【文章內容簡介】 (低電平有效 ) 1Y1~1Y4,2Y1~2Y4 輸出端 極限值： 電源電壓： 7V 輸入電壓： 輸出高阻態(tài)時高電平電壓： 工作環(huán)境溫度： 0~70℃ 存儲溫度： 65~150℃ 功能表（表 24）。 15 表 24 74LS244 功能表 Input Output G A Y L L H L H X L H Z 定時 /計數(shù)器 AT89S5151 單片機內部設有兩個 16 位的可編程定時器 /計數(shù)器?？删幊痰囊馑际侵钙涔δ埽ㄈ绻ぷ鞣绞健⒍〞r時間、量程、啟動方式等）均可由指令來確定和改變。在定時 /計 數(shù)器中除了有兩個 16 位的計數(shù)器之外，還有兩個特殊功能寄存器（控制寄存器和方式寄存器）。 定時 /計數(shù)器的結構 圖 所示， 從圖中我們可以看出， 16 位的定時 /計數(shù)器分別由兩個 8 位專用寄存器組成，即： T0 由 TH0 和 TL0 構成； T1 由 TH1 和 TL1 構成。其訪問地址依次為 8AH8DH。每個寄存器均可單獨訪 問。這些寄存器是用于存放定時或計數(shù)初值的。此外，其內部還有一個 8 位的定時器方式寄存器 TMOD 和一個 8 位的定時控制寄存器 TCON。這些寄存器之間是通過內部總線和控制邏輯電路連接起來的。 TMOD 主要是用 于選定定時器的工作方式； TCON 主要是用于控制定時器的啟動停止，此外TCON 還可以保存 T0、 T1 的溢出和中斷標志。當定時器工作 在計數(shù)器方式時，外部事件通過引腳 T0（ ）和 T1（ ）輸入。 定時 /計數(shù)器的工作原理 16 位的定時 /計數(shù)器實質上就是一個加 1 計數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。當定時 /計數(shù)器為定時工作方式時，計數(shù)器的加 1 信號由振蕩器的 12 分頻信號產(chǎn)生，即每過一個機器周期，計數(shù)器加 1，直至計滿溢出為止。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關。如果晶振為 12MHz，則計數(shù)周期 為： T=1/（ 12106） Hz1/12=1μs 16 這是最短的定時周期。若要延長定時時間，則需要改變定時器的初值，并要適當選擇定時器的長度（如 8 位、 13 位、 16 位等）。 如圖 圖 定時 /計數(shù)器結構原理圖 當定時 /計數(shù)器為計數(shù)工作方式時，通過引腳 T0 和 T1 對外部信號計數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。計數(shù)器在每個機器周期的 S5P2 期間采樣引腳輸入電平。若一個機器周期采樣值為 1，下一個機器周期采樣值為 0，則計數(shù)器加 1。此后的機器周期 S3P1 期間，新的計數(shù)值裝入計 數(shù)器。所以檢測一個由 1 至 0 的跳變需要兩個機器周期，故外部事年的最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。例如，如果選用 12MHz 晶振，則最高計數(shù)頻率為 。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時間均需在一個機器周期以上。 當 CPU 用軟件給定時器設置了某種工作方式之后，定時器就會按設定的工作方式獨立運行，不再占用 CPU 的操作時間，除非定時器計滿溢出，才可能中斷 CPU 當前操作。 CPU 也可以重新設置定時器工作方式，以改變定時器的操作。由 此可見，定時器是單片機中效率高而且工作靈活的部件。定時 /計數(shù)器 T0 和 T1 有 2 個控制寄存器 TMOD 和 TCON，它們分別用來設置各個定時器 /計數(shù)器的工作方式，選擇定時或計數(shù)功能，控制啟動運行，以及作為運行狀態(tài)的標志等。其中， TCON 寄存器中另有 4 位用于中斷系統(tǒng)。 17 第 3 章 系統(tǒng)軟件分析和設計 系統(tǒng)完整的程序設計在附錄Ⅰ，整個系統(tǒng)的軟件設計可分為三部分：主程序設計、中斷服務程序設計、子程序設計，下面就各個部分分別介紹。 主程序設計 根據(jù)單片機 AT89S51定時器 /計數(shù)器 T1方式 1結構圖 (如圖 )可知 T1計數(shù)脈沖控制電路中，有一個方式電子開關 ,當 C/T=0時，方式電子開關打在上面，以振蕩器的十二分頻信號作為 T1的計數(shù)信號 ,此時作為定時器用， C/T=1時，方式電子開關打在下面，此時以 T1()引腳上的輸入脈沖作為 T1的計數(shù)脈沖，實現(xiàn)對外界脈沖進行計數(shù)。 C/T的狀態(tài)可由 T1的方式寄存器 TMOD進行設置。 圖 /計數(shù)器 T1方式 1結構圖 用定時 /計數(shù)器實現(xiàn)頻率測量有兩種方法。 計數(shù)一定門限時間內的頻率信號脈沖數(shù)。此法以時基信號為基準，去測被 測頻率信號 ,時間值 (即時基脈沖數(shù) )沒有誤差，而所計被測頻率信號脈沖個數(shù)存在177。 1 的誤差。 T0 定時器 /計數(shù)器用來設置閘門時間Tg， T1 定時器 /計數(shù)器采用 16 位計數(shù)工作方式 (初值為 0)，內部控制啟停 ,若此時讀取TL TH1 的數(shù)據(jù)為 N。則待測信號的頻率值為： fx=N/Tg。 