单片机实验二定时器

单片机实验二定时器（精选6篇）

单片机实验二定时器 第1篇

院系 物理与电子信息学院

姓名 吴凯

实验室 S2312

课程 单片机原理与应用

试验项目编号

专业 电子与电子信息工程班级10电专（2）学号 1060710057同组人/组号/指导老师肖鹏程日期成绩试验项目名称单片机定时器的综合应用

一、实验目的1．进一步熟悉Keil uVision2软件的应用；

2．进一步熟悉Proteus7.8软件的应用；

3．掌握单片机软件延时和定时器的使用方法；

4．掌握用C语言编写方波发生器和彩灯控制器的方法。

二、实验环境

1．微机一台；

2．Proteus7.8电路设计和仿真软件；

3．Keil uVision2编译和调试软件；

三、实验原理

图1是单片机实现1KHz方波发生器的电路原理图，P00接示波器，时钟电路接在单片机的DIP18、DIP19，复位电路接在单片机的DIP9,DIP31接Vcc。注意：所有元器件要按实物重新封装。

用C语言编写程序，使该电路的功能为，上电后示波器显示1KHz的方波。当示波器显示的方波频率不是1KHz时，修改程序，使示波器显示标准的1KHz方波。

图1单片机输出控制电路原理图

C语言1KHz方波发生器的程序

图2是单片机实现彩灯控制器的电路原理图，P00接8只LED，时钟电路接在单片机的DIP18、DIP19，复位电路接在单片机的DIP9，DIP31接Vcc。注意：所有元器件要按实物重新封装。

用C语言编写程序，使该电路的功能为，上电后8只LED灯显示彩灯滚动效果。修改程序，使彩灯显示效果发生变化。

图2彩灯控制器电路原理图

C语言彩灯控制器的程序

四、实验步骤

1．在Proteus ISIS环境下设计一个用单片机产生1KHz方波发生器的电路原理图，P00接示波器，时钟电路接在单片机的DIP18、DIP19，复位电路接在单片机的DIP9，DIP31接Vcc。

2．在Keil uVision2环境下，用C语言编写单片机实现1KHz方波发生器的程序，编译生成hex文件。

3．将生成的hex文件加载到单片机，运行仿真，观察现象，记录结果；

4．在Proteus ISIS环境下设计一个用单片机产生彩灯控制器的电路原理图，P0接8只LED灯，时钟电路接在单片机的DIP18、DIP19，复位电路接在单片机的DIP9，DIP31接Vcc。

5．在Keil uVision2环境下，用C语言编写单片机实现彩灯控制器的程序，编译生成hex文件。

6．将生成的hex文件加载到单片机，运行仿真，观察现象，记录结果；

五、实验记录与处理

1.单片机产生1KHz方波发生器的实验结果

图3为1KHz方波发生器的仿真图。

图3 1KHz方波发生器仿真图

当延时常数为（），方波频率为（当延时常数为（），方波频率为（数据处理：从以上数据我们可以看出，2.彩灯控制器的仿真结果

数据处理：从以上数据我们可以看出，。））

六、思考题

1．简述单片机定时的几种方法？每种方法举例具体说明。答：

2．与单片机的定时器有关的SFR有几个？每个SFR具体说明。答：

七、实验小结

通过实验我熟悉了

单片机实验二定时器 第2篇

二、实验设备及器件

IBM PC机

一台

DP-51PRO.NET单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台

三、实验内容

1.实验二 定时器程序设计

2．编写程序，使P10端口来控制LED闪烁 3.C语言程序

//1ms定时中断实现100ms发光管闪烁 #include“REG51.h” sbit LED=P1^0;void main(void){ TMOD = 0x01;//设置定时器模式 16位定时器

TL0 = 0x18;//设置定时初值

TH0 = 0xFC;//设置定时初值

TR0 = 1;//定时器T0开始计时

ET0=1;//开定时器中断

EA=1;

//开总中断

while(1);}

//******************** //1ms void pit0(void)interrupt 1（中断程序）{ static unsigned char ms_cnt=0;//16 ffff TL0 = 0x18;//设置定时初值

TH0 = 0xFC;//设置定时初值

if(++ms_cnt==100){

ms_cnt=0;

LED=!LED;} } 定时器的由程序

直接汇编语言 ORG 0 AJMP MAIN ORG 0BH AJMP PIT0 MAIN: MOV TMOD,#01H MOV TH0,#18H MOV TL0,#0FCH SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SJMP $

生成;********************************** PIT0: MOV TH0,#18H MOV TL0,#0FCH INC R7 CJNE R7,#100,PIT0_R MOV R7,#0 CPL P1.0 PIT0_R: RETI END

