multisim单片机仿真的例子

实验四、定时/计数器实验

一、实验目的

掌握单片机定时/计数器的内部结构和工作方式。 掌握单片机定时/计数器的应用。

二、实验原理

1、定时/计数器的工作方式与控制寄存器

MCS-51系列单片机内部包含两个十六位的定时/计数器T0和T1，当被设为定时方式时，实际上对机器周期计数，每个机器周期计数器加1直至溢出。当被设为计数方式时，则对加在T0（P3.4）或T1（P3.5）引脚上的外部脉冲计数。

单片机中与定时/计数器相关的特殊功能寄存器（SFR）有定时/计数器控制寄存器（TCON）和定时/计数器模式寄存器（TMOD）。

模式寄存器TMOD的字节地址为89H，其各位的定义如下：

M1 0 0 1 1

GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 T1控制 T0控制 M0 0 1 0 1

工作模式 模式0 模式1 模式2 模式3

13位定时/计数方式 16位定时/计数方式 8位自动重装载方式

对T0：分为一个8位的定时/计数器TL0和一个8位的定时器TH0 对T1：停止计数

C/T=0，设为定时器方式，C/T=1，设为计数器方式。

GATE=0，定时/计数器的启动和停止完全由TRi位控制。GATE=1，只有当TRi位置位并且INTi引脚为高电平时才启动计数器。

控制寄存器TCON的字节地址为88H，其各位的定义如下：

TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

定时/计数器 外中断控制

TRi：定时/计数器启停控制，TRi=1启动定时/计数器（当GATE=0时）。

TFi：定时/计数器溢出标志，当定时/计数器溢出时，由硬件置位，CPU响应中断时，自动清零。 2、定时初值的计算

当单片机的振荡频率为fOSC，则机器周期为

12?(2L12fOSC，设定时初值为TC，则定时周期为：

t??TC)fOSCL

TC?2?t?fOSC12

其中L为计数器的位数，模式0时L=13，模式1时L=16，模式2、模式3时L=8。

三、实验环境

运行Windows系统微机一套。 NI Multisim 10仿真软件。

四、实验内容

1、定时器的应用

利用单片机定时/计数器T0的定时功能（工作方式1），使P1.0输出1Kz的方波，并用示波器观测输出波形。

启动Multimim 10仿真软件，在设计窗口单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“Place Component”命令，在“Select a Component”对话框中单击“Group”下拉列表框，选择MCU Module，在“Component”列表框中选择8051，单击“OK”按钮，在随后出现的MCU向导中，设置电路设计的存放路径、项目名称、单片机的编程语言（本实验选择汇编语言）以及程序文件名，最后将8051 CPU放入设计窗口，设计窗口出现“Circuit1”和“main.asm”两个标签。在设计窗口中双击8051，在弹出的对话框中选择“Value”，在“clock speed”中把“12”改成“6”。

在“Select a Component”对话框的“Group”下拉列表框中选择Sources，在“Component”列表框中选择VCC和DGND，将电源VCC和接地GND放入设计窗口。在Instruments工具栏单击“Oscilloscope”图标，将虚拟示波器放入设计窗口，连接单片机和示波器，完成实验原理图如图4-1所示。

XSC1Ext Trig+_A+_+B_VCCU11234567891011121314151617181920P1B0T2P1B1T2EXP1B2P1B3P1B4P1B5MOSIP1B6MISOP1B7SCKRSTP3B0RXDP3B1TXDP3B2INT0P3B3INT1P3B4T0P3B5T1P3B6WRP3B7RDXTAL2XTAL1GNDVCCP0B0AD0P0B1AD1P0B2AD2P0B3AD3P0B4AD4P0B5AD5P0B6AD6P0B7AD7EAVPPALEPROGPSENP2B7A15P2B6A14P2B5A13P2B4A12P2B3A11P2B2A10P2B1A9P2B0A840383937363534333231302928272625242322215VGND8051

图 4-1 定时实验原理图

已知单片机的振荡频率为6MHz。定时初值为：

TC?216?fOSC?t12?65536?6?106?0.5?1012?3?65286?FF06H

单击Multimin设计窗口的main标签，在源程序编辑窗口输入单片机实验程序。实验参考程序如下：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH CPL P1.0

MOV TH0，#0FFH

2

；T0中断入口地址

MOV TL0，#06H RETI

ORG 1000H

MAIN： MOV TH0，#0FFH

MOV TL0，#06H MOV IE，#82H SETB TR0 SJMP $ END

；定时初值为FF06H ；允许T0中断

MOV TMOD，#01H ；T0方式1定时

运行程序，双击设计窗口示波器图标，显示示波器面板如图4-2所示，改变面板上“Timebase”为500uS/Div，观察波形并测量周期。

图 4-2 虚拟示波器面板

2、计数器的应用

将定时/计数器T0设为工作方式3，其中TH0设为定时方式，使P1.0输出1Kz的方波，并用虚拟示波器观察，TL0设为计数方式，使T0引脚作为外中断输入脚，每输入一个脉冲，引发一次中断，使P1.7电平翻转一次，观察LED的闪烁情况。

在设计窗口单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“Place Component”命令，在“Select a Component”对话框中单击“Group”下拉列表框，选择“Diodes”中的“LED”，双击列表中的发光二极管“LED-red”，将其放到设计窗口，在对话框 “Group”中选择“Basic”，并将“SWITCH”中的开关“DIPSW1”放到设计窗口。在Multisim10的最右边虚拟仪器栏中选择信号发生器“Function Generator”放置到设计窗口中,将其按下图4-3连接好。

3

XSC1Ext Trig+_A+_+B_U11234567891011121314151617181920P1B0T2P1B1T2EXP1B2P1B3P1B4P1B5MOSIP1B6MISOP1B7SCKRSTP3B0RXDP3B1TXDP3B2INT0P3B3INT1P3B4T0P3B5T1P3B6WRP3B7RDXTAL2XTAL1GNDVCCP0B0AD0P0B1AD1P0B2AD2P0B3AD3P0B4AD4P0B5AD5P0B6AD6P0B7AD7EAVPPALEPROGPSENP2B7A15P2B6A14P2B5A13P2B4A12P2B3A11P2B2A10P2B1A9P2B0A84038393736353433323130292827262524232221VCC5VXFG1LED1J1Key = A 8051GND

图 4-3

TH0定时初值为：TC?2?实验参考程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH CPL P1.7 RETI

ORG 001BH CPL P1.0 RETI

ORG 1000H

MAIN： MOV TMOD，#27H MOV TL0，#0FFH MOV IE，#8AH MOV TCON，#55H SJMP $

双击设计窗口信号发生器图标，信号发生器面板如图4-4所示，面板上波形选择方波，频率选择1KHz,完成后关闭对话框。

运行程序，双击设计窗口示波器图标，显示示波器面板如图4-5所示，改变面板上“Timebase”为500uS/Div，观察波形并测量周期。

；TH0中断入口地址

MOV TH0，#06H

；TL0中断入口地址

MOV TL0，#0FFH

86?106?0.5?1012?3?6

4

图表 4-4

图表 4-5

五、思考题

①若要使P1.0输出1KHz方波，P1.1输出2KHz方波，程序该如何修改？ ②T0设为方式3，T1有何作用？ ③当脉冲宽度过宽时，该如何测量？

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fxdo.html