輕巧簡(jiǎn)便，利于攜帶和操作，在當(dāng)今物質(zhì)文化飛速發(fā)展的今天更是必不可少的。所以研究基于單片機(jī)的定時(shí)器設(shè)計(jì)很有意義。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)本次課題設(shè)計(jì)，應(yīng)用《單片機(jī)原理及應(yīng)用》等所學(xué)相關(guān)知識(shí)及查閱資料，完成簡(jiǎn)易30S定時(shí)器的設(shè)計(jì)，以達(dá)到理論與實(shí)踐更好的結(jié)合、進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)的能力的目的。&l

12、t;/p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，可以使我在基本思路和基本方法上對(duì)基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較感性和理性上的認(rèn)識(shí)，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力，分析和解決具體問(wèn)題的能力，把理論和時(shí)間結(jié)合起來(lái)，也讓我感覺(jué)到理論也是相當(dāng)重要，實(shí)踐總是建立在理論的基礎(chǔ)上的；但也是我看到了理論和實(shí)踐的一些差距，有些東西在實(shí)際中不需要考慮，但有的時(shí)候也不得不考慮。</p><p><b&g

13、t;　　1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　（1）本課題以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)出定時(shí)器，具有以下功能：</p><p>　　（2）具有30秒定時(shí)功能；</p><p>　　（3）做時(shí)鐘時(shí)在2位LED 顯示器上顯示30-00秒，實(shí)現(xiàn)到時(shí)報(bào)警的功能；</p><p>　?。?）當(dāng)按下清零按鈕跑表開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，按下停止按鈕停止計(jì)時(shí)；

14、</p><p>　?。?）完成Proteus中的仿真和程序的調(diào)試，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)方法</b></p><p>　　電路采用動(dòng)態(tài)顯示，由八位共陽(yáng)極數(shù)碼管通過(guò)P0口，P2口與單片機(jī)分別相連，且數(shù)碼管A,B,C,D,E,F,G分別依次與單片機(jī)的P2口相連，P2口做為字碼控制端，數(shù)碼管的1，2各引腳分別與單片機(jī)

15、的P0.0—P0.1相連，P0口做為數(shù)碼管的位控制端，動(dòng)態(tài)顯示是每次數(shù)碼管只顯示一位，由于人的視覺(jué)停留是0.05到0.2秒之間，當(dāng)數(shù)碼管依次點(diǎn)亮各個(gè)位時(shí)，使循環(huán)的頻率高于人的視覺(jué)停留時(shí)間，人們就會(huì)認(rèn)為數(shù)碼管是同時(shí)點(diǎn)亮的，就可以達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的效果。</p><p>　　輸入鍵盤采用獨(dú)立鍵盤。采用軟件識(shí)別鍵值并執(zhí)行相應(yīng)的操作，程序運(yùn)行時(shí)依次掃描各行，查詢是否有鍵按下，如果有則進(jìn)入鍵盤識(shí)別處理程序，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算，然后

16、通過(guò)數(shù)碼管輸出結(jié)果，如果沒(méi)有按鍵就調(diào)用顯示程序顯示一個(gè)0，等待按鍵按下，在進(jìn)入按鍵掃描程序。這樣循環(huán)執(zhí)行。</p><p>　　2 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求</p><p>　　2.1微處理器AT89S52單片機(jī)</p><p>　　AT89S52單片機(jī)是低功耗，高性能，采用COMS工藝的8位單片機(jī)。其片內(nèi)具有8KB的可在線編程的Flash存儲(chǔ)器。該單片機(jī)采用了AT

17、MEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容；片內(nèi)的Flash存儲(chǔ)器可在線重新編程，或使用通用的非易失性存儲(chǔ)器編程器；通用的8位CPU與在線可編程Flash集成在一塊芯片上，從而是AT89S52功能更加完善，應(yīng)用更加靈活；具有較高的性能價(jià)格比，使其在嵌入式控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　AT89S52單片機(jī)具有如下的特征：</p>

18、<p>　　片內(nèi)存儲(chǔ)器包含8KB的Flash，可在線編程，擦寫次數(shù)不少于1000次；</p><p>　　具有256字節(jié)的片內(nèi)RAM，具有可編程的32根I/O口線（P0,P1,P2和P3）；</p><p>　　具有3個(gè)可編程定時(shí)器T0、T1和T2，內(nèi)含2個(gè)數(shù)據(jù)指針TPTR0和TPTR1；</p><p>　　中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2級(jí)優(yōu)