四 实验要求

学会使用并掌握单片机定时器中断来实现LED100ms闪烁。

五 实验步骤

1.调试运行本节实验程序。若程序无错误，编译并进行二进制转换，下载程序。

单片机实验二定时器 第3篇

关键词：单片机,定时误差

0 引言

51单片机的定时/计数器在基本的单片机系统中都会用到, 而且对其定时精确度的要求越来越高。一般我们在单片机系统设计中, 定时方式通常有以下三种:软件定时, 硬件定时和可编程控制器定时。软件定时是通过程序的指令控制实现定时方法, 这种定时方式虽然调整方便, 但是误差较大, 而且CPU的利用率很低;硬件定时是利用专用的定时集成电路设计实现的定时方法, 硬件定时的时间较为精确, 但是不易调整定时时间;可编程控制器定时是利用程序控制的方法控制硬件的定时时间, 这种定时方式能够得到比较精确的定时时间, 且调整定时时间也比较方便, 51单片机的定时/计数器就属于可编程控制器定时。

虽然51单片机定时计数器定时方便, 但是在系统应用过程中还存在一定的误差, 这个误差主要是由于系统中断响应所引起的。基本的51单片机中有5个中断源, 其中两个16位的定时/计数器中断, 中断系统采用两个优先级控制。51单片机中断响应过程如图1所示。

这是一个多级中断响应的流程图, 在定时中断响应过程中, CPU一般通过查看定时/计数器的中断请求标志位TF0和TF1来确定是否有中断请求。但是在执行定时中断的过程中, CPU必须执行完当前执行的指令或者高优先级的中断程序之后才能进入定时中断, 这个过程至少需3个机器周期才能实现, 这时定时器中的加1计数器还在计数, 这样在进入定时中断重新给加1计数器赋值时就会出现加1计数器重新计数的过程, 这就是定时器误差的来源。

我们在利用51单片机定时/计数器进行定时操作时最多的使用它的方式1和方式2。方式1是一个16位的定时/计数器, 在中断处理过程中需要对定时器中的加1计数器THx和TLx重新赋值。方式2是一个8位自动重装的定时/计数器, 在中断处理中可以不同对其加1计数器进行重新赋值。不管是方式1和方式2在中断处理过程中, 由于单片机本身响应流程的问题, 都会存在一定的定时误差, 在定时要求精确的系统中我们考虑的重点是如何去降低定时误差。

1 降低定时器定时误差的几种方法

在单片机系统设计中, 我们可以通过以下方法来降低定时器的定时误差。

1.1 提高外部晶振频率

在常用的51单片机系统中, 系统时钟是由外接晶体振荡器的频率决定的, 系统时钟频率的高低决定了CPU执行速度, 外接晶振频率越高, 机器周期越短, CPU执行指令的速度越快, 响应中断的速度也越快。在51单片机中, 1个机器周期=12个晶振周期, 若外接晶振频率为6MHz, 则机器周期为2us, 若CPU在响应定时中断时正在执行2机器周期的指令, 那么进入定时中断所需要的时间为4us, 定时器内部加1计数器至少计数了4次 (不算重置初值的时间) 。若我们将外接晶振频率提升到12MHz, 则机器周期为1us, CPU在相同条件下响应中断的时间降低到2us, 在进入定时中断时内部加1计数器只加了2次, 这样的话就能够降低定时器的误差。

不过, 相对而言, 这种方法有一定的弊端。我们所希望的是外接晶振的频率越高越好, 但是并不是所有的51单片机的外接晶振的频率都能提升的很高, 比如ATMEL公司的AT89S51单片机外接晶振的频率最大只有33MHz, 那么通过提升外接晶振频率降低51单片机的定时器的误差有一定的局限性。

1.2 软件纠正

其实, 在使用定时器定时时, 定时器的误差一般是由响应过程引起的, 这个误差我们可以通过软件调整的方法对其进行纠正。比如我们利用51单片机T0实现50ms的定时, T0工作在方式1, 晶振频率为12MHz, 那么程序我们一般这样实现:

在以上的程序中, T0的中断程序中直接对TH0和TL0进行赋值, 这里忽略了CPU在响应定时中断过程中加1计数器的计数值, 这样会引起较大的定时误差, 而且这个误差是累积的, 程序执行的时间越长, 误差越大。

我们可以将T0的中断程序做如下的修改:

这样的话, 在CPU响应中断的过程中, 虽然定时器内部加1计数器还在计数, 但是在定时中断程序中, 我们将已经计数的值进行累加, 这样就能够降低CPU在响应中断时所产生的误差。

