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1、1,微型计算机原理及接口技术,授课专业：自动化 授课学时： 60学时,2,3,4,1、MCS-51单片机内有两个可编程的定时器/计数器T0、T1，其逻辑结构如下图所示:,图6-1 MCS-51定时器/计数器逻辑结构图,T0：是16位加法计数器，分别由两个八位专用寄存器TH0和TL0组成。,T1：是16位加法计数器，分别由两个八位专用寄存器TH1和TL1组成。,用来设置定时器的工作方式。,用来控制定时器的启动、停止及中断。,5,2、定时器/计数器功能 定时器 是通过内部计数器的计数来实现的，计数脉冲来自单片机的内部，其频率是振荡（晶体）频率的1/12，即每个机器周期产生一个计数脉冲，计数器加1，
2、直至计满溢出。,6,计数器 是对外来脉冲进行计数。计数器对来自输入引脚P3.4和P3.5的外部信号计数，外部脉冲的负跳变（下降沿）触发计数。 检测一个由1到0的负跳变需要两个机器周期。所以最高计数频率为晶体频率的1/24。,7,问题的提出,晶振频率为12MHz时，定时器和计数器的最高计数频率各是多少？,8,回答：,晶振频率为12MHz时，定时器和计数器的最高计数频率各为1MHz、500KHz .,9,分三类： 定时器/计数器方式寄存器：TMOD 定时器/计数器控制寄存器：TCON 定时器初值寄存器： TH0 TL0 TH1 TL1,10,1、定时器/计数器方式寄存器TMOD（89H）,GATE
3、：门控位，用来控制定时器/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。 GATE=0，不受影响，仅由控制位TRx控制； GATE=1，受TRx和外部中断请求信号共同控制。,11,C/T：定时或计数功能选择位。 C/T=1，为计数器方式； C/T=0，为定时器方式。 M1M0: 定时器四种工作方式选择: 00: 方式0：13位定时器/计数器 01: 方式1：16位定时器/计数器 10: 方式2：自动重装初值的8位定时器/计数器 11: 方式3：T0分成两个8位定时器/计数器,12,例6-1: 某一系统使T1作为定时器，采用方式2，使T0作为计数器采用方式1，T0、T1的门控位均为0，请设置TMOD
4、的值。 0 0 1 0 0 1 0 1 即：TMOD=25H.,13,2、定时器/计数器控制寄存器TCON(88H，可位寻址),TRx: Tx的运行控制位。 TRx=1，启动定时器/计数器 TRx=0，关闭定时器/计数器,x=0、1,14,3、定时器初值寄存器 TH0 TL0 TH1 TL1 用于存放计数初值，具有自动加1功能，加满后溢出，它们的字节地址是: TH1(8位) TL1(8位) TH0(8位) TL0(8位) 8DH 8BH 8CH 8AH 根据定时器/计数器工作方式，计数长度可分别选择:8位，13位，16位。,15,MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式，其中： T0有方式
5、0、1、2、3四种； T1有方式0、1、2三种。,16,1、工作方式0（以T0为例）13位定时器/计数器,TL0的高3位没有用。,17,C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入的外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器加1，计数值公式为： N=213 x=8192 x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=8191(1FFFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=8192。 则N的范围：18192。,18,C/T=0时， S1接上面，T0作定时器，对机器周期脉冲Tcy计数。 求定时时间由下式确定： t=NTcy=(213 x)Tcy= (8192 x)Tcy 其
6、中： t为定时时间。 求计数初值计算公式： x=213 t/Tcy=8192 t/Tcy,19,2、工作方式1（以T0为例）16位定时器/计数器,20,C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入的外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器加1，计数值公式为： N=216 x=65536 x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=65535(FFFFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=65536; 则N的范围：165536。,21,C/T=0时， S1接上面，T0作定时器，对机器周期脉冲Tcy计数。 求定时时间由下式确定： t=NTcy=(216 x)Tcy= (
7、65536 x)Tcy 其中： t为定时时间。 求计数初值计算公式： x=216 t/Tcy=65536 t/Tcy,22,3、工作方式2（以T0为例）8位定时器/计数器,TL0作为8位加法计数器， TH0作为初值寄存器用。TL0加法计数器溢出时置TF0=1，而且发出重装载信号，使三态门打开，将TH0中的初值自动送入TL0。,23,C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入的外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器加1，计数值公式为： N=28 x=256 x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=255(FFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=256; 则N
