《单片机原理与应用》课程教学资源（授课教案）单片机定时/计数器模块

课 题定时/计数器 授课类型 现场教学 授课时数 2 教 了解定时/计数器的结构与工作原理，定时/计数器的控制寄存器，定时/计数器的4种 的 工作方式的控制。 点 定时/计数器的工作原理及控制寄存器的作用 难 点 定时/计数器的编程 课件、计算机，keile软件 学 教学方法 主要 学内容 过程分配 的运用 本章介绍如何利用单片机内部的定时计数器控制流水灯，如何 制作生产线上的产品计数器。 演示 二、工作原理分析 10分钟 1.单片机流水灯控制电路 教师示范 20 讲解

课 题 定时/计数器 授课类型 现场教学 授课时数 ２ 教 学 目 的 了解定时/计数器的结构与工作原理, 定时/计数器的控制寄存器，定时/计数器的 4 种 工作方式的控制。 重 点 难 点 定时/计数器的工作原理及控制寄存器的作用 定时/计数器的编程 教 具 挂 图 课件、计算机，keilc 软件 教 学 及 过程分配 主 要 教 学 内 容 教学方法 的运用 10 分钟 本章介绍如何利用单片机内部的定时/计数器控制流水灯，如何 制作生产线上的产品计数器。 一、演示 二、工作原理分析 1．单片机流水灯控制电路 教师示范 讲解 2 1 2 1 GND 1 k 4 .7 u +5V XTAL1 1 9 XTAL2 1 8 RESET 9 INT0 1 2 P1. 0 1 P1. 1 2 P1. 2 3 P1. 3 4 P1. 4 5 P1. 5 6 P1. 6 7 P1. 7 8 P0. 0 3 9 P0. 1 3 8 P0. 2 3 7 P0. 3 3 6 P0. 4 3 5 P0. 5 3 4 P0. 6 3 3 P0. 7 3 2 P2. 0 2 1 P2. 1 2 2 P2. 2 2 3 P2. 3 2 4 P2. 4 2 5 P2. 5 2 6 P2. 6 2 7 P2. 7 2 8 ALE 3 0 MCS-5 1 2 0P 2 0P L0 L7 4 70 Ω 4 70 Ω +5V GND +

2.流水灯控制程序 众汉光极算：每猫01秒轮流点亮一个发光 1)软件定时（前面己介绍） 2)硬件定时（使用定时/计数器） 3)程序清单（设晶振频率为6Mhz) OORG 0000H LMP TOINT ORG 0100H 程序分析 MAIN:MOV TMOD,01H :方式控制字 10分钟 MOVTHO.#CH MOV TLO.#0BOH :装计数初值 SETR ET0 :开放T1中断 SETB TRO :启动T MOV A.#OFEH 等待中断 ORG0200H on TOINT:MOVTHI,#CH :重装初值 P1.A 之.3定时/计数器的基本知终 25分钟 结合课件 轻妇 讲解 C/T-1 T1引牌一 -7定时什数器T1逻辑结构图 1)8051单片机内有2个定时什数器，分别为T0和T1。 2)T0和T1有两种功能：定时和计数。 讲解 (1)计数功能 启动后，对外部输入脉冲（负跳变）进行加1计数，T0 的脉冲由P3.4输入，T1的脉冲由P3.5输入。 计数器加满溢出时，将中断标志位T下0/T下1置1，向CPU 申请中断。 计数脉冲个数=溢出值一计数初值 (2)定时功能

10 分钟 25 分钟 2．流水灯控制程序 2．1 程序功能： P1 口接 8 个发光二极管，每隔 0.1 秒轮流点亮一个发光二极管。 2．2 单片机如何实现定时控制？ 1）软件定时（前面已介绍） 2）硬件定时（使用定时/计数器） 3）程序清单（设晶振频率为 6Mhz） OORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP T0INT ORG 0100H MAIN：MOV TMOD，#01H ；方式控制字 MOV TH0，#3CH MOV TL0，#0B0H ；装计数初值 SETB EA ；开放T1中断 SETB ET0 SETB TR0 ；启动T1 MOV A，#0FEH MOV P1，A SJMP $ ；等待中断 ORG 0200H T0INT：MOV TH1 ，#3CH ；重装初值 MOV TL1，#0B0H RL A MOV P1，A RETI 2．3 定时／计数器的基本知识 1、单片机定时/计数器结构 2．定时／计数器的功能 1）8051 单片机内有 2 个定时/计数器，分别为 T0 和 T1。 2）T0和T1有两种功能：定时和计数。 （1）计数功能 启动后，对外部输入脉冲（负跳变）进行加1计数，T0 的脉冲由P3.4输入，T1的脉冲由P3.5输入。 计数器加满溢出时，将中断标志位TF0/TF1置1，向CPU 申请中断。 计数脉冲个数= 溢出值—计数初值 （2）定时功能 程序分析 结合课件 讲解 讲解 图 6—7 定时/计数器 T1 逻辑结构图 TL1 D0 D7