1.3 利用外部硬件定时器

我们知道, 51单片机的定时/计数器可以实现定时和计数方式, 两者的核心都是在计数, 只不过定时方式是对机器周期进行计数, 计数方式是对外部引脚输入的输入的方波信号进行计数。那么我们在利用定时器定时时, 也可以将定时计数器设置在计数方式。比如我们要实现50ms的定时, 我们可以在单片机外部设计一个周期为50ms, 占空比为50%的方波电路, 将该电路产生的方波信号送入单片机的定时/计数器的外部引脚, 这样我们在确定定时时间时, 可以通过查询定时器的加1计数器的增量是否为5就可以了, 这样也能降低定时误差。不过利用这种方式在实现定时时, 外部硬件定时器所产生的基准时间的精确程度决定了定时的误差, 外部硬件定时器所产生基准时间越精确, 误差越小。

2 结束语

在51单片机系统设计中, 在需要用到定时的场合, 我们总希望定时误差越小越好, 尤其是对于某些对定时时间要求比较高的系统。那么以上的三种方法我们可以相互结合使用, 这样可以将定时误差大大降低。

参考文献

[1]马立国.51单片机定时器中断误差分析.集成电路通讯, 2006, 24 (01) .

[2]杨洪亮.基于MCS51单片机定时误差的分析及纠正.临沂师范学院信息学院, 福建电脑, 2006 (12) .

单片机控制智能定时器 第4篇

关键词：定时器单片机LED数码管

1设计要求

1.1定时设定由按键部分控制

1.2实现定时时间的显示数码管显示：分(十位)分(个位)：秒(十位)秒(个位)

1.3到点响铃

1.4系统运行中可重新设定定时值

1.5最大实现99分59秒的定时

2总体方案

2.1设计框图系统框图如图1

2.2设计思路利用89C51单片机作为本系统的中控模块。上电后，按下功能键进入调时状态，通过各单元电路将按键部分设定的时间通过定时时间显示部分中的LED数码管显示出来，当时间设定完毕后再次按下按键部分的功能键，闹铃模块的蜂鸣器呜叫0.5S以示定时器开始工作，到点实现响铃，再由按键部分关闹铃。中途可重新设置定时数值。复位部分除上电初实现复位外，其余任何时候可按键实现复位。

注：按键部分一共有4个按键，分别为功能键P3.0，秒设定键P3.1(增)，分设定键P3.2(增)，分设定键P3.3(减)。

3系统整机设计

3.1系统整机电路图：

3.2整机工作原理当上电后，经复位电路自动复位，在程序运行中，也可进行手动按键复位。此刻电路中的LED数码管显示“0000”，按下一次P3.0的功能键进入调时状态，P3.1、P3.2、P3.3口分别用于设定时间。P3.4到P3.7为位控端，控制四个数码管的显示，因为每一个数码管的扫描停留时间为5ms，而肉眼在每秒扫描25次以上的显示便不能够辨别出误差，而此刻每秒扫描达到50次，故肉眼看到的显示数码管没有闪烁，以为常亮。数码管GND引脚所接的PNP起到开关作用。段控P0口根据实际需要及程序中的设定，输出相应的低电平，使对应的LED发光二极管导通点壳。得到相应的数字。而蜂鸣器的工作原理与数码管类似。

跨接XTAL1与XTAL2的晶体震荡器与电容C2、C3形成反馈电路，构成自激震荡器。因为采用12MHz的晶震，那么一个机器周期就为1us，单片机内部的计数器在每个机器周期产生一个记数脉冲。根据这样的原理便可达到定时功能，在程序中应用，实现系统要求的定时作用。

单片机课程设计音乐闹钟定时器 第5篇

0、任务书...............................................................................2

1、系统总体设计方案规划与选定.......................................2

2、硬件设计...........................................................................5

3、软件设计...........................................................................6

4、调试...................................................................................8

5、新增功能及实现方法.......................................................8

6、小结与体会.......................................................................9

7、参考文献...........................................................................9

8、附录.................................................................................10

单片机课程设计

0.任务书

基于51单片机设计一个电子数字钟，显示时、分、秒，且具有闹钟功能。用8255接口实现4*8键盘及8位LED显示。

32个键：0~9共10个键，调时（设置当前时间）键；设定闹钟（定时）键；走时键；光标左右移动各一个键。

要求键复位后，应该最后面的LED上显示H（待命状态）。

1.系统总体设计方案规划与选定

1.1主控制芯片选择

方案一：采用ARM微处理，做主控芯片，计算速度快，缺点；成本高，控制较复杂，不容易焊接。

方案二：采用80C51单片机做主控制器，由单片机来完成采集和信号处理等底层的核心计算，做主控芯片，成本低，易控制，易实现。

经过以上两个方案比较，在此题方案二明显优于方案一，故采用80C51单片机做主控制器。

1.2定时模块选择

方案一：采用时钟芯片DS1302。

DS1302 可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，且较单片机计时简单节约硬件资源，但存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。

