【Proteus仿真】定时器控制系列仿真——秒表计数/数码管显示时间

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0.1例子1：基于AT89C51单片机的定时器计数器

0.2例子1：基于AT89C51单片机的定时器控制数码管显示时间

1基础知识补充

1.1 AT89C52的3个定时器

1.2定时器在单片机里的 4 大作用

1.3 四种工作方式（T0/T1）

1.4使用步骤（以T0方式12 MHz 晶振产生 1 ms 中断为例）

1.4.1 算初值计算

1.4.2 寄存器配置

2例子1：基于AT89C51单片机的定时器计数器

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

2.2控制程序

2.2.1控制程序步骤

2.2.3源代码

3例子2：基于AT89C51单片机的定时器控制数码管显示时间

3.1电路原理图

3.1.1电路组成及接线

3.2控制程序

3.2.1控制程序步骤

3.2.3源代码

  4 硬件工程师笔试面试相关文章链接(部分链接)

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摘要：本文介绍了基于AT89C51单片机的定时器应用实例和基础知识。主要内容包括：1）AT89C52的3个定时器及其4大作用；2）定时器的4种工作方式及使用步骤；3）两个具体案例：案例1实现0-99999.9秒数码管计时显示，案例2实现8位数码管分时显示年月日和时分秒；4）详细电路原理图和控制程序设计。文章还补充了频率单位、机器周期等基础知识，并提供了硬件工程师笔试面试相关资源链接。这些内容为单片机定时器应用开发提供了实用参考。

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0.1例子1：基于AT89C51单片机的定时器计数器

0.2例子1：基于AT89C51单片机的定时器控制数码管显示时间

1基础知识补充

频率单位：赫兹(Hz)

1赫兹(Hz)：每秒1次                    周期：1s

1千赫兹(Hz)：每秒1000次               周期：1ms

1兆赫兹(Hz)：每秒1000000次            周期：1us

1吉兹(Hz)：每秒1000000000次           周期：1ns

机器周期（Machine Cycle）是 8051 单片机 执行一条指令的基本时间单位。理解它对于计算延时、定时器初值、波特率等都非常关键。

总结：

8051 的机器周期 = 12 × 时钟周期
12MHz 晶振下，1 机器周期 = 1μs

1.1 AT89C52的3个定时器

3个16位可编程定时/计数器：T0、T1、T2

T0、T1：标准 8051 兼容（方式 0~3）

T2：8052 专有，功能更强（可 16 位自动重装、捕获、波特率发生等）

1.2定时器在单片机里的 4 大作用

产生精确定时（1 ms、10 ms、1 s……）

对外部脉冲计数（T0/T1 脚当计数输入）

生成波特率（UART 方式 1、3 时）

做PWM/脉冲测量/电机测速（配合 T2 捕获功能）

1.3 四种工作方式（T0/T1）

方式	位数	特点	典型用途
0	13 位	早期兼容，少用	特殊场合
1	16 位	一次溢出重装	1 ms、50 ms 基时
2	8 位自动重装	低字节自动回装	波特率、高频中断
3	T0 分成两个 8 位	T1 失去中断	特殊应用

1.4使用步骤（以T0方式12 MHz 晶振产生 1 ms 中断为例）

1.4.1 算初值计算

机器周期 = 1 µs（12 MHz/12）

1 ms 需计数 1000 次 → 初值 = 65536 − 1000 = 64536 = 0xFC18

定时器T0设置

TMOD &= 0xF0;      // 清零 T0 位TMOD |= 0x01;      // T0 方式 1

定时周期(1ms)

TH0   = 0xFC;      // 高 8 位TL0   = 0x18;      // 低 8 位

1.4.2 寄存器配置

定时器T0

TMOD &= 0xF0;      // 清零 T0 位TMOD |= 0x01;      // T0 方式 1TH0   = 0xFC;      // 高 8 位TL0   = 0x18;      // 低 8 位TR0   = 1;         // 启动 T0ET0   = 1;         // 允许中断EA    = 1;         // 总中断