19、先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；</p><p>　　串行通信是一個(gè)全雙工的UART串行口；</p><p>　　2個(gè)低功耗節(jié)電工作方式為空閑模式和掉電模式；</p><p>　　具有3級(jí)程序鎖定位，含有1個(gè)看門狗定時(shí)器，具有斷電標(biāo)志POF；</p><p>　　工作電源電壓為4.0-5.5V,全靜態(tài)工作模式為0-3MHz</p><p&

20、gt;　　2.2 AT89S52各引腳及功能</p><p>　　AT89S52具有PDIP，PLCC和TQFP3種封裝形式。該設(shè)計(jì)使用的是PDIP封裝，其引腳功能如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 AT89S52單片機(jī)引腳圖</p><p>　　VCC：芯片主電源，外接DC5V。GND：芯片地，外接電源地。</p><p>　

21、　P0口——8位、開(kāi)漏極、雙向I/O口。</p><p>　　當(dāng)用做通用I/O口是，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載；當(dāng)用作輸入口時(shí)，每個(gè)端口首先置1。P0口也可用做訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器時(shí)的地8位地址/數(shù)據(jù)總線的復(fù)用口。這種情況下，P0口內(nèi)含上拉電阻。</p><p>　　P1口——8位、雙向I/O口，內(nèi)含上拉電阻。</p><p>　　P1口為用戶使用的通用

22、I/O口，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)用做輸入時(shí)，每個(gè)端口首先置1。P1.0和P1.1也用做定時(shí)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和觸發(fā)器輸入（P1.1/T2EX）。在編程時(shí)可作為低字節(jié)地址。</p><p>　　P2口——8位、雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻。</p><p>　　P2口可用做通用I/O口，可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。對(duì)P2口各位寫入1，可以做位輸入。P2口可作為訪問(wèn)外

23、部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高8位地址。</p><p>　　P3口——8位、雙向I/O口，內(nèi)部含有上拉電阻。</p><p>　　P3口用做通用I/O口時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)用做輸入時(shí)，要現(xiàn)將P3口各位置1。若外部負(fù)載將P3口拉低，則經(jīng)過(guò)上拉電阻向外輸出電流。P3口也具有第二功能。如表3.1所示：</p><p>　　表3.1 P3口的第二功能</p>

24、;<p>　　ALE/PROG——地址鎖存允許/編程脈沖輸入</p><p>　　在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，該引腳輸出一個(gè)地址鎖存脈沖ALE，其下降沿可將低8位地址鎖存于片外地址鎖存器中，在編程時(shí)，向該引腳輸入一個(gè)編程負(fù)脈沖PROG。</p><p>　　PSEN——外部程序存儲(chǔ)器讀選通，低電平有效。</p><p>　　當(dāng)AT89S52

25、執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的指令代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)無(wú)效。</p><p>　　EA/Vpp——片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許。</p><p>　　如果EA接地，則單片機(jī)只有執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的指令，地址 0000H-FFFFH。如果EA接Vcc，則單片機(jī)執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的指令（0000H-1FFFH）；如果需要，可自動(dòng)轉(zhuǎn)到執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的、中的指令（2

26、000H-FFFFH）。</p><p>　　XTAL1和XTAL2——XTAL1是片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示：</p><p>　　圖 3.2 AT89S52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　由圖3.2可知，AT89S52單

27、片機(jī)由運(yùn)算器和控制器組成的微處理器、片內(nèi)存儲(chǔ)器RAM/ROM、P0—P3組成的I/O端口以及各種存儲(chǔ)器組成的特殊功能寄存器SFR和串行接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器構(gòu)成。</p><p>　　要使單片機(jī)轉(zhuǎn)入程序后能夠正常工作，單片機(jī)外圍必須要接相應(yīng)電路，以構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)的必備條件為：電源、EA引腳、晶體振蕩電路和復(fù)位電路。最小系統(tǒng)如圖3.3所示：</p><p&g