方案二：采用单片机内部的定时系统，外接晶振进行分频脉冲计数。

单片机课程设计

此系统采用12MHz晶振。

由于方案二使用简单，比方案一更适用该系统设计，所以选择方案二。

1.3 LED显示及计时模块选择

方案一：74LS192计数器——74LS47七点显示译码器

74LS192芯片是一块可预置数可逆计数芯片，功能强大。将74LS192芯片CPU引脚接高电平可实现减法计数，以倒计时显示。可通过74LS47与LED共阳极数字显示器配合使用。

方案二：使用移位寄存器74HC595与译码器相连

74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，使用时可直接与数字显示器相连。

方案三：使用8255扩展LED显示计时模块

8255是一个可编程并行接口芯片，有一个控制口和三个8位数据口，外设通过数据口与单片机进行数据通信，各数据口的工作方式和数据传送方向是通过用户对控制口写控制字控制的。我们用到了A与B口分别进行对数码显示管的片选和段选，且B口同时作为键盘扫描模块的输入口，与数码显示模块分时复用。故采用方案三

1.4蜂鸣器的选择

方案一：电磁式蜂鸣器

电磁式蜂鸣器主要是利用通电导体会产生磁场的特性，用一个固定的永久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。电磁式由于音色好，所以多用于语音、音乐等设备。对于不同提示音且考虑实际，此种较好。

方案二：压电式蜂鸣器

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压电式蜂鸣器用的是压电材料，即当受到外力导致压电材料发生形变时压电材料会产生电荷。同样，当通电时压电材料会发生形变。压电式结构简单耐用但音调单一音色差，适用于警报器等设备。

由于闹铃为音乐闹铃，所以使用电磁式蜂鸣器更为合适。

2.硬件设计

2.1 芯片的选择

2.1.1 单片机80C51 2.1.1.1单片机80C51的组成

80c51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：

中央处理器：

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

数据存储器(RAM)8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。

程序存储器(ROM)：

8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。

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定时/计数器(ROM)：

8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。

并行输入输出(I/O)口：

8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。

2.1.1.2

MCS-51的引脚说明：

MCS-52系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：

MCS-51的引脚说明：

MCS-52系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。

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图1 80C51的引脚

2.1.1.3 MCS-51单片机内部定时器计数器、中断系统简介（1）定时器计数器

1、MCS-51系列中51子系列有两个16位的可编程定时计数器可：定时计数器T0和定时计数器T1。它由加法计数器、方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON等组成。方式寄存器用于设定定时计数器T0和T1的工作方式，控制寄存器用于对定时计数器启动、停止进行控制。

2、每个定时计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以外部信号计数实现计数功能通过编程设定来实现。

3、每个定时计数器都有多种工作方式，其中T0有四种工作方式，T1有三种工作方式，T2有三种工作方式。通过编程可设定工作于某种方式。四种工作方式为：13位定时计数器、16位定时计数器、8位自动重置定时 6

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计数器、两个8位定时计数器（只有T0有）

4、每一个定时计数器定时计数时间到时产生溢出，使相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。

（2）中断系统

1、MCS-51单片机提供5个硬件中断源，2个外部中断源，2个定时计数器T0和T1的溢出中断TF0和TF1，1个串行口发送TI和接收RI中断。

2、MCS-51单片机中没有专门的开中断和关中断指令，对各个中断源的允许和屏蔽是由内部的中断允许寄存器IE的各位来控制的。中断允许寄存器IE的字节地址为A8H，可以进行位寻址。系统复位时，中断允许寄存器IE的内容为00H，如果要开放某个中断源，则必须使IE中的总控置位和对应的中断允许位置“1”。

3、MCS-51单片机有5个中断源，为了处理方便，每个中断源有两级控制，高优先级和低优先级。通过由内部的中断优先级寄存器IP来设置，中断优先级寄存器IP的字节地址为B8H，可以进行位寻址。如果某位被置“1”，则对应的中断源被设为高优先级；如果某位被清零，则对应的中断源被设为低优先级。对于同级中断源，系统有默认的优先权顺序，从高到低优先权顺序为外部中断0、定时计数器T0中断、外部中断

1、定时计数器T1中断、串行口中断。通过设置中断优先级寄存器IP能够改变系统默认的优先级顺序。

4、MCS-51单片机响应中断的条件为：中断源有请求且中断允许。

2.1.2 八位一体七段数码管

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数码管使用条件：

a、段及小数点上加限流电阻。

b、使用电压：段：根据发光颜色决定； 小数点：根据发光颜色决定。c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA 上图为七段数码管引脚图，其中共阳极数码管引脚图和共阴极相同。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。右图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。

将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。假如我们将“b”和“c”段接上正电源，其它端接地或悬空，那么“b”和“c”段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将“a”、“b”、“d”、“e”和“g”段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。其它字符的显示原理类同。

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2.1.3 并行接口扩展芯片8255 8255内部包括三个并行数据输入/输出端口，两个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和8位总线缓冲器。