定时器T0中断服务函数

void Timer0_ISR(void) interrupt 1{TH0 = 0xFC;     // 重装初值TL0 = 0x18;/* 用户代码：计数、刷新显示、产生 PWM 等 */}

2例子1：基于AT89C51单片机的定时器计数器

实现功能：使用定时器在6只数码管上完成0~99 999.9s计数。

本质：使用定时器精确计时，将计数值（0~99 999.9秒）动态扫描显示在6只数码管上。

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>总线收发器/排阻 P3.0-P3.5—>6位数码管
复位电路
晶振电路
排阻
6位数码管
总线收发器

2.2控制程序

2.2.1控制程序步骤

库文件与引脚定义

16进制段码

延时函数

主程序(秒表计数)

T0中断函数

2.2.3源代码

//功能：使用定时器在6只数码管上完成0~99 999.9s计数。#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//段码uchar code DSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//6只数码管上显示的数字uchar Digits_of_6DSY[]={0,0,0,0,0,0};uchar Count;sbit Dot=P0^7;//延时void DelayMS(uint ms){uchar t;while(ms--) for(t=0;t<120;t++);}//主程序void main(){uchar i,j;P0=0x00;                       P3=0xff;Count=0;TMOD=0x01;                            //计数器T0方式1TH0=(65536-50000)/256;       //50ms定时TL0=(65536-50000)%256;IE=0x82;TR0=1;                                       //启动T0while(1){j=0x7f;//显示Digits_of_6DSY[5]~Digits_of_6DSY[0]的内容//前面高位，后面低位，循环中i!=-1亦可写成i!=0xfffor(i=5;i!=-1;i--){j=_crol_(j,1);P3=j;P0=DSY_CODE[Digits_of_6DSY[i]];if(i==1) Dot=1;         //加小数点DelayMS(2);}}}//T0中断函数void Timer0() interrupt 1{uchar i;TH0=(65536-50000)/256;       //恢复初值TL0=(65536-50000)%256;if(++Count!=2) return;Count=0;Digits_of_6DSY[0]++;      //0.1s位累加for(i=0;i<=5;i++)               //进位处理{if(Digits_of_6DSY[i]==10){Digits_of_6DSY[i]=0;if(i!=5) Digits_of_6DSY[i+1]++;          //如果0~4位则分别向高一位进位}else break;               //若某低位没有进位，怎循环提前结束}}

3例子2：基于AT89C51单片机的定时器控制数码管显示时间

实现功能：8个数码管上分两组动态显示年月日与时分秒，显示延时用定时器实现。

本质：用定时器中断精确时序，驱动8位数码管高速交替扫描年月日与时分秒两组数据，利用人眼暂留实现无缝双显。

3.1电路原理图

3.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>8位数码管 P2.0-P3.7—>三极管驱动电路
复位电路
晶振电路
8位数码管
三极管驱动电路

3.2控制程序

3.2.1控制程序步骤

库文件

16进制段码

主程序(秒表计数)

T0中断函数

3.2.3源代码

//功能：8个数码管上分两组动态显示年月日与时分秒，显示延时用定时器实现。#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//段码,最后一位是“-”的段码uchar code DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf};//待显示的数据：09-12-25与23-59-58（分两组显示）uchar code Table_of_Digits[][8]={{0,9,10,1,2,10,2,5},{2,3,10,5,9,10,5,8}};uchar i,j=0;uint t=0;//主程序void main(){P2=0x80;                          //位码初值TMOD=0x00;                            //计数器T0方式0TH0=(8192-4000)/32;     //4ms定时TL0=(8192-4000)%32;IE=0x82;TR0=1;                                       //启动T0while(1);}//T0中断函数控制数码管刷新显示void DSY_Show() interrupt 1{TH0=(8192-4000)/32;             //恢复初值TL0=(8192-4000)%32;P0=0xff;                            //输出位码和段码P0=DSY_CODE[Table_of_Digits[i][j]];P2=_crol_(P2,1);             j=(j+1)%8;                                 //数组第i行的下一字节索引if(++t!=350) return; //保持刷新一段时间t=0;i=(i+1)%2;                                //数组行i=0时显示年月日，i=1时显示时分秒}

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