28、t;　　圖3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p><b>　　2.3 課題概述</b></p><p>　　在單片機(jī)控制應(yīng)用的定時(shí)和計(jì)數(shù)的需求很多，為此在單片機(jī)中都有定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。89C52的兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都是16位加法計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。由于在89C52中只能使用8為字節(jié)寄存器，所以把兩個(gè)16位定時(shí)器分解為4個(gè)8位定時(shí)器，依次為TL0、TL1、TH0和TH1。它們均

29、屬于專用寄存器之列。</p><p>　　單片機(jī)的定時(shí)功能是通過(guò)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不過(guò)此時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自單片機(jī)芯片內(nèi)部，每個(gè)機(jī)器周期有一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，即每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1。由于一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩脈沖周期，因此，計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/12。如果單片機(jī)采用12MHz晶振，則計(jì)數(shù)頻率為1MHz，即每微妙計(jì)數(shù)器加1。這樣，在使用定時(shí)器是既可以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，也可以通過(guò)定時(shí)時(shí)間的要求算出計(jì)數(shù)器的預(yù)

30、置值。</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的功能，需要用到與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用有關(guān)的控制寄存器，它們分別是：定時(shí)器控制寄存器(TCON)、定時(shí)器方式選擇寄存器(TMOD)、中斷允許控制寄存器(IE)。</p><p><b>　　2.4系統(tǒng)主要功能</b></p><p>　　此課題所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)比較簡(jiǎn)易，其主要功能是：利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)50

31、ms，每到50ms定時(shí)計(jì)數(shù)器變量加1，當(dāng)變量的值等于20時(shí)，定時(shí)1S，按下去開(kāi)始鍵開(kāi)始計(jì)時(shí)，再按下停止則停止計(jì)時(shí)。</p><p>　　另外當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，蜂鳴器響：本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是30秒定時(shí)器實(shí)驗(yàn)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到30S蜂鳴器響，能達(dá)到定時(shí)器實(shí)驗(yàn)的目的。</p><p><b>　　3 方案論證與比較</b></p><p>　　3.1控制部分

32、的設(shè)計(jì)方案論證與選擇</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，控制器主要用于數(shù)碼管顯示的控制和定時(shí)時(shí)間的處理。對(duì)于控制器的選擇有以下三種方案。</p><p>　　方案一：定時(shí)器芯片實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　這種設(shè)計(jì)方案計(jì)算效率高、速度快、而且成本也相對(duì)較低，但是元器件難找，顯示和鍵盤部分比較難實(shí)現(xiàn)。所以對(duì)實(shí)現(xiàn)我所要的功能比較麻煩，所以舍棄這個(gè)方案。</p>

33、<p>　　方案二：采用FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）作為系統(tǒng)的控制器。</p><p>　　FPGA將所有器件集成到一塊芯片上，體積小，節(jié)省空間，提高了穩(wěn)定性；直接面向用戶，具有極大的靈活性和通用性，使用方便，硬件測(cè)試和實(shí)現(xiàn)快捷，開(kāi)發(fā)效率高，工作可靠性好。可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，采用并行的輸入輸出方式，系統(tǒng)處理速度高，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)的控制核心。由FPGA本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)處理速

34、度的要求不是很高，F(xiàn)PGA的高速處理的優(yōu)勢(shì)得不到充分的體現(xiàn)，由于其集成度高，使其成本偏高，同時(shí)由于芯片的引腳較多，實(shí)物電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。并且FPGA的價(jià)格相對(duì)較高，性價(jià)比太低。</p><p>　　方案三、用AT89s52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　由于單片機(jī)集成了運(yùn)算器電路、控制電路、存儲(chǔ)器、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及輸入/輸出口電路等，所以用單片機(jī)

35、設(shè)計(jì)控制電路省去了很多分立元器件。由于單片機(jī)是可編程芯片，并且它可以運(yùn)用C語(yǔ)言編寫，對(duì)于一些復(fù)雜的計(jì)算功能，可以調(diào)用C語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)。使編寫程序變得非常簡(jiǎn)單。所以該課題用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，不僅功能易于實(shí)現(xiàn)，而且精確度高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。并且由于其成本低、體積小、技術(shù)成熟和功耗小等優(yōu)點(diǎn)，且技術(shù)比較成熟。性價(jià)比也相當(dāng)高。更重要的是本人經(jīng)過(guò)兩年年的學(xué)習(xí)，對(duì)單片機(jī)已有深刻的理解，并且可以靈活運(yùn)用。</p><p>　　綜上