各部分功能概括如下：（1）端口A、B、C A口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。B口：是一个8位数据输入/输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。C口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器（输入不锁存）。

通常A口、B口作为数据输入/输出端口。C口作为控制/状态信息端口，它在“方式控制字”的控制下可分为两个4位端口，每个端口有一个4位锁存器，分别与A口、B口配合使用，作为控制信号输出或状态信息输入端口。

（2）工作方式控制电路

工作方式控制电路有两个，一个是A组控制电路，另一个是B组控制电路。

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这两组控制电路具有一个控制命令寄存器，用来接受中央处理器发来的控制字，以决定两组端口的工作方式，也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或者按位置“1”。

A组控制电路用来控制A口和C口的上半部分（PC7-PC4）。B组控制电路用来控制B口和C口的下半部分（PC3-PC0）。

（3）总线数据缓冲器

总线数据缓冲器是一个三态双向8位缓冲器，作为8255与系统总线之间的接口，用来传送数据、指令、控制命令以及外部状态信息。

（4）读/写控制逻辑电路

读/写控制逻辑电路接受CPU发来的控制信号RD、WR、RESET、地址信号A1-A0等，然后根据控制信号的要求，将端口数据读出，发往CPU，或者将CPU送来的数据写入端口。

2.2 电路的组成

2.2.1 数码管显示电路

数码管显示器成本低，配置灵活，与单片机接口简单，在单片机应用系统中广泛应用。

数码管的工作原理如下：

数码管是由8个发光二极管构成的显示器件。在数码管中，若将二极管的阳极连在一起，称为共阳极数码管；若将二极管的阴极连在一起，称为共阴极数码管。本次课程设计用到的8个数码管均是共阳极的。当发光二极管导通时，它就会发光。每个二极管就是一个笔划，若干个二极管发光时，就

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构成了一个显示字符。将单片机的I/O口控制相应的芯片与数码管的a-g相连，高电平的位对应的发光二极管亮，这样，由I/O口输出不同的代码，就可以控制数码管显示不同的字符。8个数码管均采用动态显示方式，显示当前的时间。

2.2.2 键盘扫描电路

键盘扫描电路图

键盘可分为两类：非编码键盘和编码键盘；常见的非编码键盘有两种结构：独立式键盘和矩阵式键盘。本次课程设计使用矩阵式键盘。

矩阵键盘的工作原理：按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。列线通过上拉电阻接到+5V 电源上。无按键按下时，列线处于高电平的状态，而当有按键按下时，列线电平与此列线相连的行线电平决定。

行列扫描法原理：第一步，使列线为编程的输入线，行线是输出线，拉低所有的行线，判断列线的变化，如果有按键按下，按键按下的对应列线被拉低，否则所有的列线都为高电平。第二步，在第一步判断有键按下后，延时10ms消除机械抖动，再次读取列值，如果此列线还处于低电平状态则进入下一步，否则返回第一步重新判断。第三步，开始扫描按键位置，采用 11

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逐行扫描，分别拉低第一行，第二行，第三行，第四行，无论拉低哪一行其他三行都为高电平，读取列值找到按键的位置，分别把行值和列值储存在寄存器里。第四步，从寄存器中找到行值和列值并把其合并，得到按键值，对此按键值进行编码，与已经设定好的键码表进行一一对比，如果不等，则继续比较，如果相等，则利用转移指令实现键盘扫描到按键功能的转移。

2.2.3 音乐闹铃电路

蜂鸣器电路

2.2.3.1 蜂鸣器

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话 12

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机等电子产品中作发声器件。

2.2.3.2 单片机驱动

单片机上面使用的蜂鸣器一般都是无源电磁式的蜂鸣器（如下图所示）。它由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。

2.2.4 复位电路

RESET/Vpd为复位信号复用脚，当80C51通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，80C51的初始态。

上电复位：上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复 13

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位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。

电路图如下：

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。

3软件设计 4.调试

5.新增功能及实现方法

5.1定时器产生音乐的原理

音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。要想产生音频脉冲信号，需要算出某一音频的周期(1/频率)，然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用单片机定时器计时这个半个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。

单片机课程设计

通常，利用单片机的内部定时器0，工作在方式1下，改变计数初值TH0和TL0来产生不同频率。

对于音乐的节拍，每个音符使用1个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍。如果1拍为0.4S，1/4拍为0.1S，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY，那么1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY,其余的节拍就是它的倍数。

总而言之，一首乐曲是由音阶和节拍两大要素构成。一首乐曲演奏的原理是：不同音阶分别对应不同的频率，发出不同的音调，而节拍则控制发出音调时间的长短；若将乐曲的音调连续发出，并使其按相应的节拍变化，即可演奏一首乐曲。根据这一特点，我们采用单片机辅以相应的接口来设计音乐播放器。

