《51单片机定时器计数器 详解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《51单片机定时器计数器 详解（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6 1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理 6 2 定时器的控制定时器的控制 6 3 定时器的工作模式及其应用定时器的工作模式及其应用 第六章定时器第六章定时器 计数器计数器 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 第六章定时器第六章定时器 计数器计数器 实现定时一般有多种方法 实现定时一般有多种方法 1 利用软件实现 延时程序 利用软件实现 延时程序 优点 简单 控制方便 缺点 优点 简单 控制方便 缺点 CPU效率低 效率低 2 外部硬件实现 单稳态定时器 计数定时器外部硬件实现 单稳态定时器 计数定时器 优点 优点 CPU效率高 缺点 修改参数麻烦 效率高
2、 缺点 修改参数麻烦 3 利用计数器实现利用计数器实现 计数器计数器 溢出溢出 预置数预置数 1us 8位位 256us 输入脉冲输入脉冲 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 定时器 计数器作用主要包括定时器 计数器作用主要包括产生各种时标间隔 产生各种时标间隔 记录外部事件记录外部事件的数量等 是单片机中最常用 最的数量等 是单片机中最常用 最基本基本 的部件的部件之之一 一 机器机器周期周期 定时器定时器 计数器计数器 单片机单片机 T0 外外来来脉冲脉冲 定时定时功能功能 计数计数功能功能 定时器定时器 计数器计数器 功能示意图功能示意图 PDF 文件使用 pd
3、fFactory Pro 试用版本创建 6 1 定时器定时器 计数器的结构及工作原理计数器的结构及工作原理 6 1 1 定时器定时器 计数器的计数器的基本基本结构结构 MCS 51单片机有单片机有二个二个定时器定时器 计数器 计数器 每个每个定时定时 器器 计数器计数器由几个专由几个专用用寄存寄存器器组成组成 TMOD 89H 高高四四位位 TMOD 89H 低低四四位位 方式方式寄存寄存器器 TCON 88H TCON 88H 控制控制寄存寄存器器 8DH 8BH8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0 数数据寄存据寄存器器 16位 位 定时器定时器T1定时器定时器T0 定时器定时器 计
4、数器的结构计数器的结构如下图所示如下图所示 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 定时器定时器 计数器的计数器的基本基本结构结构框图框图 TH1TL1TH0TL0 TCON 88H TMOD 89H CPU T0溢出溢出 模式模式 模模 式式 启启 动动 T0 T1 溢溢 出出 启启 动动 T1 中中断断 申请申请 P3 5 or 内内部部 P3 4 or 内内部部 8DH 8BH8CH 8AH PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6 1 2 定时器定时器 计数器的工作原理计数器的工作原理 定时器定时器 计数器结构原理计数器结构原理图图 振荡振
5、荡器器 12 Tx引脚引脚 P3 Z 1 0 TFx TRx GATE 高高电平电平 有效有效 中中断断 请求请求 INTx TC TC P3 Y 8位位8位位 THxTLx 8位位8位位 THxTLx TRx 启动启动位位 GATE 门门控制位控制位 定时 定时 计数控制位计数控制位 TC x 0 1 Y 2 3 Z 4 5 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一一 对对外部输入外部输入信号信号的计数的计数功能功能 当当T0或或T1设置为计数工作方式时 计数器对来自设置为计数工作方式时 计数器对来自 输入引脚输入引脚P3 4 T0 和和P3 5 T1 的外部信号计数
6、 的外部信号计数 若前若前一一个个机器机器周期采样值为周期采样值为1 后后一一个个机器机器周期采周期采 样值为样值为0 则则计数器计数器加加1 所以计数器计数的频率最高所以计数器计数的频率最高 为为fosc的的1 24 A B C DE FG H PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 TH 1个个机器机器周期周期TL 1个个机器机器周期周期 P1P2 S1 P2 振荡振荡 周期周期 状状态态 周期周期 机器机器 周期周期 机器机器 周期周期 指令指令 周期周期 XTAL2 OSC S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6 P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1
7、P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2 TL TH PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二二 定时定时功能功能 定时器定时器 计数器的定时功能也是通过计数实现的 它的计计数器的定时功能也是通过计数实现的 它的计 数脉冲是由单片机的片内振荡器输出经数脉冲是由单片机的片内振荡器输出经12分频后产生的信号 分频后产生的信号 即为即为对对机器机器周期周期计数计数 振荡振荡器器 12 Tx引脚引脚 P3 Z 1 0 TFx TRx GATE 高高电平电平 有效有效 中中断断 请求请求 INTx TC TC P3 Y 8位位8位位 THxTLx 8位位8位位 THxTLx例如例
8、如 晶振频晶振频率率 12MHz 机器机器周期周期 1us 计数计数1次次 1us 计数计数频为频为 1MHz PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 f 机器机器周期周期fmax fosc 24计数计数频频率率f 内内部部信号信号 片片内振荡内振荡器器 外部外部信号下降沿信号下降沿 T0对对应应P3 4 T1对对应应P3 5 计数脉冲计数脉冲 定时器定时器计数器计数器 定时器定时器 计数器的计数器的比较比较 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 定时器定时器 计数器的控制主要是计数器的控制主要是通过以下几个寄存通过以下几个寄存 器实现的 器实现的
