51单片机笔记[3]-定时器/计数器模块

实验目的

  1. 掌握定时器/计数器工作过程
  2. 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。

216−Xn×12f系统时钟=12×fn

所以定时初值:Xn=216−f系统时钟24fn
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

  1. 特点
    STC15W4K32S4内置了5个16位定时器/计数器.
  2. 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
  1. 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).
  2. 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)
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