第05章 单片机定时计数器 习题解答.docx

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第05章单片机定时计数器习题解答

第05章单片机定时计数器习题解答

一、填空题

1.MCS-51单片机中有   2   个   16    位的定时器/计数器。

2.定时器/计数器T0可以工作于方式  0、1、2、3    。

3.方式0为13位定时器/计数器。

4.若系统晶振频率为12MHz，则T0工作于定时方式1时最多可以定时   65536  µs。

5.欲对300个外部事件计数，可以选用定时器/计数器T1的模式  0 或模式  1  。

6.TMOD中的M1M0=11时，定时器工作于方式3。

7.若系统晶振频率为6MHz，则定时器可以实现的最小定时时间为2µs。

8.MCS-51单片机工作于定时状态时，计数脉冲来自单片机内部的机器周期。

9.MCS-51单片机工作于计数状态时，计数脉冲来自单片机外部事件。

10.当GATE=0时，则当软件控制位TR0＝1时启动T0开始工作。

二、简答题

1.定时器/计数器T0和T1各有几种工作方式？

简述每种工作方式的特点。

如何控制定时器/计数器的工作方式？

答：

T0可以工作于方式0，1，2，3；T1可以工作于方式0，1，2

方式0：

是13位定时/计数器，由TLX的低5位（TLX的高3位未用）和THX高8位组成。

方式1：

TLX和THX组成16位定时/计数器。

方式2：

方式2为自动重装初值的8位定时/计数器。

方式3只适用于定时/计数器T0，当T0工作在方式3时，TH0和TL0被分为两个独立的8位计数器。

TMOD用来控制定时计数器的工作方式，位结构如下：

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

GATE

M1

M0

GATA

M1

M0

←T1方式字段→

←T0方式字段→

C/T：

定时或计数功能选择位。

1为计数方式，0为定时方式。

GATE：

门控位，用于控制定时/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。

GATE=0，软件控制位TR0（TR1）＝1启动定时/计数器开始计数。

GATE=1，软件控制位TR0（TR1）＝1，INT0（INT1）引脚为高电平时启动定时/计数器开始计数。

M1、M0：

定时/计数器工作方式选择位，如下表所示。

M1

M0

工作方式

方式说明

0

0

方式0

13位定时/计数器

0

1

方式1

16位定时/计数器

1

0

方式2

具有自动重装初值的8位定时/计数器

1

1

方式3

T0为两个独立的8位计数器，T1为波特率发生器

2.设MCS-51单片机的晶振频率fOSC=6MHz，分别讨论定时器/计数器0在各种工作方式下的最长定时时间。

答：

由fosc=6MHz可知，一个机器周期T=2us，由于是加1计数，所以最长定时应是计数初值最小时（即为0时）的定时时间。

方式0：

（213–0）×2us=214us=16384us=16.384ms

方式1：

（216–0）×2us=217us=131.072ms

方式2、3：

（28–0）×2us=29us=0.512ms

当fosc=6MHz，即T=2us时各种方式下的定时时间，若fosc=12MHz，则最长定时时间将缩短一半。

3.编写程序3．编写程序从P1.0引脚输出频率为1KHz的方波。

设晶振频率为6MHz。

答：

利用T1定时中断。

解：

fosc=6MHz。

1机器周期=2uS。

1KHz方波周期=1mS，半个方波周期=500uS。

500uS÷2uS=250

若选择方式2工作,计算初值：

256－250=6

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG001BH；T1的中断矢量

LJMPT1INT

MAIN:

MOVTMOD，#20H

MOVTH0，#6

MOVTL0，#6

SETBET1

SETBEA

SETBTR1

HERE:

AJMPHERE；原地等待中断

T1INT:

CPLP1.0；中断服务：

P1.0取非

RETI；中断返回

END

4.利用定时器/计数器1定时中断控制

1.编写程序用P1.7驱动LED发光二极管亮1秒灭1秒地闪烁，设时钟频率为12MHz。

答：

时钟频率为12MHz，1个机器周期1us，1秒闪烁一次，0.5秒P1.7求反1次。

0.5S=500ms=500000us，方式1最大计数65536，让T1工作于方式1，计数50000次中断一次，初值＝65536－50000＝15536＝3CB0H

