单片微机5章-2.

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1、微型计算机技术与应用 70课堂学时+18实验学时 5.2定时器/计数器及其应用 定时器/计数器可以实现下列功能： （1）定时操作 （2）测量外部输入信号 （3）定时输出 （4）监视系统正常工作 5.2.1定时器/计算器的一般结构和工作原理 n组成：一个位计数器、计数时钟源控制电 路、状态和控制寄存器； n计数方式：加计数和减计数； n时钟来源：内部时钟和外部时钟。 图5-12 定时器/计数器的一般结构 一、定时器方式 对于一个N位的加1计数器，若计数时钟f是 已知，则从初值a开始加1计数至溢出所占用 的时间为： 二、计数器方式 时钟来源：外部时钟源 目的：对外部时钟累加统计或为了测量 外部输入

2、时钟的参数。 三、通用的多功能定时器 组成：一个自由运行的N位计数器，若干个 输入捕捉寄存器，若干个比较输出寄存器， 以及相应的状态控制寄存器。 功能：1.输入捕捉方式 2.比较输出 图 5-13 多功能定时器结构框图 1.计数 2. 3. 4. 5.中断 6.中断程序中读出捕捉寄存器值，清中断 7.可以计算Tcap引脚的脉冲周期 1.输入捕捉方式 输入捕捉也称高速输入，用于捕捉外部输 入信号电平跳变的时间 2.比较输出 比较输出也称高速输出或定时输出，使输 出引脚Tcmp在指定时间输出指定的电平 四、监视定时器WDT 功能： 当CPU受到干扰而工作不正常时，监视定时 器溢出产生复位信号，使系

3、统恢复正常工作。 图5-15 监视定时器一般结构 5.2.2 定时/计数器T0、T1的功能和使用方法 n定时/计数器的核心部件是一个加法（或减法 ）计数器，有两种工作模式： （1）计数器工作模式 （2）定时器工作模式 n4种工作方式(方式0-方式3)。 定时/计数器T0、T1的结构及控制 nTMOD：选择定时器/计数器T0、T1的工作模式 和工作方式。 nTCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时 包含了T0、T1的状态。 n单片机复位时，两个寄存器都清0。 n 定时/计数器T0、T1的控制 在MCS-51中，与定时/计数器T0、T1工作 方式有关的寄存器为TMOD和TCON。其中 TMO

4、D控制定时/计数器T0、T1的工作方式， 而TCON控制定时/计数器的启动并记录定时/ 计数器的溢出标志。 n一、工作方式控制寄存器TMOD 8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。 （1）GATE门控位 0：仅以TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行。 1：用引脚INT0* (或INT1*)上的高电平和TRX两个条 件来启动定时器/计数器运行。 （2） C/T*计数器模式和定时器模式选择位 0：定时器模式。 1：计数器模式。 （3）M1、M0工作方式选择位 M1 M0 工 作 方 式 0 0 方式0，13位定时器/计数器。 0 1方式1，16位定时器/计数器。 1 0 方式2，8

5、位常数自动重新装载 1 1 方式3，仅适用于T0，T0分成两个8 位计数器，T1停止计数 。 n二、定时器/计数器控制寄存器TCON 图4-7 TCON寄存器中与定时/计数器控制有关的位 低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下： (1) TF1、TF0计数溢出标志位 (2) TR1、TR0计数运行控制位 1：启动定时器/计数器工作 0：停止定时器/计数器工作 n三、 定时/计数器T0、T1的工作方式 定时/计数器T0有四种工作方式(即方式0、方式1、 方式2和方式3)，主要用于定时和计数； 定时/计数器T1有三种工作方式(即方式0、方式1和 方式2)。 方式0与方式1工作方式基本相同，

6、区别是方式0是 作为13位定时/计数器使用，为了与INTEL公司早期 单片机兼容，现在不推荐使用，方式1是作为16位 定时/计数器使用。 图5-16 定时/计数器T0(T1)工作于方式0的结构 v1.方式0（13位定时/计数器） n当M1、M0初始化为00时，定时/计数器工作于方式0，即计 数长度为13位。 nC/T* 位决定工作模式： 0：开关打在上面，为定时器工作模式； 1：开关打在下面，为计数器工作模式，计数脉冲为P3.4 、P3.5引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生负跳变时，计 数器加1。 GATE位：决定定时器/计数器的运行取决于TRx一个条件还是 TRx和INTx*引脚两个条件。

7、（1）0：A点（见图6-2）是否计数,仅取决于TRx的状态。 （2）1：B点电位由INTX*的输入电平和TRX的状态这两个条件来 确定。是否计数是由TRx和INTx*二个条件来控制的。 n定时方式：计数脉冲是系统时钟信号的n分频，即每隔n/f秒， TL0加1。当TL0溢出时，TH0自动加1；当TH0也溢出时，定 时器T0中断标志TF0位置1。 n定时时间的计算：如果定时器初值为a，则方式1的定时时间t 为： n例5.9 已知晶振频率为6MHz，若使用T0方式0产生 10ms定时中断，试对T0进行初始化编程。 取a的低5位值作为TL0初值，高8位值作为TH0初值。 void initt0_0()