5.2实现方法

利用定时器产生音乐，添加了音乐闹钟功能，能在闹钟时间到来时蜂鸣器发出《祝你生日快乐》歌，但缺点是在响铃时间里，无法正常显示时间。在此次课程设计中，产生的音乐是利用查表法来改变定时器T1的初值，即改变音高，而通过延时来确定每个音符的长短，即确定音长。

6.小结与体会 7.参考文献

【1】《单片机原理、接口及应用——单片机嵌入式系统技术基础（第2版）》，肖看、李群芳，清华大学出版社

【2】《单片机原理及应用》，霍孟友，机械工程出版社

【3】《51系列单片机设计实例（第二版）》，楼然苗、李光飞，北京航

单片机课程设计

空航天大学出版社

8.附录

8.1 源程序代码ORG 0000H LJMP START

ORG 000BH LJMP T0INT;T0中断服务程序

ORG 001BH LJMP TIM0

;;;;;主程序;;;;;;;;START:LCALL CLEA

START1:LCALL SCAN LCALL BELLSCAN LCALL KEYSCAN SJMP START1

CLEA:MOV R0,#70H MOV R7,#0EH CLEAR:MOV @R0,#00H INC R0 DJNZ R7,CLEAR;70H~7CH赋值0 MOV TMOD,#11H MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH SETB EA SETB ET0 SETB EX0 SETB TR0 CLR IT0 MOV 72H,#10 MOV 75H,#10 MOV 68H,#55H MOV 69H,#01H MOV 6AH,#00H CLR P1.0 RET

;延时子程序1MS DL1MS: MOV R6,#14H DL1: MOV R7,#19H DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET

DL10MS:ACALL SCAN ACALL SCAN ACALL SCAN RET

;《祝你生日快乐》音乐闹铃程序BELLSCAN:MOV A,6AH

CJNE A,7AH,BELLOUT

MOV A,69H

CJNE A,79H,BELLOUT

MOV A,68H

CJNE A,78H,BELLOUT

LCALL MUSIC BELLOUT:RET MUSIC:

MOV IE,#8AH MOV 30H,#00H

NEXT1:MOV A,30H MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV R2,A JZ END0 ANL A,#0FH MOV R5,A MOV A,R2 SWAP A ANL A,#0FH

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JNZ SING CLR TR1 LJMP D1 SING:DEC A MOV 22H,A RL A MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV TH1,A MOV 21H,A MOV A,22H RL A INC A MOVC A,@A+DPTR MOV TL1,A MOV 20H,A SETB TR1 D1:LCALL DELAY INC 30H LJMP NEXT1 END0:CLR TR1 LCALL BELLOUT

TIM0:PUSH ACC PUSH PSW MOV TL1,20H MOV TH1,21H CPL P1.0 POP PSW POP ACC RETI

DELAY:MOV R7,#02H D2:MOV R4,#187 D3:MOV R3,#248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,DELAY RET

TABLE1:DW 64260,64400,64521,64580

DW 64684,64777,64820,64898 DW 64968,65030,65058,65110 DW 65157,65178,65217

TABLE:;1

DB 82H,01H,81H,94H,84H DB 0B4H,0A4H,04H

DB 82H,01H,81H,94H,84H DB 0C4H,0B4H,04H;2

DB 82H,01H,81H,0F4H,0D4H DB 0B4H,0A4H,94H

DB 0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4H DB 0C4H,0B4H,04H DB 00H

SCAN:;把记的数送给偏移量

MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#80H

MOVX @DPTR,A;写控制字,在显示程序中A口输出，B口输出

MOV A,78H;秒 MOV B,#0AH DIV AB MOV 71H,A MOV 70H,B

MOV A,79H;分

MOV B,#0AH DIV AB MOV 74H,A MOV 73H,B

MOV A,7AH;时

MOV B,#0AH DIV AB MOV 77H,A

MOV 76H,B;

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T0中断允许

;循环扫描显示,数码管显示程序,数码管为共阳型

MOV R1,#70H MOV R5,#80H;位选

MOV R3,#08H SCAN1:MOV A,R5 MOV DPTR,#7FFCH MOVX @DPTR,A;送A口位选

MOV A,@R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR

MOV DPTR,#7FFDH MOVX @DPTR,A;送B口字形码

LCALL DL1MS

INC R1;字形码偏移量

MOV A,R5 RR A;位选码

MOV R5,A DJNZ R3,SCAN1;8次

MOV DPTR,#7FFCH MOV A,#00H MOVX @DPTR,A;A口清位选

RET TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH;对应于“0”~“9”、“_”