計一定數(shù)量的被測脈沖所經(jīng)歷的時間。此法以被測頻率信號為基準，去卡時間 (即時基脈沖信號 )，被測頻率信號脈沖個數(shù)沒有誤差，而所計時間數(shù)值存在177。 1 的誤差。 T1 定時器 /計數(shù)器采用16 位計時工作方式 (初值為 0)，內部控制啟停。根據(jù)測量原理，在兩次中斷 期間對Fosc/6 計數(shù)。設 T1 計數(shù)器的計數(shù)值為 M，則待測信號的頻率值為： fx=Fosc/(6M)[7]。 本設計用的是方法 2。根據(jù) 16 位定時 /計數(shù)器的工作原理，由 T0 作定時器， T1對外部脈沖進行計數(shù)。當定時器 T0 產(chǎn)生溢出時，發(fā)出中斷請求，利用中斷服務程序振蕩器 247。 12 1 ≥1 amp。 計數(shù)器 TF1 TR1 C/T=1 T1 GATE INT1 中斷 控制 18 讀取計數(shù)器 T1 的計數(shù)值，并對計數(shù)值進行處理，然后中斷返回。程序框圖 如下： 圖 主程序流程框圖 相應的程序如下： ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP TX0 ORG 0030H START: MOV R0,40H ； 40H~43H 為顯示數(shù)據(jù)存放單元 MOV R7,8 ；（ 40H 為最高位） MOV R2,10 ； 1s=100ms*10 STR1: MOV @R0,00H ；把 R0~R7 都清零 INC R0 DJNZ R7,STR1 MOV TMOD,41H ；設定時 /計數(shù)器的工作方式 MOV TH0,3CH ； 定時 /計數(shù)器 0 賦初值 開始 初始化 等待中斷，等待期間重復調用顯示子程序 置初值 開中斷 結束 19 MOV TL0,0B0H MOV TH1,00 ； 定時 /計數(shù)器 1 賦初值 MOV TL1,00 SETB EA ； 開總中斷 SETB ET0 ； 開 T0 中斷 MOV TCON ,50H ； 開定時 /計數(shù)器 LOOP0: LCALL DISPLAY LJMP LOOP0 中斷服務程序設計 中斷服務程序完成的功能：讀取計數(shù)器的計數(shù)值 N，調用 BCD 碼轉換子程序，將要顯示的數(shù)分別存放在顯示緩沖區(qū)里。程序框圖如圖 。 圖 中斷程序流程框圖 相應程序如下： TX0: MOV TL0,0B0H ；定時 /計數(shù)器 0 重置值 MOV TH0,3CH DJNZ R2, NEXT MOV R4,TL1 ；讀取計數(shù)值 MOV R5,TH1 MOV TL1,00H ；定時 /計數(shù)器 1 重置值 中斷服務程序入口 讀取計數(shù)值 定時 / 計數(shù)器 重置值 調用 BCD 碼轉換程序 中斷返回 20 LCALL PROCESS ；調用 BCD 碼轉換程序 MOV R2,10 NEXT: NOP RETI 子程序設計 BCD 碼轉換子程序 BCD 碼轉換子程序是本系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理的核心程序。要在顯示器上顯示 4位十進制數(shù)，就得要把 16 位的二進制數(shù)轉換成十進制 BCD 碼。這里設 R5R4 的內容為 16 位二進制數(shù)，要求轉換結果存入 18H 19H 1AH，轉換流程圖如圖 所示。 圖 BCD 碼轉換程序 16→ R6計數(shù)器 存放結果寄存 器清 0 R4帶進位左循環(huán)一次； R5帶進位左循環(huán)一次 十進制調整，轉換 BCD碼存于 18H 19H 1AH BCD碼送數(shù)據(jù)緩沖區(qū) R6=0？ 返回 N Y 21 相應程序如下： PROCESS[8]:MOV R6,16 ； 設置計數(shù)值 CLR A MOV 1AH,A ； 存放結果寄存器清零 MOV 19H,A MOV 18H,A LOOP1: CLR C MOV A,R4 ； 取被轉換二進制數(shù)乘 2 RLC A MOV R4,A MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,1AH ； 十進制調整后轉換成 BCD 碼 ADDC A,1AH ； 存入 18H 19H 1AH DA A MOV 1AH,A MOV A,19H ADDC A,19H DA A MOV 19H,A MOV A,18H ADDC A,18H DA A MOV 18H,A DJNZ R6,LOOP1 MOV A,1AH ANL A,00001111B ；取 1AH 的低四位作為個位 MOV 43H,A MOV A,1AH ANL A,11110000B ； 取 1AH 的高四位作為十位 SWAP A MOV 42H,A 22 MOV A,19H ANL A,00001111B ；取 19H 的低四位作為百位 MOV 41H,A MOV A,19H ANL A,11110000B ；取 19H 的高四位作為千位 SWAP A MOV 40H,A MOV A,18H ANL A,00001111B MOV 3FH,A MOV A,18H ANL A,11110000B SWAP A MOV 3EH,A RET[9] 23 第 4 章 調試過程 調試儀器：編輯器，示波器，傳感器實驗臺，信號發(fā)生器，萬用表等。 硬件調試 預期成果：把輸入信號經(jīng)波形變換整形得到單片機能檢測到的 TTL 信號。 過程： 1）為了降低單片