关于单片机定时器输出方波问题分析

　　在测量控制系统中，常常要求有一些实时时钟，以实现定时控制、定时测量或延时动作，也往往要求有计数器能对外部事件计数，如测电机转速、频率、工件个数等。广泛用于个人家庭、学校、工厂等场所，是人们日常生活、工作中不可缺少的必需品。

　　实现定时，有软件、数字电路和可编程定时器3种主要方法。可编程定时计数器是为方便微型计算机系统的设计和应用而研制的，它是硬件定时，又能很容易地通过软件来确定和改变它的定时值，通过初始化编程，能够满足各种不同的定时要求，因而在嵌入式系统的设计和应用中得到广泛的应用。

　　单片计算机即单片微型计算机，是集CPU、RAM、ROM、定时/计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。

　　方波是一种非正弦曲线的波形，通常会于电子和讯号处理时出现。理想方波只有“高”和“低”这两个值。电流的波形为矩形的电流即为方波电流。不论时间轴上下是不是对称的，只要是矩形就可叫方波，必要时，可加“对称”，“不对称”加以说明

　　通过单片机内部的计数器/定时器，采用软件编程来产生方波，这种方法的硬件线路较简单，系统的功能一般与软件设计相关。

　　选择MCS-51系列中的8031单片机，由于是用指示灯显示输出方波信号，一个LED显示灯即可满足设计要求。

　　8031是最常见的的MCS-51系列单片机，是inter公司早期的成熟的单片机产品，应用范围涉及到各行各业。

　　

　　

　　存储器空间以及存储器

　　

　　１、内部数据存储器结构：

　

　　复位后：内部RAM 区及外部RAM 区皆保持原值

　　２、程序状态字： PSW

　　

　　CY：进、借位，有进、借位：CY=1

　　AC：半进、借位，有半进、借位：AC=1

　　F0：用户标志位（由用户设定）

　　RS1，RS0：工作寄存器组选择位

　　００：选择０组

　　０１：选择１组

　　１０：选择２组

　　１１：选择３组

　　OV：溢出位，有溢出：OV=1

　　X：无效位

　　P：奇偶位，运算结果有奇数个１：P=1

　　３、程序存储器特定入口：

　　0000H： 复位或开机后的程序入口

　　0003H： 外部中断0 服务程序入口

　　000BH： 定时/计数器0 中断服务程序入口

　　0013H： 外部中断1 服务程序入口

　　001BH： 定时/计数器1 中断服务程序入口

　　0023H： 串行I/O 中断服务程序入口

　　定时/计数器

　　8031 片内有两个１６位定时/计数器（增量式计数）

　　１、工作方式（方式０、方式１、方式２、方式３）

　　以定时/计数器１为例

　　⑴方式０（１３位定时/计数）

　

　　⑵方式１（１６位定时/计数）

　　

　　⑶方式２（８位自动重装时间常数定时/计数）

　　

　　⑷方式３（仅适用于定时/计数器０）

　　TL0 用于８位定时/计数

　　TH0 只用于８位定时

　　

　　控制寄存器

　　⑴定时/计数器方式控制寄存器：TMOD

　　

　　GATE： 门控位，１：打开，０：关闭

　　C/T： 工作状态选择，１：计数状态，０：定时状态

　　M1，M0：工作方式选择

　　00 方式０

　　01 方式１

　　10 方式２

　　11 方式３

　　⑵定时/计数器控制寄存器：TCON

　　

　　中断系统

　　５个中断源：

　　INT0： 外部中断０

　　INT1： 外部中断１

　　T0： 定时/计数器０中断

　　T1： 定时/计数器１中断

　　TI/RI： 串行Ｉ/Ｏ中断

　　⑴中断允许寄存器：IE（１：允许；０：不允许）

　　

　　PT1:T1 中断优先位

　　PX1:INT1 中断优先位

　　PT0:T0 中断优先位

　　PX0:INT0 中断优先位

　　（同级中断时的优先顺序：INT0→T0→INT1→T1→RI/TI） CPU 响应中断后，自动清除中断请求标志（只有串行口中断请求标志需用软件清除），并将程序计数器PC 之值压入堆栈，然后将相应的中断入口地址装入PC，使程序转入相应的中断服务程序。

　　并行Ｉ/Ｏ端口（P0、P1、P2、P3）

　　8031 单片机中：

　　P0 口：作为地址低８位和双向数据总线 P2 口：作为地址高８位总线 1、P1 端口

　　P1 口每一位的内部结构如下：

　　

　　注：当P1 口作输入时，必须先向P1 口写“FFH”（即11111111），由于单片机上电或复位后P0 口-P3 口皆置为“FFH”，故一般不需人为写“FFH”。 说明：其他端口本设计电路所用甚少，这里不作详细介绍。