用R7记录中断次数，计满10个中断为500ms秒。

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG001BH

AJMPPT1INT

ORG0030H

START：

MOVR7,#00H

MOVTMOD，#10H

MOVTL1，#0B0H

MOVTH1，#3CH

SETBEA

SETBET1

SETBTR1

HERE：

SJMPHERE

PT1INT:

MOVTL1，#0B0H

MOVTH1，#03CH

INCR7

CJNER7,#10,PEND

MOVR7,#00H

CPLP1.7

PEND:

RETI

END

5.利用MCS-51单片机定时器/计数器设计一个数字秒表。

定时范围：

00-99秒；两位LED数码管显示。

设时钟频率为6MHz。

基本原理：

利用定时器方式2产生0.5毫秒时间基准，循环2000次，定时1秒。

答：

电路如图所示

把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：

P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。

把“单片机系统”区域中的P2.0/A8－P2.7/A15端口用8芯排线连接到“数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：

P2.0/A8对应着a，P2.1/A9对应着b，……，P2.7/A15对应着h。

把“单片机系统“区域中的P3.5/T1用导线连接到”独立式键盘“区域中的SP1端口上；

开始时，显示“00”，第1次按下SP1后就开始计时。

第2次按SP1后，计时停止。

第3次按SP1后，计时归零

选择定时工作方式2；工作方式2就具有自动重装载功能，即自动加载计数初值，在这种工作方式中，16位计数器分为两部分，即以TL0为计数器，以TH0作为预置寄存器，初始化时把计数初值分别加载至TL0和TH0中，当计数溢出时，由预置寄存器TH0以硬件方法自动给计数器TL0重新加载。

汇编源程序

TCNTAEQU30H；时间计数

TCNTBEQU31H

SECEQU32H

KEYCNTEQU33H；按键计数

SP1BITP3.5

ORG00H

LJMPSTART

ORG0BH

LJMPINT_T0

START:

MOVKEYCNT,#00H

MOVSEC,#00H

MOVA,SEC

MOVB,#10

DIVAB

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

MOVA,B

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A+DPTR

MOVP2,A

MOVTMOD,#02H；

SETBET0

SETBEA

WT:

JBSP1,WT；直接寻址位为1转移（按键按下时SP1为0）

LCALLDELY10MS

JBSP1,WT；接着SP1变为1

INCKEYCNT

MOVA,KEYCNT

CJNEA,#01H,KN1

SETBTR0；TR0置1，启动定时器T0,允许定时/计数器计数

MOVTH0,#06H；用于自动恢复定时初值

MOVTL0,#06H；置T0定时初值250us

MOVTCNTA,#00H

MOVTCNTB,#00H

LJMPDKN

KN1:

CJNEA,#02H,KN2

CLRTR0

LJMPDKN

KN2:

CJNEA,#03H,DKN；可以不要

MOVSEC,#00H

MOVA,SEC

MOVB,#10

DIVAB

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

MOVA,B

MOVDPTR,#TABLE；可以不要

MOVCA,@A+DPTR

MOVP2,A

MOVKEYCNT,#00H

DKN:

JNBSP1,$；直接寻址为0转移

LJMPWT

DELY10MS:

MOVR6,#20

D1:

MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

RET；子程序返回

INT_T0:

INCTCNTA

MOVA,TCNTA

CJNEA,#100,NEXT

MOVTCNTA,#00H

INCTCNTB

MOVA,TCNTB

CJNEA,#4,NEXT

MOVTCNTB,#00H

INCSEC

MOVA,SEC

CJNEA,#100,DONE

MOVSEC,#00H

DONE:

