《第二节定时计数器与实验一、二》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二节定时计数器与实验一、二（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、定时方法有： 软件定时：通过执行循环程序实现时间延迟,定时准确且不需外加硬件电路，但占用CPU时间。 硬件定时：通过硬件电路的连接实现定时，不增加CPU开销，但电路连接较繁，使用不方便。 可编程定时器定时：通过对系统的时钟脉冲计数进行定时，定时方便、准确，定时时间可通过程序设定。即用定时/计数器定时。,7.2 定时/计数器,1、定时/计数器的基本结构,2.定时/计数器的工作原理,MCS-51单片机有两个可编程定时/计数器T/C0、T/C1， 16位寄存器，加法计数结构，T0（TH0、TL0）， T1（TH1、TL1）。 均有定时和计数功能，但进行加法计数的信号不同。,(1) 定时功能 定时功能
2、是通过计数器的计数来实现的，计数输入信号是单片机内部的时钟脉冲，每过一个机器周期产生一个脉冲，计数器就加1。,机器周期：CPU完成一个基本操作需要的时间。 1机器周期12晶振周期12/晶振频率,(2) 计数功能 计数就是对外部事件的输入脉冲进行计数。 MCS51的计数脉冲来自计数输入端T0(P3.4)或T1(P3.5)，当输入信号产生由1至0的下跳变时，计数 器的值加1。,在计数方式下，单片机在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样，如果前一个机器周期采样为1（高电平），后一个机器周期采样为0(低电平)，则在紧跟着的再下一个机器周期S3P1拍节计数器的值加1。由于确认一次下跳变要花两
3、个机器周期，即24个晶振周期，所以，外部输入的计数脉冲的最高频率应为晶振频率的124，或者说外部计数脉冲的周期最短要2s（当晶振频率为12 MHz）时。,7.2.1 相关的特殊功能寄存器,工作方式控制寄存器TMOD 相关的控制寄存器 定时器控制寄存器TCON 中断允许寄存器IE 计数寄存器TH和TL（4个）,计数寄存器TH和TL-TH1、TL1，TH0、TL0 2. 工作方式寄存器TMOD 用于设定T/C0、T/C1的功能和工作方式，是专用寄存器。TMOD寄存器不能位寻址。高4位和低4位名称、作用一致，高4位控制 T1，低4位控制T0。,GATE：门控位 GATE=0时，当定时控制寄存器TCO
4、N中的TR0（或TR1）置“1”时，启动定时/计数器T0（或T1）工作； TR0（或TR1）清“0”时，停止定时/计数器T0（或T1）工作。 GATE=1时，除TR0（或TR1）置“1”外，还要外部中断请求信号INT0(P3.2)(或INT1(P3.3)=1时，才启动定时/计数器T0（或T1）工作； 可用于测量在INT0(或INT1)引脚出现的脉冲高电平的宽度。,C/T： 定时/计数功能选择位 C/T=0： 定时功能 C/T=1： 计数功能,M1 M0 ：工作方式选择位 满值M,0 0 ：方式0 ：由THX(X=0，1)的8位和TLX的低5位构 成的13位计数器。 M=2 =8192,0 1
5、：方式1 ：由THX和TLX构成的16位计数器。 M=2 =65536,1 0 ：方式2 ：可自动重装初值的8位计数器； TLX作 计数器，THX保存计数初值，一旦计数器计 满溢出，初值自动装入，继续计数循环不止。 M=2 =256,1 1 ：方式3 ：仅适用于T0，分为两个8位计数器，T1 停止工作。 M=2 =256,13,16,8,8,3. 定时控制寄存器TCON TCON寄存器既参与中断控制又参与定时控制。其中高4位与定时有关。,TR0（或TR1） ：定时/计数器运行控制位 TR0(或TR1)=0，停止定时/计数器T0(或T1)工作, TR0(或TR1)=1，启动定时/计数器T0(或T
6、1)工作。 软件置“1”或清“0”。,TF0（或TF1） ：计数溢出标志位 当计数器计满溢出时,该位由硬件自动置“1”。 使用中断方式时，此位作中断标志位，该位置“1”的同时向CPU申请中断，在转向中断服务程序时由硬件自动清“0”。 使用查询方式时，此位作状态位供查询，但应注意查询有效后应以软件方法及时将该位清“0”。,7.2.2. 定时/计数器的工作方式 MCS-51的定时/计数器共有4种工作方式,工作方式0 方式0是13位计数器，其计数器由TH全部8位和TL的低5位构成，TL的高3位弃之不用。,定时/计数器T/C0在工作方式0逻辑结构,工作方式1 方式1是16位计数结构，计数器由TH全部8
7、位和TL全部8位构成。其逻辑电路和工作情况与方式0完全相同。,工作方式2 工作方式2具有自动重装初值的功能。非常适用于循环定时或循环计数应用，例如用于产生固定脉宽的脉冲，此外还可以作串行数据通信的波特率发生器使用。,定时/计数器T/C0在工作方式2逻辑结构,工作方式3 在工作方式3下，两个定时计数器的设置和使用是不同的，方式3只适用于T/C0，若设置T/C1为方式3时，则T1停止计数。, 方式3下的定时/计数器T/C0 在工作方式3下，T/C0被拆成两个独立的8位计数器TL0和TH0。,定时/计数器T0的工作方式3逻辑结构, 方式3下的定时计数器T/C1 一般只有当T/C1作为串行口的波特率发