　　串行Ｉ/Ｏ端口

　　8031 有一个串行端口

        １、串行通讯基本方式

　　⑴异步传送： ⑵同步传送：

　　２、串行端口的工作方式（方式０、方式１、方式２、方式３）

        ３、串行端口的控制寄存器

　　⑴SCON：串口控制寄存器 ⑵PCON：电源控制寄存器

　　主程序模块

　　主程序主要用于系统初始化：P1.7初始化清零，P1.0置位，设T1为定时器方式1，计数器方式2，置计数器初始值，然后启动计数器。

　　定时器/计数器的启停

　　T0为定时方式，在置TR0=1以后，定时立即开始，但在定时时间到后，还必须用软件再次装入初值，重新启动才能开始新的定时。

　　T1为计数方式2，在置TR1=1以后，计数开始，在计数次数到以后，自动装入初始值并重新计数，因此软件设计不再考虑装入初值

　　

　　计数/定时器模块

　　1、计数/定时器工作方式的选择

　　根据课题要求，可将T0设定为50ms的定时间隔，才用工作方式1。当定时时间到后，将P1.0输出反相，再加到T1输入端作计数脉冲。

　　从T1端输入，需要定时两次才能构成一个完整的计数脉冲。因此，设T1计数次数为10次，就能完成1S的定时：

　　（50ms+50ms）×10=1s

　　由于LED的亮/灭是持续不断的，所以可以将T1设成为方式2，自动装入初值，重复进行计数。 2、定时/计数器初值的计算与装入 X=65536-Focs/12·T

　　=65536-11.0592/12·1000000×50×0.001=19 456=4C00H 即TH0=4CH，TL0=00H

　　T1计数器在方式2下是8位的，计数10次的初值为： （256-10）=246=F6H

　　同时装入TH1和TL1，即TH1=0F6H，TL1=0F6H

　　

　　8051单片机，用定时器输出方波。周期20ms，占空比5%-10%，可通过串口调节，P1.0输出波形，P1.1串口输入，C程序。

　　串口接收占空比，定时器控制，比如串口接受到的数据是8，那么占空比就是8%，定时器就按这个数来控制波形。

　　用标准串口吧，比较简单一点，用P1.1的话，还得编驱动，很麻烦的。

　　#include《reg51.h》

　　#define uchar unsigned char

　　sbit pwm=P1^0;

　　uchar u_p=5，num=0;

　　void t0isr（） interrupt 1

　　{

　　num++;

　　if（num《=u_p）pwm=1;

　　if（num》u_p）pwm=0;

　　num%=100;

　　}

　　void uart（） interrupt 4

　　{

　　if（RI）

　　{

　　RI=0;

　　u_p=SBUF;

　　}

　　}

　　main（）

　　{

　　TMOD=0x22;

　　TH0=56;

　　TL0=56;

　　TH1=0xfd;

　　TL1=0xfd;

　　TR0=1;

　　TR1=1;

　　ET0=1;

　　ES=1;

　　EA=1;

　　pwm=1;

　　while（1）;

　　}

　　使用单片机定时器在P1.0口产生200Hz方波程序

　　#include

　　void main（）

　　{

　　P1^0 = 0; // 清P0口

　　/////////

　　TMOD = 0x00; // T0使用定时模式，工作模式0，无门控位

　　TH0 = 0x60; // 为T0填入初值，定时时间5ms

　　TL0 = 0x78;

　　TR0 = 1; // 启动T0

　　ET0 = 1; // 允许定时器0中断

　　EA = 1; // CPU开放中断

　　while（1）; // 循环等待

　　}

　　void timer0_int （） interrupt 1 using 2 // T0溢出中断，使用工作组2

　　{

　　TH0 = 0x60; // 重新填入初值

　　TL0 = 0x78;

　　P1^0= ~P1^0; // P1.0取反，产生方波

　　}

　　单片机 定时器产生10k方波

　　#include《reg52.h》 //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义

　　sbit OUT=P1^2; //定义OUT输出端口

　　/*------------------------------------------------

　　定时器初始化子程序

　　------------------------------------------------*/

　　void Init_Timer0（void）

　　{

　　TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用“|”符号可以在使用多个定时器时不受影响

　　//TH0=0x00; //给定初值，这里使用定时器最大值从0开始计数一直到65535溢出

　　//TL0=0x00;

　　EA=1; //总中断打开

　　ET0=1; //定时器中断打开

　　TR0=1; //定时器开关打开

　　}

　　/*------------------------------------------------

　　主程序

　　------------------------------------------------*/

　　main（）

　　{

　　Init_Timer0（）;

　　while（1）;

　　}

　　/*------------------------------------------------

　　定时器中断子程序

　　------------------------------------------------*/

　　void Timer0_isr（void） interrupt 1 using 1

　　{

　　TH0=（65536-50）/256; //重新赋值 12M晶振计算，指令周期1uS，

　　TL0=（65536-50）%256; //1mS方波半个周期50uS，即定时50次

　　//溢出然后输出端取反

　　OUT=~OUT; //用示波器可看到方波输出

　　}