36、所述，并通過(guò)各個(gè)方面綜合比較為達(dá)到最佳效果。我們采用方案三利用單片機(jī)控制器。</p><p>　　3.2鍵盤設(shè)計(jì)方案與選擇</p><p>　　方案一：獨(dú)立鍵盤。獨(dú)立鍵盤為一端接地，另一端接I/O口，并且要接上拉電阻。這種鍵盤的硬件都很容易實(shí)現(xiàn)，但每一個(gè)按鍵就要用一個(gè)I/O口，非常的浪費(fèi)單片機(jī)的I/O口資源。</p><p>　　方案二：自制編碼鍵盤。這個(gè)得使用編碼

37、器，譯碼器，元器件也很難找，且增加了不必要的麻煩，舍棄這個(gè)方案；</p><p>　　方案三：4*4矩陣式鍵盤。這種鍵盤的硬件簡(jiǎn)單，使用的I/O口也不多，而且這種鍵盤的編程方法已很成熟。</p><p>　　所以本次設(shè)計(jì)所需要的鍵盤比較少，所以采用這種獨(dú)立式鍵盤。</p><p>　　3.3數(shù)字顯示設(shè)計(jì)方案與選擇</p><p>　　方案一：

38、采用數(shù)碼管顯示：數(shù)碼管價(jià)格便宜，適合于比較單一的數(shù)值顯示，對(duì)于比較簡(jiǎn)單的數(shù)值顯示可以采用此方案；</p><p>　　方案二：LCD顯示：LCD顯示占用的I/O口比較少，能顯示的內(nèi)容比較豐富，且耗能能比較少，但是價(jià)格比較貴，對(duì)一般的設(shè)計(jì)沒(méi)有太大的必要。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的顯示部分比較單一，且顯示的數(shù)值比較少，所以選擇方案一。</p><p>　　4

39、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容</p><p><b>　　4.1 背景知識(shí)</b></p><p>　　4.1.1 相關(guān)控制寄存器</p><p>　　在89C52中，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用有關(guān)的控制寄存器共有3個(gè)，分別是定時(shí)控制寄存器、工作方式控制寄存器和中斷允許控制寄存器。本次課程設(shè)計(jì)將會(huì)涉及這三個(gè)控制寄存器，現(xiàn)對(duì)它們說(shuō)明如下。</p>

40、<p>　　定時(shí)器控制寄存器(TCON)</p><p>　　TCON寄存器地址為88H，位地址為8FH～88H。該寄存器位定義及位地址表示如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 TCON寄存器表示</p><p>　　定時(shí)器控制寄存器中，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有關(guān)的控制位共4位，即TF1、TR1、TF0和TR0，它們的作用分別為：</p>

41、;<p>　　TR0和TR1——運(yùn)行控制位。TR0(TR1)=0，停止定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作；TR0(TR1)=1，啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作?？刂朴?jì)數(shù)啟停只需用軟件方法使其置1或清0即可。</p><p>　　TF0和TF1——計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位。當(dāng)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)，相應(yīng)溢出標(biāo)志位由硬件置1。計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志用于表示定時(shí)/計(jì)數(shù)是否完成，因此，它是供查詢的狀態(tài)位。當(dāng)采用查詢方法是，溢出標(biāo)志位被查詢，并在后續(xù)處理

42、程序中應(yīng)以軟件方法及時(shí)將其清0。而當(dāng)采用中斷方法是，溢出標(biāo)志位不但能自動(dòng)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而且連清0操作也能在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)由硬件自動(dòng)進(jìn)行。</p><p>　　定時(shí)器方式選擇寄存器(TMOD)</p><p>　　TMOD寄存器用于設(shè)定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式。寄存器地址為89H,但它沒(méi)有位地址，不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置其內(nèi)容。該寄存器的位定義如表3-2所示。</p&