启动后，开始定时，定时时间到，中断标志位TFO/TF1 自动置1，向CPU申请中断。 定时功能也是以计数方式来工作的，此时是对单片机内 部的脉冲进行加1计数，此脉冲的周期正好等于机器周期。 定时时间=（溢出值一计数初值）◆机器周期 (1) 13位 讲解 (2)方式1 二16位定时/什数器方式 溢出值是：216=65536 (3)方式28位自动重装初值定时/什数器方式 溢出值是：2-256 -T0分成两个独立的8位计数器方式 思考：晶振频率分别为6Mz和12Mz时，方式0~方式2的 最长定时时间各为多少？列成表格。 最长定时时间6Mh2■ 12Mhz 方式0☐16.384ms☐8192us 方式1131.072ms65.536ms 方式2☐512us256s 3、定时计数器编程 1)工作方式寄存器TM0D(89H) 墙 TOD可用于选择定时或计数功能 设置定时/计数器的工作方式 它的高位用于对1的控制：低4位用于对10的控制。 7”7"0 2)控制寄存器TCON TOON 初始化 讲解 ①选择工价 时动庭餐长定时时润为依锯，工作方式造择方式能为 =00000001B MOV TMOD.#OIH :方式控制字 ②计算、装计数初值 初值=溢出值-定时时间/机器周期 -3CpOH/2us MOV THO.#3CH MOVTLO.#0BOH :装计数初值 ③开放中断(1E) EA=I,ET0=l EA :开放T中断 ④启动(TCON)

启动后，开始定时，定时时间到，中断标志位TF0/TF1 自动置1，向CPU申请中断。 定时功能也是以计数方式来工作的，此时是对单片机内 部的脉冲进行加1计数，此脉冲的周期正好等于机器周期。 定时时间=（溢出值— 计数初值）* 机器周期 3）T0 有四种工作方式，T1 有三种工作方式。 （1） 方式 0——13 位定时/计数器方式 溢出值是：2 13=8192 （2） 方式 1——16 位定时/计数器方式 溢出值是：2 16=65536 （3） 方式 2——8 位自动重装初值定时/计数器方式 溢出值是：2 8=256 （4） 方式 3——T0 分成两个独立的 8 位计数器方式 不讨论 思考：晶振频率分别为 6Mhz 和 12Mhz 时，方式 0～方式 2 的 最长定时时间各为多少？列成表格。 3、定时/计数器编程 1）工作方式寄存器TMOD（89H） TMOD可用于选择定时或计数功能，设置定时/计数器的工作方式。 它的高4位用于对T1的控制；低4位用于对T0的控制。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/ T M1 M0 GATE C/ T M1 M0 2）控制寄存器TCON TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 （88H） TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 3）定时/计数器初始化 ①选择工作方式（TM0D） 以最长定时时间为依据，工作方式选择方式1，功能为定 时功能。即： （TMOD）= 00000001B MOV TMOD，#01H ；方式控制字 ②计算、装计数初值 初值=溢出值-定时时间/机器周期 =216 -0.1s/2us =3CB0H MOV TH0，#3CH MOV TL0，#0B0H ；装计数初值 ③ 开放中断（IE） EA=1,ET0=1 SETB EA ；开放T1中断 SETB ET0 ④启动（TCON） 最长定时时间 6Mhz 12Mhz 方式 0 16．384ms 8192us 方式 1 131.072ms 65.536ms 方式 2 512us 256us 讲解 结合课件 讲解 讲解

TR0=】 ,0工作于重复定时状态，需要在溢出时重装初值 2.轮流点灯 巡回指导 三、修改程序功能： (1)使灯的点亮方向与原来相反。 (2)使发光二极管四个一组，轮流点亮，间隔时间1秒。 .,几几 2.设计产品计数器电路 授课教师

TR0=1 SETB TR0 ；启动T1 （2）定时控制程序（中断服务程序） 描述定时时间到，要实现的控制功能。 1．T0 工作于重复定时状态,需要在溢出时重装初值。 2．轮流点灯 三、修改程序功能： （1） 使灯的点亮方向与原来相反。 （2） 使发光二极管四个一组，轮流点亮，间隔时间 1 秒。 课后作业： 1．设时钟频率为 6MHz，采用定时／计数器 T1 及其中断控制方式， 通过 P1．7 输出周期为 20ms 的方波。编写程序。 2．设计产品计数器电路 巡回指导 课 后 小 记 授课教师 P1．7

课 题定时计数器-一产品计数器 授课类型 授课时数 了解定时/计数器的结构与工作原理，定时/计数器的控制寄存器，定时/计数器的4种 目 工作方式的控制。 定时/计数器的工作原理及控制寄存器的作用 难 点 定时/计数器的编程 果件、计算机，keilc软件 学 教学方法 要 学内容 过程分配 的运用 10分钟 复习上一堂课内容 2.单片机产品计数器电路 P1口外接8个发光二极管，P1口输出高电平，二极管亮 (此部分电路在图中省略)。 讲解