;定时器T0中断服务程序 T0INT:PUSH ACC

CLR ET0;停

CLR TR0;停T0工作

MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH SETB TR0;开T0工作

INC 7BH;7BH存放20

MOV A,7BH

CJNE A,#14H,OUTT0;20

MOV 7BH,#00H

INC 78H;78H秒

MOV A,78H

CJNE A,#3CH,OUTT0;60

MOV 78H,#00H

INC 79H

;79H分

MOV A,79H

CJNE A,#3CH,OUTT0;60

MOV 79H,#00H

INC 7AH

;7AH时

MOV A,7AH

CJNE A,#18H,OUTT0;24

MOV 7AH,#00

OUTT0:SETB ET0;开T0中断允许

POP ACC RETI

;;;;;;键盘扫描子程序;;;;;;;;

KEYSCAN:MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#82H

MOVX @DPTR,A;写控制字,此时A口输出,B口输入

MOV DPTR,#7FFEH MOV A,#00H

MOVX @DPTR,A;C口写0

单片机课程设计

MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR MOV B,A

;B口输入

CJNE A,#0FFH,HAVE KEYOUT: RET

HAVE: LCALL DL10MS1 MOVX A,@DPTR CJNE A,B,KEYOUT;延时一段时间再检测有键按下才开始扫描处理

INC DPTR MOV A,#0FEH MOV B,A MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE0

MOV A,B RL A MOV B,A MOV DPTR,#7FFEH MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE1

MOV A,B RL A MOV B,A

MOV DPTR,#7FFEH

MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH

MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE2

MOV A,B RL A

MOV DPTR,#7FFEH

MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH

MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE3 ACALL KEYOUT;

KEYLIE0:MOV R2,#00H;R2 键码 行值，第1行八个数

LJMP KEYGET

KEYLIE1:MOV R2,#08H;第2行，八个数 LJMP KEYGET

KEYLIE2:MOV R2,#10H;第3行，八个数 LJMP KEYGET

KEYLIE3:MOV R2,#18H;第4行，八个数 LJMP KEYGET

KEYGET:MOV B,A

;B中存放B口读入的列值

MOV DPTR,#KEYTAB MOV A,#0 NEXT: PUSH ACC

MOVC A,@A+DPTR CJNE A,B,AGAIN

POP ACC;A是偏移值，即列值 ADD A,R2;A中存放键码

单片机课程设计

MOV B,A RL A

ADD A,B;PC偏移量

MOV LJMP KEYFUN30 LJMP KEYFUN31 RET KEYTAB:DB

0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH DPTR,#KEYFUNTAB JMP @A+DPTR

AGAIN: POP ACC INC A CJNE A,#8,NEXT ACALL KEYOUT

KEYFUNTAB: LJMP KEYFUN00 LJMP KEYFUN01 LJMP KEYFUN02 LJMP KEYFUN03 LJMP KEYFUN04 LJMP KEYFUN05 LJMP KEYFUN06 LJMP KEYFUN07 LJMP KEYFUN08 LJMP KEYFUN09 LJMP KEYFUN10 LJMP KEYFUN11 LJMP KEYFUN12 LJMP KEYFUN13 LJMP KEYFUN14 LJMP KEYFUN15 LJMP KEYFUN16 LJMP KEYFUN17 LJMP KEYFUN18 LJMP KEYFUN19 LJMP KEYFUN20 LJMP KEYFUN21 LJMP KEYFUN22 LJMP KEYFUN23 LJMP KEYFUN24 LJMP KEYFUN25 LJMP KEYFUN26 LJMP KEYFUN27 LJMP KEYFUN28 LJMP KEYFUN29

;0 1 2 3 4 5 6 7

RET

DL10MS1:MOV R4,#20 DL3: MOV R5,#7DH DL4: NOP NOP

DJNZ R5,DL4 DJNZ R4,DL3 RET

KEYFUN00:MOV @R0,#00H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU

RET

KEYFUN01:MOV @R0,#01H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN02:MOV @R0,#02H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN03:MOV @R0,#03H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN04:MOV @R0,#04H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN05:MOV @R0,#05H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN06:MOV @R0,#06H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

单片机课程设计

KEYFUN07:MOV @R0,#07H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET KEYFUN08:MOV @R0,#08H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET KEYFUN09:MOV @R0,#09H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET CALCU: MOV A,71H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,70H MOV 78H,A MOV A,74H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,73H MOV 79H,A MOV A,77H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,76H MOV 7AH,A RET