43、gt;<p>　　表3-2 TMOD寄存器表示</p><p>　　它的低半字節(jié)對(duì)應(yīng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0，高半字節(jié)對(duì)應(yīng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，前后半字節(jié)的位格式完全對(duì)應(yīng)。位定義如下：</p><p>　　GATE——門控位。GATE=0，以運(yùn)行控制位TR啟動(dòng)定時(shí)器；GATE=1，以外中斷請(qǐng)求信號(hào)（或）啟動(dòng)定時(shí)器，這可以用于外部脈沖寬度測(cè)量。</p><p>　

44、　——定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式選擇為。</p><p>　　=0，定時(shí)工作方式； =1，計(jì)數(shù)工作方式。</p><p>　　M1M0——工作方式選擇位。</p><p>　　M1M0=00，工作方式0；M1M0=01，工作方式1；</p><p>　　M1M0=10，工作方式2；M1M0=11，工作方式3。</p><p>

45、　　中斷允許控制寄存器(IE)</p><p>　　表3-3 IE寄存器表示</p><p>　　其中與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有關(guān)的是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷允許控制位ET0和ET1。</p><p>　　ET0(ET1)=0，禁止定時(shí)器中斷；</p><p>　　ET0(ET1)=1，允許定時(shí)器中斷。</p><p>　　4.1.

46、2 定時(shí)器工作方式2</p><p>　　89C52的兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都有4種工作方式是，即工作方式0～3。由于本次課程設(shè)計(jì)主要涉及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的工作方式2，所以以下將重點(diǎn)介紹定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的工作方式2。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)使用定時(shí)器工作方式2，是由于其相對(duì)定時(shí)器工作方式0和工作方式1有一定的長(zhǎng)處。工作方式0和工作方式1有一個(gè)共同點(diǎn)，就是計(jì)數(shù)溢出后計(jì)數(shù)器全為0，因此

47、循環(huán)定時(shí)應(yīng)用時(shí)就需要反復(fù)設(shè)置計(jì)數(shù)初值。這不但影響定時(shí)精度，而且也給程序設(shè)計(jì)帶來(lái)麻煩。工作方式2就是針對(duì)此問(wèn)題而設(shè)置的，它具有自動(dòng)重新加載計(jì)數(shù)初值的功能，免去了反復(fù)設(shè)置計(jì)數(shù)初值的麻煩。</p><p>　　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的工作方式0和工作方式2所對(duì)應(yīng)的電路邏輯結(jié)構(gòu)圖分別如圖3-1和圖3-2所示。</p><p>　　圖3-1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的工作方式0邏輯結(jié)構(gòu)</p>&l

48、t;p>　　圖3-2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的工作方式2邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　對(duì)比上述兩圖，我們可以發(fā)現(xiàn)工作方式0和工作方式2對(duì)應(yīng)的邏輯結(jié)構(gòu)還是有許多部分相同的，如兩圖的右半部分，而兩圖左半部分則有所差異。下面將對(duì)其相同點(diǎn)和不同點(diǎn)作簡(jiǎn)要分析，這也是為什么這次課程設(shè)計(jì)選擇工作方式2的原因。</p><p>　　相同點(diǎn)：兩種工作方式，計(jì)數(shù)脈沖既可以來(lái)自芯片內(nèi)部，也可以來(lái)自外部。來(lái)自內(nèi)部

49、的是機(jī)器周期脈沖，圖中OSC是英文Oscillator(振蕩器)的縮寫，表示芯片的晶振脈沖，經(jīng)12分頻后，即為單片機(jī)的機(jī)器周期脈沖。來(lái)自外部的計(jì)數(shù)脈沖由T0(P3.4)引腳輸入，計(jì)數(shù)脈沖由控制寄存器TMOD的位進(jìn)行控制。當(dāng)=0時(shí)，接通機(jī)器周期脈沖，計(jì)數(shù)器每個(gè)機(jī)器周期進(jìn)行一次加1，這就是定時(shí)器工作方式；當(dāng)=1時(shí)，接通外部計(jì)數(shù)引腳T0(P3.4)，從T0引入計(jì)數(shù)脈沖輸入，這就是計(jì)數(shù)工作方式。</p><p>　　不同