MOVA,SEC

MOVB,#10

DIVAB

MOVDPTR,#TABLE；可以不要

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

MOVA,B

MOVDPTR,#TABLE；可以不要

MOVCA,@A+DPTR

MOVP2,A

NEXT:

RETI

TABLE:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

END

C语言源程序

#include

unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};

unsignedcharsecond;

unsignedcharkeycnt;

unsignedinttcnt;

voidmain（void）

{

unsignedchari,j;

TMOD=0x02;

ET0=1;

EA=1;

second=0;

P0=dispcode[second/10];

P2=dispcode[second%10];

while

（1）

{

if（P3_5==0）

{

for（i=20;i>0;i--）

for（j=248;j>0;j--）;

if（P3_5==0）

{

keycnt++;

switch（keycnt）

{

case1:

TH0=0x06;

TL0=0x06;

TR0=1;

break;

case2:

TR0=0;

break;

case3:

keycnt=0;

second=0;

P0=dispcode[second/10];

P2=dispcode[second%10];

break;

}

while（P3_5==0）;

}

}

}

} 

voidt0（void）interrupt1using0

{

tcnt++;

if（tcnt==400）

{

tcnt=0;

second++;

if（second==100）

{

second=0;

}

P0=dispcode[second/10];

P2=dispcode[second%10];

}

}

三、Proteus仿真

1.在Proteus下，仿真实现5.4节内容。

答：

全自动洗衣机定时控制Proteus仿真

洗衣机中所需的定时功能并不复杂，可以利用单片机提供的定时器方便实现。

设洗衣机有三段定时时间，分别为：

进水阶段定时2秒，洗涤阶段定时4秒，甩干阶段定时2秒。

并分别用三个LED发光二极管表示进水、洗涤、甩干三个环节的工作状态。

其中如果发光二极管A亮，表示进水工作正在进行；发光二极管B亮，表示洗涤工作正在进行；发光二极管C亮，表示甩干工作正在进行。

发光二极管熄灭时，说明相应的定时已到，工作停止。

图5-7给出了Proteus仿真电路图。

图5-6全自动洗衣机定时控制PROTUES仿真电路图

图5-6中，S表示洗衣机启动开关，开关按下洗衣机开始工作。

首先是进水定时控制，表示正在进水的LED发光二极管A点亮。

当进水控制的定时时间到时，进水工作停止，发光二极管A灭灯；接着开始洗涤工作定时，发光二极管B点亮；洗涤工作结束后，开始甩干工作定时，发光二极管C点亮。

当洗衣功能结束时，三个指示灯都熄灭，表示洗衣工作结束，并接通扬声器LS1鸣声提醒。

汇编语言参考程序如下：

ORG0000H;在0000H单元存放转移指令

LJMPMAIN;转移到主程序

ORG000BH;计数/定时器T0的中断入口地址

LJMPTime0;转到中断子程序Time0

ORG0100H;主程序从0100H开始

MAIN:

JBP2.0,MAIN;判按键是否按下，为0即按下，顺序执行，否则等待。

LACLLDISPLY;有键按下，延时去抖动

JBP2.0,MAIN;再判有键按下

MOVP1,#0EH;确定键按下，A灯亮，开始放水定时

MOVR0,#00H;R0放3个阶段的工作标志

MOVR1,#00H;R1放定时器的中断计数

SETBEA;开中断总开关

SETBET0;开定时器T0的中断开关

MOVTMOD,#01H;设定时器T0工作方式1

MOVTH0,#3CH;定时50ms高8位初值

MOVTL0,#0B0H;定时50ms低8位初值

SETBTR0;允许计数

SIMP$;循环等待

END;汇编结束

Time0:

;定时器T0中断子程序

CJNER0,#00H,L1;R0的内容为标志，若R0=0，执行第1阶段定时（放水功能）

INCR1;R1内容加1

CJNER1,#40H,L4;若累计满40次，即计时满2s

MOVP1,#0DH;A灯灭，结束放水，B灯亮，开始洗涤

MOVR1,#00H;R1内容清0，重新从0开始计数

INCR0;R0内容加1，准备第2阶段的定时

SJMPL4;转L4，送初值，中断返回

L1:

