dpj5(定时器)剖析

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1、第5章,MCS-51子系列单片机内有两个可编程的定时器计数器 T0和T1；它可由用户程序选择其工作方式，设定其工作参 数和条件。,第5章 MCS51定时/计数器及其应用,本章重点： 定时/计数器的编程结构 控制字与编程方法 应用编程,5.1 定时/计数器的结构与工作原理,5.1.1 定时/计数器的逻辑结构,第5章 5-1,定时计数器的结构图:,定时/计数器的核心部件是加1计数器，其输入的计数脉冲有两个来源。 当加到计数器为全“1”时，再输入一个脉冲，就使计数器回零，同时产生溢出脉冲使TCON中溢出中断标志TF0或TF1置1，并可向CPU申请中断。,5.1.2 定时/计数器的工作原理,对内部机器

2、周期计数,对外部引脚输入脉冲计数,第5章 5-1,1. 定时器工作模式对机器周期TM计数。这时计数器的计数脉冲由振荡器的12分频信号产生，即每经过一个机器周期，计数值加1，直至计满溢出。在机器周期固定的情况下，定时时间的长短与计数器事先装入的初值有关，装入的初值越大，定时越短。,2. 计数器工作模式通过引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)对外部脉冲信号计数。当T0或T1脚上输人的脉冲信号出现由1到0的负跳变时，计数器值加1。,定时器的2种工作模式：,第5章 5-1,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,应用问题 1.如何设定定时/计数的工作方式？ 2.定时/计数器如何启动？ 3.定时/计数的

3、值如何设定？,单片机内部的定时/计数器是一种可编程器件，可设置为四种工作方式，由两个8位专用寄存器TMOD和TCON进行管理与控制。,第5章 5-2,5.2.1 定时计数器的管理与控制 1.工作方式寄存器TMOD,控 制 T1,控 制 T0,与T0同,用于选定定时/计数器的工作方式、启动方式等。,第5章 5-2,2、定时器控制寄存器TCON,CPU复位后TMOD、TCON各位均清零。,与定时器有关的位： 1) TF1 定时器1溢出标志 2) TR1 定时器1运行控制位 3) TF0 定时器0溢出标志 4) TR0 定时器0运行控制位,1 启动定时器工作 0 关定时器,例如：设定时器T0工作于方

4、式1定时，由软件启动控制，则可用如下指令来装入控制字。,MOV TMOD，#00000001B ； 或 MOV TMOD，#01H ；,练习：设定时器T1工作于方式2计数，由外部脉冲启动，试写入方式控制字。,第5章 5-2,通过对TMOD中的M1,M0位选择定时器4种工作方式。,5.2.2 定时/计数器的工作方式,1.方式0 13位定时/计数器,方式0下的逻辑结构图,（1）C/T=1为计数工作方式，计数脉冲由T1输入。计数个数： N=（ 213初值X）， X 213计数个数N （2）C/T=0为定时工作方式，计数脉冲为时钟频率fosc/12。 定时时间t=（213初值X）*时钟周期*12 X

5、213定时时间t/时钟周期*12,方式0下工作时：,思考： （1）最大计数或定时时的初值 X 是多少？ （2）时钟频率为12MHZ时，方式0最大定时时间是多少？,第5章 5-2,定时/计数器工作于方式1时为一个16位的计数器。其逻辑结构、操作及运行控制几乎与方式0完全样，差别仅在于计数器的位数不同。,定时工作方式1时，定时时间为： 定时时间 t (216计数初值X)机器周期 最大定时时间= 216机器周期 最大计数值为： 21665536,2.方式1 16位定时/计数器,3. 方式2可自动重装载的8位定时/计数器 工作于方式2时，将两个8位计数器THx、TLx分成独立的两部分，组成一个可自动重

6、装载的8位定时/计数器。,方式2的控制运行与方式0、方式1相同。 用于定时工作方式时，定时时间t为：t(28计数初值X)机器周期 用于计数工作方式时，最大计数值(初值0时)是28。,方式2特别适合于用作较精确的定时和脉冲信号发生器。还常用作串行口波特率发生器 。,4.方式3 T0被分成两个相互独立的8位计数器,方式3只适用于定时器T0,1）TH0和TL0变成2个分开的计数器。 2）TL0占用了全部的定时器控制位。 （C/T, GATE, TR0, TF0） 3）TH0只能用于定时方式，运行控制位和溢出标志位则借用定时器1的TR1和TF1。 4）在T0设置为方式3工作时，一般是将定时器T1作为串

7、行口波特率发生器，或用于不需要中断的场合。相当于增加了一个8位的定时器。,定时/计数器工作于方式3时：,5.3 定时/计数器的应用,1. 定时计数器的初始化方法,初始化步骤: 1）分析定时器计数器的工作方式，将方式字写入TMOD寄存器 2)计算T0或T1中的计数初值，赋值给TH0、TL0 或 TH1、TL1； 3)根据需要开放CPU和定时计数器的中断，置位 ET0 或 ET1、EA； 4)启动定时器计数器工作： 要求用软件启动： 置位 TR0或TR1 若由外部中断引脚电平启动: 则对TR0或TR1置位后，还需在 INT0或 INT1 引脚提供启动电平(高）,一、定时/计数器初始化,1）计数器模