KEYFUN10://调时键 CLR TR0

MOV R0,#77H;R0指向时的偏移量

MOV 7DH,#00H;闪烁标志位

LCALL FLASH

RET FLASH:MOV A,@R0 MOV @R0,#0BH;R0(此时77H)指向熄灭的偏移量

MOV 7CH,#3DH;7CH单元存放循环次数 RE: LCALL OFFSCAN DJNZ 7CH,RE;调用OFFSCAN60次，半秒

MOV @R0,A;R0（此时77H）指向原来的偏移量

MOV 7CH,#3DH RE1: LCALL OFFSCAN

DJNZ 7CH,RE1;调用OFFSCAN60次，半秒 LCALL KEYSCAN;键盘扫描

MOV A,7DH CJNE A,#0FFH,FLASH;判断闪烁标志位

RET OFFSCAN: PUSH ACC MOV R1,#70H MOV R5,#80H;位选

MOV R3,#08H OFFSCAN1:MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#80H

MOVX @DPTR,A;写控制字

MOV A,R5 MOV DPTR,#7FFCH MOVX @DPTR,A;A口输出位选

MOV A,@R1 MOV DPTR,#OFFTAB MOVC A,@A+DPTR

MOV DPTR,#7FFDH

MOVX @DPTR,A;B口输出字形码

LCALL DL1MS

INC R1

;R1指向下一个单元

MOV A,R5 RR A MOV R5,A;位选

DJNZ R3,OFFSCAN1;8次

单片机课程设计

MOV DPTR,#7FFCH MOV A,#00H MUL AB ADD A,73H MOV 69H,A MOVX @DPTR,A;A口位选清零

POP ACC RET OFFTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH,0FFH,89H RET //调时键按下

KEYFUN11:INC R0 RET KEYFUN12:DEC R0 RET KEYFUN13://走时键

MOV 7DH,#0FFH SETB TR0

RET KEYFUN14://闹铃键 MOV R0,#77H MOV 7EH,#0FFH;改变显示单元，不改变计数单元

MOV 7DH,#00H;开FLASH标志位

LCALL FLASH RET

KEYFUN15://闹钟时间确认键，写入计数比较单元

MOV A,71H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,70H MOV 68H,A

MOV A,74H MOV B,#0AH

MOV A,77H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,76H MOV 6AH,A RET

KEYFUN16:RET

KEYFUN17:MOV 7DH,#00H MOV 70H,#0CH

MOV 71H,#0BH

MOV 72H,#0BH

MOV 73H,#0BH

MOV 74H,#0BH

MOV 75H,#0BH

MOV 76H,#0BH

MOV 77H,#0BH;送熄灭符以及H符

MOV R0,#70H

LCALL FLASH

RET

KEYFUN18:MOV 7DH,#0FFH;关闭闪烁 LCALL CLEA RET KEYFUN19:RET KEYFUN20:RET KEYFUN21:RET KEYFUN22:RET KEYFUN23:RET KEYFUN24:RET KEYFUN25:RET KEYFUN26:RET KEYFUN27:RET KEYFUN28:RET KEYFUN29:RET KEYFUN30:RET KEYFUN31:RET ACALL KEYOUT END

单片机课程设计

8.2电路图

单片机定时器控制交通灯程序1 第6篇

/* 名称：定时器控制交通指示灯

说明：东西向绿灯亮5s后，黄灯闪烁，闪烁5次亮红灯，红灯亮后，南北向由红灯变成绿灯，5s后南北向黄灯闪烁，闪烁5次后亮红灯，东西向绿灯亮，如此往复。*/ #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit RED_A=P0^0;//东西向指示灯

sbit YELLOW_A=P0^1;sbit GREEN_A=P0^2;sbit RED_B=P0^3;//南北向指示灯

sbit YELLOW_B=P0^4;sbit GREEN_B=P0^5;//延时倍数，闪烁次数，操作类型变量

uchar Time_Count=0,Flash_Count=0,Operation_Type=1;//定时器0中断函数 void T0_INT()interrupt 1 { TL0=-50000/256;TH0=-50000%256;switch(Operation_Type){

case 1: //东西向绿灯与南北向红灯亮5s

RED_A=0;YELLOW_A=0;GREEN_A=1;

RED_B=1;YELLOW_B=0;GREEN_B=0;

if(++Time_Count!=100)return;//5s（100*50ms）切换

Time_Count=0;

Operation_Type=2;

break;

case 2: //东西向黄灯开始闪烁，绿灯关闭

if(++Time_Count!=8)return;

Time_Count=0;

YELLOW_A=~YELLOW_A;GREEN_A=0;

if(++Flash_Count!=10)return;//闪烁

Flash_Count=0;

Operation_Type=3;

break;

case 3: //东西向红灯与南北向绿灯亮5s

RED_A=1;YELLOW_A=0;GREEN_A=0;

RED_B=0;YELLOW_B=0;GREEN_B=1;

if(++Time_Count!=100)return;//5s（100*50ms）切换

Time_Count=0;

Operation_Type=4;

break;

case 4: //南北向黄灯开始闪烁，绿灯关闭

if(++Time_Count!=8)return;

Time_Count=0;

YELLOW_B=~YELLOW_B;GREEN_A=0;

if(++Flash_Count!=10)return;

Flash_Count=0;

Operation_Type=1;

break;}

} //主程序 void main(){ TMOD=0x01;

//T0方式1 IE=0x82;TR0=1;while(1);}