定时计数器T0是AT89S51单片机中的一个重要组成部分,常用于实现各种定时和计数功能。本实验中,T0被配置为定时应用,目的是产生1秒的定时时间,用于秒计数。以下是关于定时计数器T0作定时应用的详细解释:
1. **定时器工作模式**:
AT89S51单片机的定时/计数器T0是一个16位的可编程定时器,它可以工作在13位、16位和8位定时方式。通过设置特殊功能寄存器TMOD可以切换工作模式。在这个实验中,我们选择16位定时方式,因为13位方式无法满足1秒定时需求,而8位定时方式的精度也不够。
2. **预置初值计算**:
为了达到1秒定时,由于最大定时值65536us(约65.536ms)不足,我们需要利用软件进行多次50ms的定时累加。计算预置初值时,使用公式:TH0 = (2^16 - 需要的时间(us)) / 256,TL0 = (2^16 - 需要的时间(us)) % 256。在本例中,预置初值为TH0 = (2^16 - 50000) / 256,TL0 = (2^16 - 50000) % 256。
3. **定时器控制**:
启动定时器T0,通过设置TCON寄存器的TR0位。当定时时间到达,通过检查TF0标志位来判断。当TF0=1表示定时时间已到,清零TF0并重新装载预置初值,累计计数次数以达到1秒。
4. **程序设计**:
实验中提供了两种程序设计方法,一种是汇编语言,另一种是C语言。在这两种程序中,都设置了TMOD为01H,即设置T0为16位定时器模式,并通过初始化TH0和TL0设置定时初值。在主循环中,使用查询法检查TF0标志位,当标志位为1时,增加计数次数,当达到20次(即20 * 50ms = 1秒)时更新秒计数器,并显示在数码管上。
5. **硬件连接**:
单片机的P0和P2端口通过8芯排线连接到四路静态数码显示模块,以显示秒计数结果。P0.0至P0.7对应数码管的a至h段,P2.0至P2.7同样对应数码管的段选。
6. **程序流程**:
在汇编程序中,程序从START开始,初始化秒计数器和计数次数,设置TMOD和装载预置初值,然后进入DISP显示秒数。在WAIT子程序中,通过查询TF0状态,完成定时累加和更新数码管显示。在C语言程序中,流程类似,使用while(1)构造无限循环,通过条件判断实现定时器的管理。
总结来说,这个实验通过配置和使用定时计数器T0,实现了精确的定时功能,结合软件计数,能够实现1秒的定时,并通过数码管显示秒计数。这种技术在实时控制系统、信号处理、定时触发事件等多种应用场景中有广泛的应用。