50、點(diǎn)：如圖3-1所示的左半部分，工作方式0條件下，TL0使用了5位，當(dāng)TL0的低5位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向TH0進(jìn)位；而全部13位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF0進(jìn)位，將其置1。如圖3-2所示的左半部分，工作方式2條件下，16位計(jì)數(shù)器被分成兩部分，TL作為計(jì)數(shù)器使用，TH作為預(yù)置寄存器使用，初始化時(shí)把計(jì)數(shù)初值分別裝入TL和TH中。當(dāng)計(jì)數(shù)溢出后，由預(yù)置寄存器TH以硬件方法自動(dòng)給計(jì)數(shù)器TL重新加載。變軟件加載為硬件加載。更詳細(xì)點(diǎn)，初始化時(shí)，8位計(jì)數(shù)

51、初值同時(shí)裝入TL0和TH0。當(dāng)TL0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位TF0，并用保存在預(yù)置寄存器TH0中的計(jì)數(shù)初值自動(dòng)加載TL0，然后開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。如此重復(fù)，這樣不但省去了用戶程序中的重裝指令，而且也有利于提高定時(shí)精度。</p><p><b>　　4.2 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　如圖3-3所示是此次課題設(shè)計(jì)的總體框架圖。</p><p>　　

52、圖3-3 定時(shí)器總體框架圖</p><p><b>　　4.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1 硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　定時(shí)器設(shè)計(jì)電路圖</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)采用protell DXP設(shè)計(jì)的電路圖如圖3-4所示。圖中單片機(jī)采用AT89C52，由圖

53、可見(jiàn)：</p><p>　　圖3-4 定時(shí)器電路圖</p><p>　　Protues仿真實(shí)驗(yàn)效果實(shí)驗(yàn)效果圖：</p><p>　　4.3.2 軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1)計(jì)數(shù)初值計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器0的工作方式2邏輯結(jié)構(gòu)圖可知，使用工作方式2的計(jì)

54、數(shù)范圍是1～255，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：</p><p>　　(28-計(jì)數(shù)初值)*晶振周期*12</p><p>　　或 (28-計(jì)數(shù)初值)*機(jī)器周期</p><p>　　本次課題設(shè)計(jì)的晶振頻率為12MHz，所以機(jī)器周期為1微秒。由于工作方式2計(jì)數(shù)最高限值為255，所以這里選定定時(shí)時(shí)間為250微秒，這樣可計(jì)算出計(jì)數(shù)初值。設(shè)計(jì)數(shù)初值為 x，則<

55、;/p><p>　　(28- x)*1*10-6s=250*10-6s</p><p>　　計(jì)算得 x=6D=06H。所以寄存器TL0和TH0都設(shè)置初值為06H。</p><p>　　總定時(shí)時(shí)間要求是2秒，所以可利用軟件方法實(shí)現(xiàn)8000次250微秒的定時(shí)，這就是循環(huán)定時(shí)。</p><p><b>　　(2)詳細(xì)流程圖</b>

56、</p><p>　　定時(shí)器設(shè)計(jì)的詳細(xì)流程圖如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 定時(shí)器設(shè)計(jì)詳細(xì)流程圖</p><p>　　(3)定時(shí)器實(shí)驗(yàn)程序</p><p><b>　　源代碼：</b></p><p>　　#include<reg51.h>//頭文件</p>

57、<p>　　#include<intrins.h>//頭文件</p><p>　　#define uchar unsigned char//宏定義</p><p>　　#define uint unsigned int//宏定義</p><p>　　uint aa, bai,shi,ge,bb; //定義變量</p&g

58、t;<p>　　/*數(shù)碼管顯示0-9*/</p><p>　　Uint code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p><b>　　/*子函數(shù)聲明*/</b></p><p>　　void delay0(uint z);</

59、p><p>　　void delay1();</p><p>　　void delay(uchar j);</p><p>　　void display(uint ge,uint shi);</p><p>　　void init();</p><p>　　void speaker();</p>&

60、lt;p>　　uint pause;</p><p>　　int temp;</p><p>　　sbit LED = P1^7;</p><p>　　sbit sound = P3^7;</p><p>　　/*********************************************************&

61、lt;/p><p><b>　　主函數(shù)</b></p><p>　　*********************************************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><

62、p>　　EA=1;//開(kāi)中斷</p><p>　　EX0=1;//允許外部中斷INT0中斷</p><p>　　IT0=0;//定義INT0觸發(fā)方式</p><p>　　PX0=1;//中斷優(yōu)先級(jí)高</p><p>　　EX1=1;//允許外部中斷INT1中斷</p><p>　　IT1=0;//定義INT1觸發(fā)