课 题 定时计数器-产品计数器 授课类型 讲授 授课时数 ２ 教 学 目 的 了解定时/计数器的结构与工作原理, 定时/计数器的控制寄存器，定时/计数器的 4 种 工作方式的控制。 重 点 难 点 定时/计数器的工作原理及控制寄存器的作用 定时/计数器的编程 教 具 挂 图 课件、计算机，keilc 软件 教 学 及 过程分配 主 要 教 学 内 容 教学方法 的运用 10 分钟 复习上一堂课内容 2.单片机产品计数器电路 P1 口外接 8 个发光二极管，P1 口输出高电平，二极管亮 （此部分电路在图中省略）。 讲解

25分钟 一、硬件电路工作原理分析 讲解 1.槽型光耦电路 2.E555电路 表7.15G555定时器功能表 U OUT 故电D 0 与地导潭 1 > 0 与地导通 1 Uo 保持原状态不变 持原状态不变 <w<U 与地断开 2.1555构成单稳态触发器 1,电路结构 H 55 00 2 单稳态电路作理发脉冲信号时，箱入 =41 直流电源+DD接通以后 输出“0” 接通以后指的管地 为零。因高电平触发端H和放电端D直接连接，所以高电平触发 瑞接地，根据555定时器功能可知，此时电路保持原态“0”不 变，这种状态即是单稳态触发器的稳定状态，当单稳态触发器有低 电平触发脉冲信号时，则触发器输出由“0”变为“1”，三极管由 导通变为截止，放电端D与地断开：直流电源+DD通过电阻R向电 容C充电，电容两端电压按指数规律从零开始增加（充电时间常数 RC):经过一个脉冲宽度时间，负脉冲消失， 人端Ui恢复为 这种状是健 的指 以输出保持原 那么输出就由暂稳状态 自动

25 分钟 一、硬件电路工作原理分析 1．槽型光耦电路 2．NE555 电路 表 7.1 5G555 定时器功能表 2．1 555 构成单稳态触发器 1. 电路结构 2．单稳态电路工作原理 当单稳态触发器无触发脉冲信号时，输入端 Ui =“1”，当 直流电源+UDD 接通以后，电路经过一段过渡时间后，OUT 端最后稳 定输出“0”，放电端 D 通过导通的三极管接地，电容 C 两端电压 为零。因高电平触发端 TH 和放电端 D 直接连接，所以高电平触发 端 TH 接地，根据 555 定时器功能可知，此时电路保持原态“0”不 变，这种状态即是单稳态触发器的稳定状态，当单稳态触发器有低 电平触发脉冲信号时，则触发器输出由“0”变为“1”，三极管由 导通变为截止，放电端 D 与地断开；直流电源+UDD 通过电阻 R 向电 容 C 充电，电容两端电压按指数规律从零开始增加（充电时间常数 τ=RC）；经过一个脉冲宽度时间，负脉冲消失，输入端 Ui 恢复为 “1”，由于电容两端电压2/3UDD，又有 Ui>1/3UDD ，那么输出就由暂稳状态“1”自动 返回稳定状态“0”。 讲解

3.二极管D4 本电路中二极管D4为钳位二极管，输入Ui为低时，电容C的电压 被钳位在低电平，输出保持为高电平。输入U1变高时，则利用单 稳态的延续时间t,进行消抖，保证计数电路只输出单个脉冲。 二、产品计数器程序分析 1.程序清单 ORG 0000H START: MOV P1, #OFFH MOV TMOD, #06H MOV THI, #00H MOV TLI, #00H SETB LOOP: MOV A, TLI CPL A MOV P1. SJMP LOOP 2.程序分析： (1)计数功能的实现 (2)定时/计数器的初始化编程 ①选择工作方式(TMOD) 工作方式选择方式1，功能为计数功能。即：(TMOD)= 00000001B ②计数初值取0 ③启动(TCON) TR0=1 三、学生测验 在P3.4引脚连接按键K1,当K1被按下，P1.0连接的发光二极管以 10分钟 1ms的频率闪烁。 巡回指导 课后小记 授课教师

10 分钟 3．二极管 D4 本电路中二极管 D4 为钳位二极管，输入 Ui 为低时，电容 C 的电压 被钳位在低电平，输出保持为高电平。输入 Ui 变高时，则利用单 稳态的延续时间 tW 进行消抖，保证计数电路只输出单个脉冲。 二、产品计数器程序分析 1．程序清单 ORG 0000H START： MOV P1， # 0FFH MOV TMOD， # 06H MOV TH1， # 00H MOV TL1， # 00H SETB TR1 LOOP： MOV A， TL1 CPL A MOV P1, A SJMP LOOP 2．程序分析： （1）计数功能的实现 （2）定时/计数器的初始化编程 ①选择工作方式（TM0D） 工作方式选择方式1，功能为计数功能。即：（TMOD）= 00000001B ②计数初值取 0 ③ 启动（TCON） TR0=1 三、学生测验 在 P3.4 引脚连接按键 K1，当 K1 被按下，P1.0 连接的发光二极管以 1mS 的频率闪烁。 巡回指导 课 后 小 记 授课教师