CJNER0,#01H,L2;若R0=1，执行第2阶段定时（洗涤功能）

INCR1;R1内容加1

CJNER1,#80H,L4;若累计满80次，即计时满4s

MOVP1,#0BH;B灯灭，结束洗涤，C灯亮，开始甩干

MOVR1,#00H;R1内容清0，重新从0开始计数

INCR0;R0内容加1，准备第3阶段的定时

SJMPL4;转L4，送初值，中断返回

L2:

CJNER0,#02H,L3;若R0=2，执行第3阶段定时（甩干功能）

INCR1;R1内容加1

CJNER1,#40H,L4;若累计满40次，即计时满2s

MOVR1,#00H;将Countor清0，重新从0开始计数

INCR0;R0内容加1，准备第4阶段的工作

L3:

MOVP1,#07H;灯全灭，洗衣机结束工作

CPLP3.7;扬声器提醒

L4:

MOVTH0,#3CH;定时器T1的高8位重新赋初值

MOVTL0,#0B0H;定时器T1的低8位重新赋初值

RETI;中断返回

C语言参考程序如下：

#include//包含51单片机寄存器定义的头文件

sbitP20=P2^0;//将P20位定义为P2.0引脚

sbitP37=P3^7;//将P37位定义为P3.7引脚

unsignedcharCountor;//设置全局变量，储存定时器T1中断次数

unsignedcharf=0;//设置全局变量，作为区分不同阶段的定时

voiddelay1（）//延时函数

{

intq;

for（q=0;q<500;q++）;

}

voidmain（void）//主函数

{

if（P20==0）//若P2.0=0,说明键按下，执行语句，否则一直等待。

{

delay1（）;//有键按下，延时去抖动

if（P20==0）//再判有键按下

{

P1=0x0e;//A灯亮，开始放水定时

EA=1;//开总中断

ET0=1;//定时器T0中断允许

TMOD=0x01;//使用定时器T0的模式1

TH0=（65536-46083）/256;//定时器T0的高8位赋初值,定时50ms

TL0=（65536-46083）%256;//定时器T0的高8位赋初值

TR0=1;//启动定时器T0

}

while

（1）;//无限循环等待中断

}

}

voidTime0（void）interrupt1using0//“interrupt”声明函数为中断服务函数

{

if（f==0）//f为标志变量，若f=0，执行第1阶段定时（放水功能）

{

Countor++;//Countor加1

if（Countor==40）//若累计满40次，即计时满2s

{

P1=0x0d;//A灯灭，结束放水，B灯亮，开始洗涤

Countor=0;//将Countor清0，重新从0开始计数

f++;//f加1，准备第2阶段的定时

}

}

if（f==1）//若f=1，执行第2阶段定时（洗涤功能）

{

Countor++;//Countor加1

if（Countor==80）//若累计满80次，即计时满4S

{

P1=0x0B;//B灯灭，结束洗涤，C灯亮，开始甩干

Countor=0;//将Countor清0，重新从0开始计数

f++;//f加1，准备第3阶段的定时

}

}

if（f==2）//若f=2，执行第3阶段定时（甩干功能）

{

Countor++;//Countor加1

if（Countor==40）//若累计满60次，即计时满3S

{

P1=0x07;//灯全灭，洗衣机结束工作

Countor=0;//将Countor清0，重新从0开始计数；

f++;//f加1，准备进入第4阶段。

}

}

if（f==3）//若f=3，执行进入第4阶段工作（扬声器提醒）

{

P1=0x07;//灯全灭，洗衣机结束工作

P37=~P37;//扬声器提醒

Countor=0;//将Countor清0，重新从0开始计数；

}

TH1=（65536-46083）/256;//定时器T1的高8位重新赋初值

TL1=（65536-46083）%256;//定时器T1的低8位重新赋初值

}

2.在Proteus下，仿真实现简答题第5题内容。

答：

请参考第5题答案。