63、方式</p><p>　　PX1=1;//中斷優(yōu)先級(jí)高</p><p><b>　　P0=0XFF;</b></p><p><b>　　P1=0xFF;</b></p><p><b>　　P2=0xFF;</b></p><p><b>　

64、　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　

65、/*定時(shí)器的初始化--相關(guān)寄存器的配置*/</p><p>　　void init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp=31;//變量賦初值</p><p>　　TMOD=0x01;//定時(shí)器T0工作于方式1</p><p><b>　　TH0=0

66、x4c;</b></p><p>　　TL0=0x00;//定時(shí)器賦初值</p><p>　　EA=1;//開(kāi)中斷</p><p>　　ET0=1;//開(kāi)定時(shí)中斷</p><p>　　TR0=1;//開(kāi)定時(shí)器T0</p><p><b>　　while(1)</b></p>

67、<p><b>　　{ </b></p><p>　　if(aa==20)//定時(shí)20*50MS=1S</p><p><b>　　{</b></p><p>　　aa=0;//定時(shí)完成一次后清0</p><p>　　temp--;//變量自減</p><p>

68、;　　if(temp<0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　LED=~LED;</b></p><p>　　speaker();</p><p><b>　　delay(2);</b></p><p><b

69、>　　LED=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　shi=0;</b></p><p><b>　　ge=0;</b></p>

70、<p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　shi=temp%100/10;//顯示十位</p><p>　　ge=temp%10;//顯示個(gè)位</p><p&g

71、t;<b>　　}</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/</p><p>　　void display

72、(uint ge,uint shi)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xfd;</b></p><p>　　P2=table[shi];//顯示十位</p><p>　　delay0(5);</p><p><b>　　P

73、0=0xfe;</b></p><p>　　P2=table[ge];//顯示個(gè)位</p><p>　　delay0(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xint0() interrupt 0 //外部中斷INT0</p><p><

74、;b>　　{</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xint1() interrupt 2 //外部中斷INT1</p><p><b>　　{</b></p><

75、;p><b>　　shi=0;</b></p><p><b>　　ge=0;</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　temp=31;</b></p><p>　　delay0(1);</p><p&

76、gt;<b>　　}</b></p><p><b>　　/*聲音子函數(shù)*/</b></p><p>　　void speaker()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p><

77、;p>　　for(i=0;i<800;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sound=0;</b></p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　sound=1;</b&

78、gt;</p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*定時(shí)中斷子函數(shù)*/</p><p>　　void xtimer0() interr

79、upt 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TH0=0x4c;</b></p><p><b>　　TL0=0x00;</b></p><p><b>　　aa++;</b></p><p>&l

80、t;b>　　}</b></p><p><b>　　/*延時(shí)子函數(shù)*/</b></p><p>　　void delay0(uint z)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p>

81、<p>　　for(i=0;i<z;i++)</p><p>　　for(j=0;j<110;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*延時(shí)子函數(shù)*/</b></p><p>　　void delay1()</p>&l

82、t;p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<200;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************************

83、******************</p><p><b>　　500ms延時(shí)函數(shù)</b></p><p>　　晶振：11.0592MHz</p><p>　　*********************************************************/</p><p>　　void delay

84、(uchar j) </p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar k;</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　for(;j>0;j--)</p><p><b&g

85、t;　　{</b></p><p>　　for(i=1250;i>0;i--) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(k=180;k>0;k--);</p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

86、t;　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　4.4結(jié)果分析</b></p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)主要利用中斷法，運(yùn)用中斷嵌套循環(huán)的方法，簡(jiǎn)單的說(shuō)是運(yùn)用幾個(gè)中斷，按照不同的中斷優(yōu)先級(jí)來(lái)處里鍵盤和定時(shí)器計(jì)數(shù)的功能；</p><p>　　課程設(shè)