8、式时的计数初值 X2MN （M为计数器位数，N为要求的计数值）,则计数初值： X 2M -（t/12T osc ）,计数器初值的计算：,X0，计数器的计数值最大 2M,2）定时器模式时的计数初值 定时时间为：t(2M计数初值X )机器周期,若 fOSC12MHz，1机器周期1S； 方式 0： M13， tmax 213*机器周期8192S 方式 1： M16， tmax216*机器周期65536S 方式2、3： M8， tmax28*机器周期256S,X = 605360EC78H,X0，定时器的定时时间最大： tmax 2M机器周期,例: 若fOSC6MHz，定时时间为10ms，使用定时器T

9、0工作于方式1 ,则初值：,例: 若fOSC12MHz，定时时间为1ms，使用定时器T1工作于方式0 ,初值：,X =719211100000 11000B,例4-1:要求定时器T1于方式1，定时50ms，由软件启动，允许中断。设系统时钟频率fOSC6MHz，编写初始化程序段。 解：1）方式控制字为 00010000B=10H 2）计数初值为 X1,T1初始化程序段如下： MOV TMOD，#10H ；写入工作方式字 MOV TH1，#9EH ；写入计数初值 MOV TL1，#58H SETB ET1 ；开放T1中断 SETB EA ；开放CPU中断 SETB TR1 ；启动T1工作 ,2.

10、定时/计数器初始化举例,二、定时/计数器应用举例,对计数溢出信息的处理有两种方法： 中断法在定时器初始化时要开放对应的源允许（ET0或ET1）和总允许，启动定时计数器后即可等待中断。 CPU响应计数器溢出中断时，程序会转到中断服务程序入口地址，可在中断服务程序中安排相应的处理程序。 查询法既在定时器初始化并启动后，在程序中安排指令查询TFx的状态。 LP：JBC TF0，NEXT ；TF0为1，转后面的处理程序，并将TF0复位 SJMP LP ；TF0为0，继续查询 NEXT：,注意：中断法时，CPU响应中断会自动清TF,采用中断方式时的一般编程模式： ORG 0000H SJMP MAIN

11、ORG 000BH LJMP T0FW ORG 0030H MAIN： MOV TMOD，# ；工作方式设置 MOV TH0，# ； 置初值 MOV TL0，# SETB ET0 ；开放中断 SETB EA ； - ；置其他初值 SETB TR0 ；计数器启动 - ；其他操作 SJMP $ ；暂停，等待中断 T0FW： MOV TH0，# ； 重装初值 MOV TL0，# - ；处理程序 RETI,采用查询方式时的一般编程模式： ORG 0030H MAIN： MOV TMOD，# ；置工作方式 MOV TH0，# ；置初值 MOV TL0，# - SETB TR0 ；启动计数 WAIT： J

12、BC TF0，NEXT ；等待计数器溢出 SJMP WAIT； NEXT：MOV TH0，# ；重装 MOV TL0，# ；初值 - - ；处理程序 - - SLMP WAIT,应用举例: 1. 定时模式的应用 例: 利用定时/计数器定时产生周期信号。要求用定时器T0定时，在P1.7引脚上输出周期为50Hz的方波。设晶振频率为12MHz。 解：1）按题意分析：方波周期T=1/50=20ms，可用T0方式1定时10ms，使P1.7每隔10ms取反一次，即可得到周期为20ms的方波。设T0工作在方式1，由软件启动。 2）TMOD控制字为 0000 0001 B 3）初值计算：fosc=12MHz，

13、机器周期为1s。 初值216-10103/1=65536-10000=55536=D8F0H， 即有TH0=D8H，TL0=F0H。,CPL P1.7 ; 定时处理，P1.7取反输出方波,例：要求用定时器T1定时，在P1.0引脚上输出如图方波。设晶振频率为12MHz。,解：1）按题意分析：可用T1为16位定时器模式（方式1）定时1ms。判断P1.0为高电平时，溢出二次才对端口取反。 2）TMOD控制字为 0001 0000 B 3）初值计算：fosc=12MHz，机器周期为1s。 初值216 - 12 106 103 / 12= 65536-1000=64536=FC18H， 即 TH1=FC

14、H，TL1=18H。,若采用查询法，编程如下： ORG 0030H STAR：MOV TMOD，#10H ；写入工作方式字 MOV TH1，#0FCH ；写入计数初值 MOV TL1，#18H MOV R2 , #2 SETB TR1 ；启动T1 LOOP: JBC TF1,CPLP ; TF1为1转CPLP并清TF1 SJMP LOOP ； TF1为0转LOOP等待,CPLP：MOV TH1，#0FCH ；重装初值 MOV TL1，#18H JB P1.0 , CPLP1 ;P1.0为1转CPLP1 CPL P1.0 ;P1.0为0则取反 MOV R2,#2 ;R2重赋初值 AJMP LOOP ;转LOOP等定时时间到 CPLP1:DJNZ R2,LOOP ;2ms未到转LOOP CPL P1.0 ;2ms到P1.0取反 AJMP LOOP ;转LOOP等定时时间到 END,例4-4: 某系统要求用定时器T1对由P3.5（T1）引脚输入的脉冲计数，每计满100个脉冲，在P1.0引脚输出一个正脉冲。 解：1）据题意分析，可将定时器T1设置为方式2计数，由软件启动。 2）方式控制 TMOD01100000B60H