8、生器使用时，T/C0才工作于方式3，此时T1可工作于方式02。 常把T/C1设置为方式2，作波特率发生器。仅用控制位来切换其定时和计数方式；因为已没有计数溢出标志位TF可供使用，因此只能把计数溢出直接送给串行口。当作为波特率发生器使用时，只需设置好工作方式，便可自动运行。如要停止工作，只需送入一个把它设置为方式3的方式控制字就可以了。,定时/计数器T/C0工作于方式3时 T1的逻辑结构,7.2.3 定时/计数器的初始化 1. 编程初始化步骤,确定T/C的工作方式，给TMOD送值； 算计数初值，送到TH和TL； T/C在中断方式工作时，要开中断，即给IE送值； 启动定时/计数器，给TR1或TR0
9、置1。,2.计数初值的计算 （1）当 =0时为定时功能， 计数初值的范围=0（2 -1） n各工作方式中计数器的位数，按顺序分别为 13,16,8,8；相对应的2 =8192,65536,256,256。,如晶振频率为12MHz，则1机器周期1s； 最小定时时间：tmin2 (2 -1)1s 1s 最大定时时间：tmax2 -01s2 s 方式1定时时间最长tmax=2 s =65536s65.5ms,定时时间t(2 -计数初值)机器周期 (2 -计数初值)(12晶振周期),（2）当 =1时为计数功能， 计数值的范围2 计数初值12,7.2.4 定时/计数器的应用实例,例1 时钟频率为12MH
10、z 的8051芯片上，用Timer1产生10kHz定时器滴答中断。 #include /T1中断服务程序，每 100个T机执行1次。 static unsigned long overflow-count=0; void timer1-ISR(void) interrupt 3 overflow-count+; /计数溢出时加1 ,/MAIN C函数：置定时器1为方式2，计数到255溢出，用156重装初值，并产生中断/ void main (void) TMOD=(TMOD /无限循环/ ,例2 设单片机晶振频率 = 12MHz，要求由P1.0输出周期为2ms的方波，试设计初始化程序。,解：
11、计算计数初值 只需在P1.0 端交替输出持续时间均为1ms的高低电 平即可实现，即定时1ms，每到1ms，P1.0取反即可。 计算方式1的计数初值 65536X1s1000s 求解得：X=65536-1000=64536 即 TH0=64536/256, TL0=64536%256；, TMOD寄存器初始化 T1不用，故高4位均设定为0; 为实现T0的运行控制，则GATE = 0； 定时功能， =0； 方式1，则 M1 M0=0 1。 所以TMOD寄存器应初始化为01H； TCON寄存器初始化 设TR0=1启动定时器； TF0清“0”，以备定时溢出时置“1”。 本例题功能可用查询方式实现，亦可
12、用中断方式实现。,用定时器0的方式1编程，采用查询方式。程序名time32.c,#include sbit P1.0=P10; void main (void) TMOD=0x01; /置定时器0为方式1 TR0=1; /启动定时器0 for(;) TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; /装载计数初值 do while(！TF0 ); /查询等待TF0 置位 P1.0=!P1.0; /定时时间到P1.0反相 TF0=0; /查询方式时必须软件清TF0 ,用定时器0的方式1编程，采用中断方式。程序名time31.c,#include sbit P
13、1.0=P10; void timer0(void） interrupt 1 using 1 P1.0=!P1.0; /P1.0反相 TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; /重装计数初值 void main (void) TMOD=0x01; /置定时器0为方式1 PI.0=0; TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; /装载计数初值 EA=1； /CPU开中断 ET0=1； /T/C0 开中断 TR0=1; /启动定时器0 do while(1 ); ,例3 如p189图8-4所示，在P1.7端
14、接有一个发光二极管，要求用T/C控制，使LED亮1s,灭1s,周而复始。,解：若晶振6MHz，1T机=2s，方式1最大定时时间130ms。因定时时间长，定时一次达不到1s，可用复合定时实现： 用T/C0每定时100ms中断，将P1.0 取反一次，即P1.0输出周期 为200ms的方波脉冲； 用T/C1对P1.0 输出的脉冲计数，5个脉冲就是1s，即用T/C1 每计满5个数就中断，将P1.7反相，改变灯的状态。 T/C0定时方式1： 100000=（65536-X）*2 初值=65536-50000=15536=3CB0H T/C1计数方式2： 5=256-X 初值=256-5=251 TMOD
15、=01100001B=61H,用定时器0、计数器1的方式1、2编程，均采用中断方式。程序名time33.c,#include sbit P1.0=P10; sbit P1.7=P17; timer0( ） interrupt 1 using 1 / T/C0中断服务程序 P1.0=!P1.0; /100ms到，P1.0反相 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; /重装计数初值 timer1( ） interrupt 3 using 2 / T/C1中断服务程序 P1.7=!P1.7; /1s到，P1.7反相 ,main ( ) PI.7=0;
