13.2.5　定时器/计数器仿真

51系列单片机具有两个定时器/计数器T0和T1，对于52系列单片机还包含额外的定时器/计数器T2。这里以定时器/计数器T0、T1和T2为例，介绍定时器/计数器的仿真操作。

1.定时器/计数器T0和T1的仿真界面

这里以AT89S52单片机为例进行介绍，其他兼容单片机均类似。在KeilµVision3集成开发环境中，定时器/计数器T0和T1的仿真界面，分别如图13.30和图13.31所示。由于T0和T1的结构和功能类似，因此定时器/计数器T0和T1具有相同的仿真界面。

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图1

图　13.30　定时器/计数器T0的仿真界面

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图2

图　13.31　定时器/计数器T1的仿真界面

在定时器/计数器的仿真界面上，实时显示了该定时器/计数器的工作模式、寄存器值等。下面分别进行介绍。

在仿真界面中，第一个下拉列表框中用于选择定时器/计数器的工作模式，包括如下4个选项。

❑“0：13 Bit Timer/Counter”：定时器/计数器T0或T1的工作模式0，为13位计数器。

❑“1：16 Bit Timer/Counter”：定时器/计数器T0或T1的工作模式1，为16位计数器。

❑“2：8 Bit auto-reload”：定时器/计数器T0或T1的工作模式2，为自动重新装入的8位计数器。

❑“3：Two 8 Bit Timer/Cnt”：定时器/计数器T0的工作模式3，为两个相互独立的8位计数器。而对于定时器/计数器T1，则没有该选项，只有一项为“3：Disabled”，表示该工作模式无效。

在仿真界面中，第二个下拉列表框，用于选择定时方式还是计数方式，包括如下两个选项。

❑“Timer”：表示定时器/计数器T0或T1工作于定时方式。

❑“Counter”：表示该定时器/计数器T0或T1工作于计数方式。

在仿真界面中，同样显示了定时器/计数器相关的寄存器区，包括如下几项。

❑“TCON”：定时器/计数器的中断控制寄存器TCON的值。

❑“TMOD”：定时器/计数器的方式控制寄存器TMOD的值。

❑“TH0”或“TH1”：定时器/计数器T0的TH0值，或者定时器/计数器T1的TH1的值。

❑“TL0”或“TL1”：定时器/计数器T0的TL0值，或者定时器/计数器T1的TL1的值。

❑“T0 Pin”或“T1 Pin”：在定时器/计数器的计数方式中，用作计数脉冲的外部输入引脚。其中，P3.4引脚对应T0，P3.5引脚对应T1。

在仿真界面中，同样显示了定时器/计数器相关的控制标志位，包括如下几项。

❑“TF0”或“TF1”：定时器/计数器T0或T1的溢出标志位。

❑“TR0”或“TR1”：定时器/计数器T0或T1的启/停控制位。

❑“GATE”：定时器/计数器的门控制位。

❑“INT 0#”或“INT 1#”：定时器/计数器T0相关的figure_0372_0212引脚，或T1相关的figure_0372_0213引脚。

另外，“Status”显示了定时器/计数器T0或T1的运行状态。如果显示为“Run”，表示正在运行；如果显示为“Stop”，表示没有运行。

在程序仿真执行的时候，定时器/计数器的寄存器状态等均显示在仿真界面上。同时，用户也可以根据需要手工更改仿真界面上的各个值，来测试程序的运行情况。

2.定时器/计数器T0的仿真

这里以定时器/计数器T1的工作模式1为例，介绍定时器/计数器的仿真操作。假设采用AT89S52单片机，外接12MHz晶振，需要在P1.2端口输出频率为50Hz的方波，即周期为20ms。此时可以采用定时器T1工作于模式1，即16位定时器模式。使定时器产生10ms的定时，通过定时中断来产生P1.2端口的方波信号输出。

