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1、,6.1 定时器概述 6.2 定时器的控制 6.3 定时器的四种模式及应用,第六章 定时器及应用,6.1 定时器概述,6.1.1 80c51定时器结构 6.1.2 80c51定时器功能,6.1.1 80c51定时器结构,80c51定时器的结构如 图6-1 所示。 有两个16位的定时器/计数器，即定时器0（T0）和定时器1（T1）。都是16位加1计数器。 T0由两个8位特殊功能寄存器TH0和TL0构成；T1由TH1和TL1构成。,6.1.2 80c51定时器功能,每个定时器都可由软件设置定时工作方式或计数工作方式。由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。 定时器/计数器有四种工作模式。其中模式
2、0-2对T0和T1是一样的，模式3对两者不同。 定时器工作不占用CPU时间，除非定时器/计数器溢出，才能中断CPU的当前操作。,定时工作方式,定时器计数80c51片内振荡器输出经12分频后的脉冲，即每个机器周期使定时器（T0或T1）的数值加1直至计满溢出。,当80c51采用12MHz晶振时，一个机器周期为1s，计数频率为1MHz。,计数工作方式,通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）对外部脉冲信号计数。当输入脉冲信号产生由1至0的下降沿时计数器的值加1。 CPU检测一个1至0的跳变需要两个机器周期，故最高计数频率为振荡频率的1/24,即计数频率的1/2。 为了确保某个电平在变化之前被采样一
3、次，要求电平保持时间至少是一个完整的机器周期。,6.2 定时器的控制,6.2.1 工作模式寄存器 TMOD 6.2.2 控制器寄存器 TCON,6.2.1 工作模式寄存器 TMOD,TMOD用于控制T0和T1的工作模式。 TMOD不能位寻址，只能用字节设置定时器的工作模式，低半字节设置T0，高半字节设置T1。 80c51系统复位时，TMOD的所有位被清0。,图6-3 工作模式寄存器TMOD的位定义,定时器T1,定时器T0,TMOD （89H）,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,GATE,C/ T,M1 M0,GATE,C/ T,M1 M0, M1和M0操作模式控制位。 两位可形成
4、四种编码，对应于四种模式。,表6-1 M1，M0控制的四种工作模式, C/T计数器/定时器方式选择位。 C/T=0，设置为定时方式。定时器计数80c51片内脉冲，即对机器周期计数。 C/T=1，设置为计数方式。计数器的输入来自引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲 。, GATE门控位。 GATE=0，只要用软件使TR0（或TR1）置1就可以启动定时器，而不管INT0（或INT1）的电平是高还是低。 GATE=1，只有INT0（或INT1）引脚为高电平且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器工作。,6.2.2 控制器寄存器 TCON,TCON除可字节寻址外，各位还可位寻址
5、。 80c51系统复位时，TCON的所有位被清0。,图6-5 控制寄存器TCON的位定义,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1 IT1 IE0 IT0,TCON （88H）,8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H,1 TF1/TF0（TCON.7/ TCON.5) T1/T0溢出标志位。 当T1/T0溢出时，由硬件自动使中断触发器TF1/TF0置1，并向CPU申请中断。 当CPU响应中断进入中断服务程序后，TF1/TF0被硬件自动清0。TF1/TF0也可以用软件清0。 2 TR1/TR0(TCON.6/TCON.5)T1/T0运行控制位。 可通过软件置1（TR1/TR
6、0=1）或清0（TR1/TR0=0）来启动或 关闭 T1/T0工作。 在程序中用指令“SETB TR1/TR0”使TR1/TR0位置1，定时器T1/T0便开始计数。用“CLR TR1/TR0”使TR1/TR0清0，定时器停止工作。,6.3 定时器的四种模式及应用,6.3.1 模式 0 及其应用 6.3.2 模式 1 及其应用 6.3.3 模式 2 及其应用 6.3.4 模式 3 及其应用 6.3.5 综合应用举例,6.3.1 模式 0 及其应用,一、模式 0 的逻辑电路结构,C/T=0/1，选择计数脉冲来源内部或外部。 GATE=0,经过非门为高,再或门为高;定时开启或关闭由TRX=1/0决定
7、与门逻辑。 GATE=1, 定时开启或关闭由TRX和INTX决定与门输出逻辑。,fosc,二、模式 0 工作特点,在这种模式下，16位寄存器（TH0和TL0）只用了13位。其中TL0的高3位未用，其余5位为整个13位的低5为，TH0占高8位。当TL0的低5位溢出时，向TH0进位；TH0溢出时，向中断标志TF0进位（硬件置位TF0），并申请中断。计数外部脉冲个数：18192(213),定时时间为： t=(213T0初值)振荡周期12 用于计数工作方式时，计数长度为： L=(213T0初值)（个外部脉冲）,三、模式 0 的应用举例,例6-1：设晶振为12MHz，试计算定时器T0工作于模式0时的最大
8、定时时间T。 解：当T0处于工作模式0时，加1计数器为13位。 因为：定时时间为： t=(213T0初值)振荡周期12 最大定时时间为“T0初值=0”时。 所以：,例6-2：利用T0的工作模式0产生定时，在P1.0引脚输出周期为10ms的方波。设晶振频率fosc=12MHz。编程实现其功能（分别采用查询方式和中断方式）。,解： 要在P1.0引脚输出周期为10ms的方波，只要使P1.0每隔5ms取反一次即可。 （1）选择工作模式 T0的模式字为TMOD=00H， 即： M1M0=00，C/T=0，GATE=0，其余位为0。,（2）计算5ms定时T0的初值 T = (213T0初值)(1/12)1
