51单片机笔记[3]-定时器/计数器模块
实验目的
- 掌握定时器/计数器工作过程
- 编写代码，实验定时器及计数器
实验内容
周期信号的产生
利用定时器实现以下功能：
当在P3.4引脚上有负调变信号时，从P1.0引脚输出周期为2s的方波脉冲，控制发光二极管闪烁。
播放音乐
按下P1.7按键，实现播放音乐的功能，播放4个八拍的音乐片段
原理
信号的几种触发方式
[https://www.sohu.com/a/415696986_120412320]
- 边沿触发
- N边沿触发
- 脉宽触发
- 逻辑触发
- 欠幅触发
- 斜率触发
- 超时触发
- 视频触发
下降沿
高电平转低电平的一瞬间
负跳变
负脉冲
负跳变指令检测它前面的逻辑状态。如果上个程序扫描周期是1，本周期是0，则它后面的逻辑状态在本周期的剩余扫描时间内为1， 该指令仅在一个扫描周期内有效
上升沿
低电平转高电平的一瞬间
正脉冲
正脉冲即从逻辑0变化到逻辑1再变化到逻辑0，如此便是一个正（高）脉冲。在单片机中定义高脉冲就是让某个I/O先输出逻辑0，接着保持一定的时间（延时），再输出逻辑1，同样保持一定的时间（延时），最后再转变输出为逻辑0,保持一定时间.
单片机产生音乐的原理
主要通过单片机的I/O端口输出不同频率的脉冲信号来控制扬声器发音。要想产生一个音频脉冲信号，需要计算出某一音频的周期，再将此周期除以2，即为半周期的时间，这样可以产生完整的周期信号。利用定时器溢出（到达设定阙值）后对I/O口产生相应的频率方波。通常利用单片机的定时器T0，工作在方式1，改变计数初值TH0和TL0来产生不同的频率。如当单片机的晶振频率为12MHz，定时器T0工作在方式0，定时器溢出时间为1/2f。
\[2^{16}-X_n\times \frac{12}{f_{系统时钟}}=\frac{1}{2} \times f_n
\]
所以定时初值:$$ X_n=2^{16}-\frac{f_{系统时钟}}{24f_n} $$
e.g.
音阶Do,fn=523Hz,定时器初值
简谱转为单片机的乐谱数据
midi文件转为c语言数组
C调音阶频率与计数值
| 简谱音阶 | 频率Hz | 12Mhz晶振频率计数值 |
|---|---|---|
| 1 Do | 262 | 63628 |
| 2 Re | 294 | 63835 |
| 3 Mi | 330 | 64021 |
| 4 Fa | 349 | 64103 |
| 5 So | 392 | 64260 |
| 6 La | 440 | 64400 |
| 7 Si | 494 | 64524 |
定时器
- 特点
STC15W4K32S4内置了5个16位定时器/计数器. - 工作模式
| TMOD值 | 模式 |
|---|---|
| 0x00 | 16位自动重装定时器，当溢出时将RL_TH1和RL_TL1存放的值自动重装入TH1和TL1中 |
| 0x01 | 16位不可重装载模式，TL1,TH1全用 |
| 0x10 | 8位自动重装载定时器，当溢出时将TH0存放的值自动重装入TL0 |
| 0x11 | 不可屏蔽中断的16位自动重装定时器 |
- 工作方式
1⃣️定时方式2⃣️计数方式
定时器/计数器的核心部件是一个加法计数器，其本质是对脉冲进行计数。只是脉冲来源不同：如果计数脉冲来自系统时钟，则为定时方式，此时定时器/计数器每12个时钟或者每1个时钟得到一个计数脉冲，计数值加1；如果计数脉冲来自单片机外部引脚，则为计数方式，每来一个脉冲加1。
STC官方建议只学习模式0（16位自动重装载模式). - 定时时长与代码
STC提供了一个工具用于计算定时时长:
实验过程
原理图
| LED闪烁 | 蜂鸣器产生音乐 |
|---|---|
 |
 |
流程图
| LED闪烁 | 蜂鸣器产生音乐 |
|---|---|
 |
 |
代码
文件:6.c
#include <stdio.h>
#include <stc15f2k60s2.h>
sbit KEY = P3^4;
sbit LED = P1^0;
int num=0;
int num1=0;
void init_int0(){
EA=0;
ET0=1;
TMOD=0x01;
TH0=0xFC;
TL0=0x18;
TR0=1;
}
void init_int1(){
EA=1;
ET1=1;
TMOD=0x01;
TH1=0xFC;
TL1=0x18;
TR1=1;
}
void T0_time() interrupt 1{
TH0=0xFC;
TL0=0x18;
num++;
if(num==2000){
num=0;
LED=~LED;
}
}
void delay(int ms){
int i,j;
for (i=0;i<ms;i++){
for(j=0;j<200;j++);
}
}
void key_listen() interrupt 3{
if(KEY==0){
init_int0();
}
}
void main(){
init_int1();
init_int0();
//LED=0;
while(1);
}
文件:19.c 面向百度编程😮💨
//晶振为11.0592MHZ
#include "reg52.h"
sbit speaker=P2^5; //蜂鸣器
//sbit speaker=P3^2;
sbit sw=P3^0; //按下按钮才发声
unsigned char timer0h,timer0l,time,led=1,j=0;
unsigned char flagd=0;
//曲谱
code unsigned char sszymmh[]={ 6,2,3, 5,2,1, 3,2,2, 5,2,2, 1,3,2, 6,2,1, 5,2,1,
6,2,4, 3,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 5,2,2, 3,2,2, 1,2,1,
6,1,1, 5,2,1, 3,2,1, 2,2,4, 2,2,3, 3,2,1, 5,2,2,
5,2,1, 6,2,1, 3,2,2, 2,2,2, 1,2,4, 5,2,3, 3,2,1,
2,2,1, 1,2,1, 6,1,1, 1,2,1, 5,1,6, 0,0,0 };
// 低八位
code unsigned char FREQH[]={
0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8,
0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,0xFC, //1,2,3,4,5,6,7,8,i
0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,
0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF,} ;
// 高八位
code unsigned char FREQL[]={
0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6,
0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,8,i
0xEE,0x44, 0x6B,0xB4,0xF4,0x2D,
0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16,};
void delay(unsigned char t)
{
unsigned char t1;
unsigned long t2;
for(t1=0;t1<t;t1++) {
for(t2=0;t2<8000;t2++)
{
;
}
}
TR0=0;
}
void t0int() interrupt 1
{
TR0=0;
speaker=!speaker;
TH0=timer0h;
TL0=timer0l;
TR0=1;
}
void song()
{
TH0=timer0h;
TL0=timer0l;
TR0=1;
delay(time);
}
void main(void)
{
unsigned char k,i;
TMOD=1;
EA=1;ET0=1;
while(1)
{
i=0;
time=1;
sw=1;
while(time)
{
if(sw)
{P1=0;i=0;continue;}
if(j==8)
{
//led=1;
j=0;flagd=~flagd;
if(flagd)
{
led=0x80;
}
else
{
led=1;
}
}
else
{
P1=~led;
if(flagd)
{
led=led>>1;
}
else
{
led=led<<1;
}
j++;
}
k=sszymmh[i]+7*sszymmh[i+1]-1;
timer0h=FREQH[k];
timer0l=FREQL[k];
time=sszymmh[i+2];
i=i+3;
song();
}
}
}
效果：
视频床：https://streamja.com [视频地址](https://streamja.com/embed/o7EGL)