（1）在KeilµVision3集成开发环境中，新建一个工程并选择Atmel公司的AT89S52单片机。同时，在设置单片机外接振荡器的频率为12MHz。

（2）选择“File”→“New”命令，新建一个程序文件，并保存为*.C文件，在其中输入如下程序源代码。

include＜reg51.h＞//头文件

sbit Wave=P1^2；//位定义

void T1ISR（void）interrupt 3//定时器T1中断响应

{

Wave=～Wave；//反向

TL1=0x0F0；//重置计数初值

TH1=0x0D8；

}

void main（void）//主函数

{

Wave=0；//初始化P1^2=0

TMOD=0x10；//设置定时器T1为模式1

TL1=0x0F0；//初始化

TH1=0x0D8；

TR1=1；

ET1=1；

EA=1；//开中断

while（1）//主循环

{

}

}

在该程序中，将P1.2引脚定义为位变量Wave。在main主函数中首先将P1.2引脚赋为0，并初始化定时器T1，接着打开相应的中断。在while主循环中不进行任何操作，而是等待定时器的中断。当定时器溢出时将触发中断，程序进入中断服务例程T1ISR，此时首先取反P1.2引脚，然后重置计数初值进入下一次定时。

（3）选择“Debug”→“Start/Stop Debug Session”命令，进入程序仿真调试环境。

（4）选择“Peripherals”→“Timer”→“Timer 1”命令，打开定时器/计数器T1的仿真界面。

（5）选择“Peripherals”→“I/O-Ports”→“Port 1”命令，打开并行I/O端口P1的仿真界面。

（6）选择“Debug”→“Run”命令，程序便开始仿真执行。此时，定时器/计数器T1的仿真

运行如图13.32所示，其中显示了T1为16位定时器模式，状态为正在运行，各个寄存器的值随程序的运行而更新。P1端口的仿真运行，如图13.33所示，从中可以看到P1.2引脚的电平循环改变。

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图5

图　13.32　定时器/计数器T1的仿真界面

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图6

图　13.33　P1端口的仿真界面

（7）选择“View”→“Logic Analyzer Window”命令，打开“Logic Analyzer”窗口。

（8）在“Logic Analyzer”窗口，单击“Setup……”按钮，打开“Setup Logic Analyzer”对话框，如图13.34所示。在“Current Logic Analyzer Signals：”中输入变量Wave。

（9）单击“Close”按钮，关闭“Setup Logic Analyzer”对话框。此时，在“Logic Analyzer”窗口便可以看到Wave变量，即P1.2引脚上的波形输出，如图13.35所示。从中可以看出，通过定时器/计数器T1使该程序实现了P1.2引脚的波形输出。

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图7

图　13.34　“Setup Logic Analyzer”对话框

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图8

图　13.35　P1.2引脚的仿真波形

（10）当仿真完毕后，选择“Debug”→“Stop Running”命令，便可以结束程序的仿真运行。

（11）选择“Debug”→“Start/Stop Debug Session”命令，可以退出程序仿真调试模式。

3.定时器/计数器T2的仿真界面

AT89S52单片机属于52子系列单片机，除了包含定时器/计数器T0和T1外，该系列单片机还包含一个定时器/计数器T2。在KeilµVision3集成开发

环境中同样提供了T2的仿真支持，定时器/计数器T2的仿真界面，如图13.36所示。

在定时器/计数器T2的仿真界面上，“Mode”用来实时显示定时器/计数器T2的工作方式，显示内容随寄存器的设置而不同。其他部分则显示了相关寄存器的值，包括如下所示的几项。

