PAGEPAGE1教案學習領域項目4簡易秒表設計學習情境任務1方波信號的產生序號10課型理實一體化課時2教具學具電教設施pc機；keil以及proteus軟件；任務書（供學生用）；課件教學目標知識目標①掌握單片機定時器硬件機構②掌握定時器的四種工作方式③掌握定時器中斷的程序編制方法能力目標①能夠通過Keil和Proteus軟件的初步使用，提高觀察和分析能力②能夠通過中斷的中斷以及查詢方式編寫程序，培養邏輯思維能力③能夠編制按鍵狀態機程序，提高分析和解決問題的能力情感目標①能夠透過實驗現象歸納事物本質②培養學生對本專業的職業認同感③培養學生科學探索的興趣、嚴謹扎實的工作作風和團結協作精神教學重難點重點①掌握單片機定時器硬件機構②掌握定時器的四種工作方式③掌握定時器中斷的程序編制方法難點①掌握定時器的四種工作方式②掌握定時器中斷的程序編制方法學法教法實驗探究、任務引領法、討論法、張貼法、頭腦風暴法、演示法教學內容更新、補充、刪節參考資料課后體會學生在任務的驅動下，利用仿真電路自主探究電路規律，結合教師對相關知識點的講授，達到對所學知識的掌握。這個思路帶來了很好的教學效果，但增加的實驗部分會使得教學時數稍顯緊張，這一點還需日后改進。

教與學互動設計教師活動內容學生活動內容一、組織教學（2分鐘）1.首先清點學生出勤情況，填寫考勤記錄。2.檢查學生工作服、帽、鞋等是否符合安全要求。3.宣布今天的實習內容、技術要求、工時、勞動紀律等。4.強調生產實習安全注意事項。5.學生分組分上機、實習工位。6.發放任務書、自評和互評表以及白紙到每組的學生手中。二、布置任務（3分鐘）下達任務，用AT89C51單片機,利用定時/計數器T0通過P1.1引腳輸出周期為500Hz的方波。三、資訊計劃（25分鐘）（一）、定時器硬件結構可編程定時/計數器是為方便微機系統的設計和應用而研制的，它是硬件定時，又可以通過軟件編程來確定定時時間，定時值及其范圍。所以，功能較強，使用靈活。AT89C51單片機內部有兩個16位的定時/計數器T0和T1。它們都有定時和事件計數的功能，當達到定時時間或計數值時有相應的輸出信號，該信號可向CPU提出中斷請求以便實現定時或計數控制。1.定時/計數器結構與功能如圖4-1所示，AT89C51單片機內有兩個16位的定時/計數器，定時/計數器0（T0）和定時/計數器1（T1）。定時器T0、T1都是16位加1計數器定時/計數器的結構如圖4-1所示，定時/計數器T0由特殊功能寄存器TH0、TL0(字節地址分別為8CH和8AH)構成，定時/計數器T1由特殊功能寄存器TH1、TL1(字節地址分別為8DH和8BH)構成。每個定時器都可由軟件設置為定時工作方式或計數工作方式，這些功能由其內部一個8位的定時器方式寄存器TMOD和一個8位的定時器控制寄存器TCON來設置。這些寄存器之間是通過內部總線和控制邏輯電路連接起來的。TMOD主要是用于選定定時器的工作方式，TCON主要是用于控制定時器的啟動和停止。當定時器工作在計數方式時，外部事件是通過引腳T0(P3.4)和T1(P3.5)輸入的。圖4-1定時/計數器結構框圖定時/計數器對內部的機器周期個數的計數就實現了定時，對片外脈沖個數的計數就是計數功能。在作定時器使用時，輸入的時鐘脈沖是由晶體振蕩器的輸出經12分頻后得到的，所以定時器也可看作是對單片機機器周期的個數的計數器，當晶體振蕩器連接確定后，機器周期的時間也就確定了，這樣就實現了定時功能。在作計數器使用時，接相應的外部輸入引腳T0(P3.4)或T1(P3.5)。在這種情況下，當檢測到輸入引腳上的高電平由高跳變到低時，計數器就加1。每個機器周期的S5P2時采樣外部輸入，當采樣值在第一個機器周期為高，在第二個機器周期為低時，則在下一個機器周期的S3P1期間計數器加1。由于確認一次負跳變要花兩個機器周期，即24個振蕩周期，因此外部輸入的計數脈沖的最高頻率為系統振蕩頻率的1/24，這就要求輸入信號的電平應在跳變后至少一個機器周期內保持不變，以保證在給定的電平再次變化前至少被采樣一次。2.定時/計數器相關寄存器AT89C51系列單片機的定時/計數器是一種可編程序的部件，在定時/計數器開始工作之前，CPU必須將一些命令(稱為控制字)寫入該定時/計數器，這個過程稱為定時/計數器的初始化。在初始化程序中，要將工作方式控制字寫入方式寄存器TMOD，工作狀態控制字(或相關位)寫入控制寄存器TCON。