87、計(jì)硬件和軟件設(shè)計(jì)結(jié)束后，可以看到當(dāng)開(kāi)關(guān)按鍵按下計(jì)時(shí)開(kāi)始后，數(shù)碼管開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，再按暫停按鍵。但實(shí)際操作過(guò)程中，由于消除開(kāi)關(guān)抖動(dòng)及代碼執(zhí)行所需時(shí)間的影響，設(shè)計(jì)后的效果并不精準(zhǔn)，還有改進(jìn)的空間。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是自己的一次親手設(shè)計(jì)電路以及實(shí)現(xiàn)相關(guān)硬件仿真功能的一次經(jīng)歷?！岸〞r(shí)器實(shí)驗(yàn)”設(shè)計(jì)的課題，這個(gè)課題

88、和課本聯(lián)系得很緊密，較其它課題簡(jiǎn)單多了。但許多問(wèn)題還得同樣得仔細(xì)對(duì)待。</p><p>　　在我設(shè)計(jì)電路和調(diào)試電路遇到了很多問(wèn)題，但這些問(wèn)題都得到了自己的解決，感覺(jué)很有成就感。盡管課本上已提供給了我們非常詳盡的信息，但在應(yīng)用時(shí)我們還是感覺(jué)理論和實(shí)踐的差別，理論離不開(kāi)實(shí)踐，實(shí)踐也更離不開(kāi)理論，也許時(shí)間很倉(cāng)促，在這方面還有很多得完善，這個(gè)小東西也讓自己學(xué)到了很多東西，自己會(huì)更加努力學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)自己欠缺的東西。</

89、p><p>　　在代碼的編輯上對(duì)于我來(lái)說(shuō)還是很順手的，因?yàn)橹芭^(guò)單片機(jī)，所以弄起來(lái)毫不費(fèi)勁，代碼編輯完后，調(diào)試中還遇到了很多問(wèn)題，雖然程序沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，但是在具體功能上還是不能實(shí)現(xiàn)的，最后通過(guò)自己耐心的調(diào)試，在網(wǎng)上找相應(yīng)問(wèn)題的答案，問(wèn)題得到了最終的解決，心里有點(diǎn)小小的成就感。</p><p>　　總結(jié)起來(lái)，這次課題設(shè)計(jì)不僅培養(yǎng)或者說(shuō)提高了我的動(dòng)手能力，也讓我們?cè)趩纹瑱C(jī)理論理解方面有了新的加深

90、與突破。相信這次寶貴的經(jīng)歷，會(huì)是我們以后自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)硬件的重要臺(tái)階！</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，首先感謝學(xué)校和學(xué)院給我們這次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，鍛煉了我們，讓我們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，相信這對(duì)我們以后的從業(yè)生涯會(huì)有很大的幫助！</p><p>　　最后要感謝這次我所參考的資料的作者們，你

91、們的總結(jié)與心得對(duì)我的幫助很大。正是由于資料的正確與完整，讓我能夠更快地完成這次的課程設(shè)計(jì)，從中也收獲了許多課余之外的經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　另一個(gè)助手，那就是網(wǎng)絡(luò)了。網(wǎng)絡(luò)在快速獲取知識(shí)方面挺管用的，但也或多或少反映出自己在單片機(jī)理論知識(shí)以及把它與實(shí)踐相結(jié)合的能力等方面的不足，希望以后會(huì)得到提高！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

92、<p>　　1 周興華.手把手教你學(xué)單片機(jī)C語(yǔ)言版.北京：航空航天大學(xué)出版社,2006</p><p>　　2 王建華.Mcs51單片機(jī)原理及其應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　3 張春光.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002</p><p>　　4 李貴山.微型計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002

93、</p><p>　　5 AT89S52單片機(jī)數(shù)據(jù)手冊(cè)</p><p>　　6 Protel DXP范例入門與提高.北京:清華大學(xué)出版社</p><p>　　7 單片機(jī)C語(yǔ)言與protues仿真技能實(shí)訓(xùn)</p><p>　　附錄A：定時(shí)器protell DXP原理圖</p><p>　　附錄B：Protues 仿

94、真效果圖</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，首先感謝學(xué)校和學(xué)院給我們這次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，鍛煉了我們，讓我們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，相信這對(duì)我們以后的從業(yè)生涯會(huì)有很大的幫助！</p><p>　　最后要感謝這次我所參考的資料的作者們，你們的總結(jié)與心得對(duì)我的幫助很大。正是由于資料的正確與完整，讓我能夠