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图9

图　13.36　定时器/计数器T2的仿真界面

❑“Mode”：用来实时显示定时器/计数器T2的工作方式，显示内容随寄存器的设置而不同。

❑“T2CON”：定时器/计数器T2的控制寄存器。

❑“T2MOD”：定时器/计数器T2的启动及加/减计数控制器。

❑“T2”：定时器/计数器T2的值。

❑“RCAP2”：捕获模式下的定时器/计数器值。

❑“TR2”：定时器/计数器T2的溢出中断请求标志位。

❑“C/T2#”：定时器/计数器T2的定时或计数功能选择标志位。

❑“CP/RL2#”：定时器/计数器T2的捕获或重新再装入选择标志位。

❑“EXEN2”：定时器/计数器T2的外部触发允许标志位。

❑“TCLK”：定时器/计数器T2的串行口发送时钟标志位。

❑“RCLK”：定时器/计数器T2的串行口接收时钟标志位。

❑“T2OE”：定时器/计数器T2的输出控制位。

❑“DCEN”：定时器/计数器T2的加1计数/减1计数标志位。

另外，在定时器/计数器T2的仿真界面上，“I/O”区域用于设置并实时显示定时器/计数器T2相关的I/O引脚，包括如下所示的几项。

❑“T2EX”：对应P1.1引脚，不同模式下有不同的含义。

❑“T2 Pin”：对应P1.0引脚，不同模式下有不同的含义。

在定时器/计数器T2的仿真界面上，“IRQ”区域用于设置并实时显示定时器/计数器T2的中断，包括如下几项。

❑“TF2”：定时器/计数器T2的溢出中断请求标志位。

❑“EXF2”：定时器/计数器2的外部中断请求标志位。

在程序仿真执行时，定时器/计数器T2的仿真界面上除了显示工作状态以及各个寄存器的值以外，用户还可以根据需要手工更改这些值来测试程序的运行情况。

4.定时器/计数器T2的仿真

这里以定时器/计数器T2的重新再装入模式为例，介绍T2的仿真。假设使用AT89S52单片机，外接12MHz晶振，使用定时器T2使P1.0引脚每个1秒改变一下输出电平，即输出0.5Hz的方波脉冲。下面具体介绍C51程序及其仿真操作。

（1）在KeilµVision3集成开发环境中，新建一个工程并选择Atmel公司的AT89S52单片机。同时，在设置单片机外接振荡器的频率为12MHz。

（2）选择“File”→“New”命令，新建一个程序文件，并保存为*.C文件，在其中输入如下的程序源代码。

include“reg52.h”//头文件

define uint unsigned int

define uchar unsigned char

sbit P1_0=P1^0；//定义位变量

void Timer2_Server（void）interrupt 5

{

static uint Timer2_Server_Count；//定义静态变量，计数T2定时器的溢出次数

TF2=0；//T2定时器发生溢出中断时清除溢出标记

Timer2_Server_Count++；

if（Timer2_Server_Count==16）//T2定时器的预装载值为0x0BDC，溢出16次就是1秒

{

Timer2_Server_Count=0；

P1_0=～P1_0；//P1_0反向

}

}

void main（void）//主函数

{

P1_0=1；//P1_0置为低电平

TH2=0x0B；//T2定时器赋预装载值，溢出16次就是1秒

TL2=0xDC；

RCAP2H=0x0B；//重载值

RCAP2L=0xDC；

ET2=1；//允许T2定时器中断

EA=1；//打开总中断

TR2=1；//启动T2定时器

while（1）//主循环

{

}

}

由于T2定时器是一个16位定时器，最长的溢出时间也就几十毫秒。因此在该程序中，为T2赋初值，使T2溢出16次的时间为1秒。程序中设置定时器T2，并打开相应的中断，在中断服务例程中实现P1.0端口的方波输出。

（3）选择“Debug”→“Start/Stop Debug Session”命令，进入程序仿真调试环境。

（4）选择“Peripherals”→“Timer”→“Timer 2”命令，打开定时器/计数器T2的仿真界面。

（5）选择“Peripherals”→“I/O-Ports”→“Port 1”命令，打开并行I/O端口P1的仿真界面。

（6）选择“Debug”→“Run”命令，程序便开始仿真执行。此时，定时器/计数器T2的仿真运行如图13.37所示，其中显示了T2为16位定时器模式，状态为正在运行，各个寄存器的值随程序的运行而更新。P1端口的仿真运行，如图13.38所示，从中可以看到P1.0引脚的电平循环改变。

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图10

图　13.37　定时器/计数器T2的仿真界面

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图11

图　13.38　P1端口的仿真界面

（7）选择“View”→“Logic Analyzer Window”命令，打开“Logic Analyzer”窗口。

（8）在“Logic Analyzer”窗口，单击“Setup……”按钮，打开“Setup Logic Analyzer”对话框，如图13.39所示。在“Current Logic Analyzer Signals：”文本框中输入变量P1_0。

（9）单击“Close”按钮，关闭“Setup Logic Analyzer”对话框。此时，在“Logic Analyzer”窗口便可以看到P1_0变量，即P1.0引脚上的波形输出，如图13.40所示。从中可以看出，通过定时器/计数器T2使该程序实现了P1.0引脚的波形输出。

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图12

图　13.39　“Setup Logic Analyzer”对话框

13.2.5　定时器/计数器仿真 - 图13

图　13.40　P1.0引脚的仿真波形

（10）当仿真完毕后，选择“Debug”→“Stop Running”命令，便可以结束程序的仿真运行。

（11）选择“Debug”→“Start/Stop Debug Session”命令，可以退出程序仿真调试模式。