（1）定時器的方式寄存器TMOD特殊功能寄存器TMOD為定時器的方式控制寄存器，占用的字節地址為89H，不可以進行位尋址，如果要定義定時器的工作方式，需要采用字節操作指令賦值。該寄存器中每位的定義如下所示。其中高4位用于定時器T1，低4位用于定時器T0。M1、M0具體工作方式選擇見表4-1。表4-1工作方式控制寄存器TMOD位D7D6D5D4D3D2D1D0含義GTAEM1M0GATEM1M0M1和M0：方式選擇位。可通過軟件設置選擇定時/計數器四種工作方式，如表4-2所示。：功能選擇位。該位為0時，設置為定時器工作方式；該位為1時，設置為計數器工作方式。GATE：門控位。當GATE=0時，軟件控制位TR0或TR1置1即可啟動定時器；當GATE=1時，軟件控制位TR0或TR1須置1，同時還須（P3.2）或（P3.3）為高電平方可啟動定時器，即允許外中斷、啟動定時器。表4-2工作方式選擇M1M0方式說明最大計數次數最大定時時間fosc=6MHz00013位定時/計數器213＝8192213×2μs=16.384ms01116位定時/計數器216＝65536216×2μs=131.072ms102自動裝入時間常數的8位定時/計數器28＝25628×2μs=0.512ms113對T0分為兩個8位計數器；對T1在方式3時停止工作28＝25628×2μs=0.512ms（2）定時器控制寄存器TCONTCON的字節地址為88H，可進行位尋址(位地址為88H-8FH)，其具體各位定義如下。表4-3定時器控制寄存器TCON位D7D6D5D4D3D2D1D0含義TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0其中低4位與外部中斷有關，在前面項目章節有詳細介紹，高4位的功能如下：TF0、TF1:分別為定時器T0、T1的計數溢出標志位。當計數器計數溢出時，該位置1。編程在使用查詢方式時，此位作為狀態位供CPU查詢，查詢后由軟件清0；使用中斷方式時，此位作為中斷請求標志位，中斷響應后由硬件自動清0。TR0、TR1:分別為定時器T0、T1的運行控制位，可由軟件置1或清0。(TR0)或(TR1)＝1，啟動定時/計數器工作(TR0)或(TR1)＝0，停止定時/計數器工作四、計劃實施（50分鐘）在proteus中繪制如下電路圖:然后在keil中新建工程，錄入下面程序，并生成.hex文件。P1.0引腳輸出方波電路對應的程序代碼如下：#include<reg51.h>//定義頭文件sbitP1_1=P1^1;voidtimer0(void)interrupt1//定時器0中斷服務程序{TH0=0xE0;TL0=0x18; //裝入時間常數P1_1=!P1_1; //P1.1取反}voidmain(void){TMOD=0x00; //定時器0方式0TH0=0xE0;TL0=0x18; //裝入時間常數TR0=1; //啟動定時器TF0=0;EA=1; //開全局中斷ET0=1; //開定時器0中斷while(1); //主程序死循環，空等待}進階提高：前面我們已經熟悉了定時器的一般應用，如果定時器要實現比較長時間的定時，還能用我們之前介紹的方法予以解決嗎？使用定時器T0的中斷來控制P2.0引腳LED的閃爍，要求閃爍周期2s，即亮1s，滅1s。定時器T0工作于方式1時，其最大可計脈沖數次數為65536，對于12MHz的時鐘頻率，一個脈沖的寬度為1.00μs，則最大計時長度只有1.00×65536=65536μs，即大約65ms。所以要計時1s或更長的時間，還需采用一種被稱作“軟件計數”的方法：加入我們設定定時時間為50ms,設置一個變量Countor來儲存定時器T0的中斷次數，即每產生1次50ms定時中斷，使變量Countor自加1，那么當Countor自加20次時，所計時間就是1s。#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitLED=P1^0;uintCount=0;voidmain(){TMOD=0x01;//設置定時器0為工作方式1TH0=0x3C;TL0=0xB0;EA=1;//開總中斷ET0=1;//開定時器0中斷TR0=1;//啟動定時器0while(1){if(TF0==1){TF0=0;TH0=0x3c;//1次定時100ms,計數10次,就為1秒。TL0=0xb0;}if(Count==20){Count=0;LED=~LED;}}}voidtime0()interrupt1{