9、0-612 = 510-3 s T0初值 = 3192 D = C78 H = 01100011 11000 B T0的低5位：11000 B=18H 即 (TL0)=18H T0的高8位：01100011 B=63H 即 (TH0)=63H,（3）采用查询方式的程序 程序清单： ORG 0000H LJMPMAIN ；初始化引导程序 ORG0080H MAIN：MOV TMOD,#00H ；设置T0为模式0 MOV TL0,#18H ；送初值 MOV TH0,#63H SETBP1.0 SETB TR0 ；启动定时 LP：JBC TF0，NEXT ；查询定时时间到否 SJMP LP NEXT
10、：MOV TL0,#18H ；重装计数初值 MOV TH0,#63H CPL P1.0 ；取反 SJMP LP ；重复循环,（4）采用定时器溢出中断方式的程序 ORG 0000H ； 主程序 RESET: AJMP MAIN ； 跳过中断服务程序区 ORG 000BH；定时器T0中断矢量 AJMP CTC0；转入中断服务程序 ORG 0030H MAIN：MOV TMOD,#00H；设置T0为模式0 MOV TL0,#18H ；送初值 MOV TH0,#63H SETB EA ；CPU开中断 SETB ET0 ；T0中断允许 SETB TR0 ；启动定时 HERE：SJMP HERE ；等待中
11、断 ORG 0120H ；中断服务程序 CTC0: MOV TL0,#18H ；重新装入初值 MOV TH0,#63H CPL P1.0 ；P1.0取反 RETI；中断返回,模式 0 的应用举例完,6.3.2 模式 1 及其应用,一、模式 1 的逻辑电路结构：,THx8位和TLx8位组成16位加1计数器。 计数外部脉冲个数：165536(216),二、模式 1 工作特点,该模式对应的是一个16位的定时器/计数器。,用于定时工作方式时，定时时间为： t=(216T0初值)振荡周期12 用于计数工作方式时，计数长度为： (216T0初值)（个外部脉冲）,三、模式 1 的应用举例,例6-3：设定时器
12、T0选择工作模式1的计数器工作方式，其计数器初值为FFFFH，问此时定时器T0的实际用途是什么？ 解：因其初值为FFFFH，只要随机外来一脉冲即可溢出，向CPU申请中断，故这一内部中断源实质上已作为外部中断源使用。因此此定时器T0并不用于定时或计数。,例6-4：设晶振为12MHz，试计算定时器T0工作于模式1时的最大定时时间T。 解：当T0处于工作模式1时，加1计数器为16位。 定时时间为： t=(216T0初值)振荡周期12 最大定时时间为“T0初值=0”时。 所以：,例6-5：用定时器T1产生一个50Hz的方波，由 P1.1输出。使用程序查询方式，fosc=6MHz。,解：1）确定定时器T
13、1初值 方波周期 T = 1/50 = 0.02s = 20ms 用T1定时10ms,时间到P1.1引脚电平取反。,（TH1）=ECH，（TL1）=78H,解：2）确定工作模式寄存器TMOD的值 定时器T1工作于模式1的定时器工作方式， 高四位： GATE=0，C/T=0，M1M0=01 ，低四位：取0。 （TMOD）=0001 0000 B = 10H,3）编程 ORG 0000H LJMP START ORG 0080H START：MOV TMOD,#10H ；T1为模式1 MOV TL1,#78H ；送初值 MOV TH1,#0ECH SETB P1.1 ；P1.1置1 SETB TR
14、1 ；启动定时 LOOP: JNB TF1，LOOP ；查询定时时间到否 CLR TF1 ;产生溢出，清标志位 MOV TL1,#78H ；重新置初值 MOV TH1,#0ECH CPL P1.1 ；取反 SJMP LOOP ；重复循环,模式 1 的应用举例完,6.3.3 模式 2 及其应用,一、模式 2 的逻辑电路结构 二、模式 2 工作特点 三、模式 2 的应用举例,自动恢复初值8位定时/计数器,TLx为8位加1计数器，THx为8位初值暂存器。 TL0计数溢出时，不仅使溢出中断标志位TF0置1，而且还自动把TH0中的内容重新装载到TL0中。 用于需要重复定时和计数的场合,最大计数值：256
15、 (28),一、模式 2 的逻辑电路结构,二、模式 2 工作特点,该模式把TL0(TL1)配置成一个可以自动重装载的8位定时器/计数器。,在程序初始化时，TL0和TH0由软件赋予相同的初值。,用于定时工作方式时，定时时间为： t=(28TL0初值)振荡周期12,用于计数工作方式时，计数长度为： (28TL0初值) （个外部脉冲）,该模式可省去软件中重装常数的语句，并可产生相当精确的定时时间，适合于作串行口波特率发生器。,三、模式 2 的应用举例,例6-6：当P3.4引脚（定时器T0的外部计数输入端）上的电平发生负跳变时， 从P1.0输出一个500s的同步脉冲。用查询方式编程实现该功能，fosc=6MHz。,（1）确定TMOD值 门控位GATE=0，高四位取0，选T0为模式2（M1M0=10）， 首先为计数器工作方式（C/T=1）：（TMOD）=0000 0110B=06H 当P3.4引脚上的电平发生负跳变时，T0计数器加1，溢出标志TF0置1； 然后改变T0为500s定时工作方式（C/T=0）：（TMOD）=02H 当上面TF0=1时使P1.0输出由1变为0。开始T0定时，到500s产生溢出，使P1.0输出恢复高电平，T0又恢复外部事件计数方式。,（2）计算T0初值 T0工作在外部事件计数方式： 题目要求T0引脚出现一次外部事件时，引起T0中断。 所以：设