9、 TCON 定时器定时器 计数器控制计数器控制寄存寄存器器 TMOD 定时器定时器 计数器工作方式控计数器工作方式控 制制寄存寄存器器 IE 中中断允许断允许控制控制寄存寄存器器 6 2 定时器的控制定时器的控制 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6 2 1 定时器定时器 计数器的工作方式计数器的工作方式寄存寄存器器TMOD 定时器定时器 计数器是一种可编程部件 在工作之前必须计数器是一种可编程部件 在工作之前必须 通过软件设定它的工作方式 即对工作通过软件设定它的工作方式 即对工作方式方式寄存寄存器器TMOD中中 每位进行设定 每位进行设定 T1T0 TMOD 字
10、节地址字节地址89H M0M1 C GATEM0 M1C GATE TT TMOD不能不能位位寻址寻址 上电复上电复位时 位时 TMOD所所有位有位均均为为零零 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一 一 M1和和M0工作方式控制位工作方式控制位 M0和和M1为为工作方式控制位 工作方式控制位 确确定定4种工作方式 种工作方式 如如 表表7 1所示所示 T0分成分成两两个个独立独立的的8位计数器位计数器 T1在在 方式方式3时时停止停止工作工作 31 1 自动自动重装重装入入初初值值的的8位计数器位计数器21 0 16位定时器位定时器 计数器计数器10 1 13位定时
11、器位定时器 计数器计数器 TH的的8位位和和TL的低的低5位位 00 0 说说明明方式方式M1 M0 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二二 定时器 定时器 计数器方式计数器方式选择选择位位 1 0 选择定时方式 在定时方式中 选择定时方式 在定时方式中 以振荡以振荡输出时输出时钟钟脉脉 冲的冲的12分频信号分频信号作作为为定时的计数定时的计数信号信号 也就是每一个机器也就是每一个机器 周期定时器加 周期定时器加 1 若晶振为 若晶振为12MHz 则定时器的计数频 则定时器的计数频 率为率为1MHz 2 1 选择计数功能 在计数方式中 选择计数功能 在计数方式中 采
12、采用外部用外部引脚引脚 T0 P3 4 T1 P3 5 的输入脉冲作的输入脉冲作为为计数脉冲计数脉冲 当外部输当外部输 入脉冲发生入脉冲发生1到到0的负跳变时 计数器加的负跳变时 计数器加1 最高计数频率为 最高计数频率为 时钟频率的时钟频率的1 24 TC TC TC M0M1 C GATEM0 M1C GATE T1T0 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 C 0 定时 定时 C 1 对对外计数 外计数 定时 定时 fosc 12 1 12 fosc 1 T 机器机器周期周期 N个个方方波波 T 计数 脉冲计数 脉冲不不等间隔等间隔 波形波形等间隔 等间隔 次次数
13、数已已定 时间定 时间确确 定定 即对即对机器机器周期进行周期进行计数 计数 左左图图定时时间定时时间为为 N T 每个下降沿每个下降沿计数一计数一次次确认确认一一次次负负 跳变需两跳变需两个个机器机器周期周期 所以所以 计 计 数数频频率最高率最高为为fosc 24 TT PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 三三 GATE启动门启动门控位控位 1 GATE 0 时时 只要用软件使只要用软件使TR0 或 或TR1 置 置1就能启动定时器就能启动定时器 T0 或 或T1 2 GATE 1 时时 只有在只有在INT0 或 或INT1 引脚为高电平的情况下 引脚为高电平的情
14、况下 且由软件使且由软件使TR0 或 或TR1 置 置1时 才能启动定时器时 才能启动定时器T0 或 或T1 工作 工作 M0M1 C GATEM0 M1C GATE T1T0 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 振荡振荡器器 12 Tx引脚引脚 P3 Z 1 0 TFx TRx GATE 高高电平电平 有效有效 中中断断 请求请求 INTx TC TC P3 Y 8位位8位位 THxTLx 8位位8位位 THxTLx x 0 1 Y 2 3 Z 4 5 对对TMOD进行设进行设置置 MOVTMOD 0CH MOVTMOD 60H MOVTMOD 6CH PDF 文件
15、使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 定时器定时器 计数器工作方式计数器工作方式寄存寄存器器TMOD的作用 的作用 1 设设定定时器定定时器 计数器的工作方式 计数器的工作方式 2 选选定定时器定定时器 计数器是计数器是由由片片内信号内信号作定时作定时 器计数器计数或或外部外部信号信号作计数器计数 作计数器计数 3 设设置定时器置定时器 计数器的计数器的启动启动方式 方式 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6 2 2 定时器定时器 计数器的控制计数器的控制寄存寄存器器TCON 控制控制寄存寄存器器TCON的作用 的作用 1 通过设通过设置置TCON中的中
16、的某些某些位位来来实现实现启动或启动或停止停止定时器定时器 计数器的计数器的运运行行 计数 计数 2 当当定时器定时器 计数器计计数器计满满溢出 溢出 或或有外部中有外部中断请求断请求时 时 TCON能能标标明明溢出溢出和和中中断断情况情况 控制控制寄存寄存器器TCON 88H IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 TF1 定时器 定时器T1溢出标溢出标志志位位 当定时器当定时器T1溢出时 由硬件自动使溢出时 由硬件自动使TF1置置1 并向 并向 CPU申请中断 申请中断 CPU响应中断后 由硬件自动对响应中断后 由硬件自动对TF1清清 零 零 TF1也可以用软件清零 也可以用软件清零 TR1 定时器 定时器T1运运行行控制位控制位 可由软件置可由软件置1 或清零 来启动 或关闭 定时 或清零 来启动 或关闭 定时 器器T1 使定时器 使定时器T1开始计数 开始计数 用用指令指令 SETB TR1 或或