8、 TH0=0x63; TL0=0x18; TR0=1; IE=0x82; 图5-17 定时/计数器T0(T1)工作于方式1的结构 1. 工作方式1（16位定时/计数器） 与门 或门 0 1 n当M1、M0初始化为01时，定时/计数器工作 于方式1，即计数长度为16位。 nC/T* 位决定工作模式： 0：开关打在上面，为定时器工作模式； 1：开关打在下面，为计数器工作模式， 计数脉冲为P3.4、P3.5引脚上的外部输入 脉冲，当引脚上发生负跳变时，计数器加1。 GATE位：决定定时器/计数器的运行取决于 TRx一个条件还是TRx和INTx*引脚两个条件 。 （1）0：A点（见下图5-17）是否计

9、数,仅取决 于TRx的状态。 （2）1：B点电位由INTX*的输入电平和TRX 的状态这两个条件来确定。是否计数是由TRx 和INTx*二个条件来控制的。 图5-17 定时/计数器T0(T1)工作于方式1的结构 01 与门 或门 1 A 10 B n定时方式：计数脉冲是系统时钟信号频率f的n 分频，即每隔n/f秒，TL0加1。当TL0溢出时 ，TH0自动加1；当TH0也溢出时，定时器T0 中断标志TF0位置1。 n定时时间的计算：如果定时器初值为a，则方 式1的定时时间t为： n例5.9 已知晶振频率为12MHz，T0工作于方式1，产 生50ms定时中断，TF0为高级中断源。试编写主函数 、初

10、始化函数和中断函数，使P1.0产生周期为1s的方 波。 TL0初值为0B0H，TH0初值为3CH。 分析： 定时器T0 50ms中断一次，每10次中断500ms， P1.0取反，输出周期为1s的方波 编程如下： #include “reg52.h“ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit P1_0=P10; uchar T0CNT0; /中断计数变量 void init_t0_1() /T0初始化函数 TH0=0x3c; /装入初值 TL0=0xb0; TMOD=1; /设置T0工作模式，定时、方式1 IP=2; /

11、设置优先级寄存器00000010，高级中断 TR0=1; /启动T0 IE=0x82; /设置中断容许寄存器10000010 T0CNT0=0xa; /T0CNT0=00001001 10次 void main() /主函数 init_t0_1(); /调T0初始化函数 for(;); /空转 void timer0(void) interrupt 1 /T0中断函数 TL0|=0xb0; /T0与10110000或操作，送初值 TH0=0x3c; /送初值 T0CNT0 - ; /自减1 if( T0CNT0=0) / T0CNT0减到0，P1_0 取反 T0CNT0=10; /送10给 T

12、0CNT0，准备下一段定时 P1_0=P1_0; n显然，当晶振频率为12 MHz，定时器初值为 0时，方式1最长定时时间为： n在定时时间t确定的情况下，定时器初值M可表示为： (“12时钟/机器周期”模式 ) (“6时钟/机器周期”模式) 在上式中，如果 单位取MHz，则定时时间 t的单位是s。 n定时/计数器T1工作于方式1时，与定时/计数器T0方 式1完全相同。 n由于方式1没有自动重装初值功能，TH0溢出后，定 时器将从0000H开始计数。因此，当需要重复定时 或计数时，必须通过数据传送指令重装初值。为了 减少定时误差，进入定时器中断服务程序后，最好 立即重装初值。 图5-18 定时

13、/计数器T0(T1)工作于方式2的结构 2. 工作方式2 n 计数满后自动装入计数初值； n 8位定时/计数器； n M1、M0=10。 TLX作为常数缓冲器，当TLX计数溢出时 ，在置“1”溢出标志TFX的同时，还自动的将 THX中的初值送至TLX，使TLX从初值开始重新 计数。定时器/计数器的方式2工作过程如图 所示。 省去用户软件中重装初值的程序，精确的定时。 n由于方式2的计数长度 为8位，因此定时时间 t与计数器初值M之间 的关系为： n由于在方式2中，自动 重装初值保存在TH0 寄存器中，因此同样 需要初始化TL0和 TH0(内容与TL0相同) 。 例 5.11 时钟计数程序 设f

14、=12MHz ， T0工作于方式2，产生250us 定时中断，T0在1秒内产生4000次中断，T0中 断函数用一个变量对中断次数计数，每当产生 4000次中断置位标志，通知主程序对时钟计数 ，并用printf语句将时钟显示在Serial#1窗口上 。 #include “reg52.h“ #include “stdio.h“ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uint TIME3=22,58,50;/通过数组初始化实现时钟初始化 uint T0CNT0; bit F_SS; /设置标志变量 时分秒 void init_s

15、ys() /系统初始化函数 SCON=0x52; /为printf语句用到的串行口初始化 TMOD=0x22; /设置T0、T1工作在方式2，定时 TH1=0xfd; /给T1送初值 TL1=0xfd; TL0=6; /给T0送初值 TH0=6; F_SS=0; /标志位清0 T0CNT0=4000; /4000次中断 TCON=0x50; /设置控制寄存器1001000，TF1=1,TR1=0 TF0=0,TR1=1 IE=0x82; /设置中断容许寄存器10000010，容许T0中断 IP=2; /设置中断优先级寄存器00000010， T0是高级中断 void timter0() interrupt 1 /T0中断函数 T0CNT0-; /T0CNT0变量自减1 if(T0CNT0=0) /T0CNT0减到0，说明1s时间到 F_SS=1; /设置标志，通知主程序 T0CNT0=4000; /4000送T0CNT0，准备下一个1s cnt_clock(uint *p) /时钟计数函数 *p+=1; /秒加1， *p 所指单元内容加1 if(*p=60) /如果秒单元加到60， *p=0; /秒单元清0 p -= 1; /指针下移到分单元 *p += 1; /分单元内容加1， if(*p=60) /如果分单元加到60 *p=0;