8、的范围：1256。,24,C/T=0时， S1接上面，T0作定时器，对机器周期脉冲Tcy计数。 求定时时间由下式确定： t=NTcy=(28 x)Tcy= (256 x)Tcy 其中： t为定时时间。 求计数初值计算公式： x=28 t/Tcy=256 t/Tcy,25,工作方式0： x= 213 t/Tcy=213 500us/2us =8192 250=7942=1F06H =1111100000110B 则TL0=00000110B=06H， TH0=11111000B=0F8H,例6-2:已知晶振6MHz，要求定时0.5ms，试分别求出T0工作于方式0、方式1、方式2时的定时初值。 解
9、：机器周期Tcy=12/fosc=12/6MHz=2us; 定时t=0.5ms=500us.,26,工作方式1： x= 216 t/Tcy=216 500us/2us =65536 250=65286=FF06H 则TL0=06H，TH0=0FFH 工作方式2： x= 28 t/Tcy=28 500us/2us=256 250=6=6H 则TL0=06H TH0=06H（重装初值寄存器，其值不变）,27,28,1、T0、T1的选择使用； 2、合理选择工作方式TMOD； 3、计算初值; x=2n t/Tcy 其中，n与工作方式有关， 方式0，n=13； 方式1，n=16； 方式2、3时，n=8。
10、,29,4、编制应用程序： 定时器/计数器的初始化： 写TMOD； 写入定时初值； 设置中断系统的IP、IE； 启动定时器运行（TRx）。 正确编制定时器/计数器中断服务程序。,30,例6-3:设单片机晶振频率fosc=12MHz，使用T0以方式0产生周期为1ms的方波，并由P1.0输出。以中断方式完成编程。 解： 1、TMOD配置 T1不用，有关位设置为0； T0的GATE=0，C/T=0，M1M000（方式0）。 则TMOD初始化设置为00000000B，即00H。,31,2、计算初值 产生1ms的方波，只需在P1.0端以0.5ms为周期交替输出高低电平即可，因此定时时间为0.5ms 。
11、Tcy=12/fosc=12/12MHz=1us x=213t/Tcy=8192-500us/1us=8192-500=7692 =1E0CH=1 1110 0000 1100B， TH0=11110000B=0F0H；TL0=00001100B=0CH 3、启动和中断 定时器T0的启动由TR0控制，即TR0=1启动。 定时器T0的中断允许由ET0和EA控制， 即ET0=1、EA=1。,32,4、程序设计 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP DS0 ORG 0100H MAIN: MOV SP, #30H MOV TL0, #0CH MOV TH0, #0F0
12、H MOV TMOD, #00H SETB ET0 SETB EA SETB TR0 SJMP $ DS0: MOV TL0, #0CH MOV TH0, #0F0H CPL P1.0 RETI,33,练习题：设单片机晶振频率fosc=6MHz，使用T1以方式2产生周期为1ms的方波，并由P1.0输出。以中断方式完成。,34,一、填空题 1、MCS-51单片机的51子系列含有 个 位的 法定时 器。 2、定时器T0有 种工作模式；定时器T1有 种工作模式。 3、欲对300个外部事件计数，可以选用定时/计数器T1的模 式 或模式 。 4、当定时器T0工作在方式 时，要占定时器T1的TR1和 TF
13、1两个控制位。 5、若系统晶振频率为12MHz，则T0工作于定时和计数方式 时最高（计数）信号频率分别为 kHz和 kHz。 6、TMOD中的GATE=1时，表示由 个信号控制定时器的 启停。,习题课,35,二、简答题 1、单片机系统中的定时和计数功能有何区别？分别适用于什么场合？简述其工作原理。 2、MCS-51单片机中设有几个定时器/计数器？它们分别有几种工作方式？这些工作方式各有哪些特点？ 3、MCS-51单片机晶振频率为6MHz时，分别写出T1处于不同工作方式时，最大定时时间是多少？,36,三、计算题 1、MCS-51单片机的时钟晶振频率为6MHz，若要求定时为0.2ms和20ms，定
14、时器0工作方式为0，方式1和方式2，其定时器初值各为多少？ 2、单片机的晶振为6MHz，设计一个100ms的延时程序，已知用定时器T0并工作方式1，使用中断和查询两种方式。 3、设MCS-51单片机的晶振频率为6MHz，若由P1.1引脚输出1000Hz方波，试编写其应用程序，使用中断方式。,37,一、填空题 1、MCS-51单片机的51子系列含有 2 个 16 位的 加 法定 时器。 2、定时器T0有 4 种工作模式；定时器T1有 3 种工作模式。 3、欲对300个外部事件计数，可以选用定时/计数器T1的模 式 0 或模式 1 。 4、当定时器T0工作在方式 3 时，要占定时器T1的TR1和
15、TF1两个控制位。 5、若系统晶振频率为12MHz，则T0工作于定时和计数方式 时最高（计数）信号频率分别为 1000 kHz和 500 kHz。 6、TMOD中的GATE=1时，表示由 2 个信号控制定时器的 启停。,答 案,38,二、简答题 1、单片机系统中的定时和计数功能有何区别？分别适用于什么场合？简述其工作原理。 答：定时功能是对片内机器周期计数，从计数开始到计满溢出为止，可以由计数值机器周期值来得到一个准确的时间值；而计数功能则是对单片机引脚上的外来随机脉冲进行计数，一般情况下难以折算为精确时间。 定时功能适用于需要准确计量一段时间的场合；而计数功能适用于对外部事件的计数。 在单片机内，定时和计数的实现都是借助一个加1计数器，工作原理基本一样，只是定时方式下计数脉冲为fose/12，计数方式下的计数脉冲由单片机外引脚（T0或T1）来输入。,39,2、MCS-51单片机中设有几个定时器/计数器？它们分别有几种工作方式？这些工作方式各有哪些特点？ 答：MCS-51单片机内部中有两个16位可编程的定时器/计数器。定时器/计数器有四种工作方式：方式0，方式1，方式2，方式3。其中，方式3只适用于T0。以T0为例： 方式0，16位寄存器只用了13位，TL0的高三位未用。由TH0的8位和TL0的低5位组成一个13位加法计数器； 方式1，和方式0的工作相同，唯一的差别是TH0和
