《定时计数器课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《定时计数器课件（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、定时/计数器的结构和工作原理,一、定时/计数器的结构 定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。,单片机的结构,P3.0 串行输入 P3.1 串行输出 P3.2 外部中断0 P3.3外部中断1 P3.4 定时器0 P3.5 定时器1 P3.6、P3.7 片外RAM的读写控制,P3口第二功能表,定时/计数器,T1、T0具有定时和计数两种模式,1、计数模式,计数模式是对外来脉冲进行计数，当外部 输入的脉冲发生负跳变时，计数器加1。,定时/计数器
2、,T1、T0具有定时和计数两种模式,2、定时模式,定时功能也是通过计数器的计数来实现的， 计数脉冲来自单片机的内部，即对每个机器周期 产生一个计数脉冲，每经过一个机器周期，计数 器加1。 输入脉冲周期是晶振周期的12倍，频率为1/12.,定时/计数器结构,T0和T1 16进制加1计数器,定时/计数器T1由特殊功能寄存器TH1、TL1构成；定时/计数器T0由特殊功能寄存器TH0、TL0构成。 加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来； 一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。,定时/计数器工作原理,定时/计数器工作原理,每来一个脉冲计数器加1，当加到计数
3、器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1（溢出标志）置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。,定时/计数器工作原理,如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。 可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值,定时/计数器的控制,80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。 （SFR）TMOD用于选择定时器/计数器的工作模式和工作方式； TCON用于控制定时器/计数器的启动和停止及状态； 复位时，TMOD和TCON的所有位被清零。,一、工作方式寄存器TMOD 工作方
4、式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位控制T0，高四位控制T1。其格式如下：,定时/计数器的控制,TMOD,字节 地址 89H,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,T1,T0,GATE：门控位。 GATE0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作； GATA1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动多了一条件。,TMOD,M1,M0：工作方式选择位 。,TMOD,C/ ：定时方式/计数方式选择位。 = 1：选择计数器工作方式，对T0/T1引脚输入的外部事件的负脉冲
5、计数； = 0 ：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。 如下页图所示。,TMOD,控制寄存器TCON,TCON控制寄存器各位定义如下：,TCON,字节 地址 88H,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TR0(TR1)：T0(T1)运行控制位。 当TR0(TR1)=1时启动T0(T1)； TR0(TR1)=0时关闭T0(T1)。 该位由软件进行设置。,TF0(TF1)： 计数溢出标志位 T0(T1)定时器/计数器溢出中断标志位。当T0(T1)计数溢出时，由硬件置位，并在允许中断的情况下，向CPU发出中断请求信号，CPU响应中断转向中断服务程序时，由硬件自动将该位清零。,TC
6、ON,定时/计数器的工作方式,方式0为13位计数 M1M0=00(TMOD.5、TMOD.4=00) 由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。,方式0,方式 0,方式0,电子开关打在上面位置，T0为定时器模式,电子开关打在上面位置，T0为计数器模式 计数器计数脉冲为P3.4、P3.5上的外部输入 脉冲,门控位GATE具有特殊的作用。 当GATE=0时，经反相后使或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出1时，控制开关接通，计数开始； 当GATE=1时，由外中断引脚信号控制或门的
7、输出，此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TR0共同控制。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。,方式0,定时器模式时有:Nt/ Tcy 计数初值计算的公式为： 定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。 计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。,方式1,方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器 。,计数个数与计数初值的关系为：,方式1,方式2,方式2为自动重装初值的8位计数方式。,工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。,计数个数与计数初
8、值的关系为：,方式2,方式3,方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。 工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。,方式3,三、 定时/计数器应用举例,1、查询方式设计,1、对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。 2、计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。 3、使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。 4、查询溢出标志位TF0,TF1，实现相应的控制,汇编程序,JBC bit，rel: 直接寻址位为1则转移到rel对应的语句执行； 否则执行下一句指令,汇编程序,ORG 0000H ；程序首地址 AJMP
9、MAIN ；跳到主程序 MAIN:MOV R4,#10 ；显示十个数 MOV P2,#0F0H ；数码管段选 MOV A,#0 ；变址寄存器内容清零 MOV DPTR,#0200H ；数据表首地址0200H送数据指针,汇编程序,LOOP:MOV R3,#14H ；1秒定时 MOVC A,A+DPTR ；取数据送A MOV P0,A ；显示数据送P0口 CLR A ；变址寄存器内容清零 INC DPTR ；指向下个数据 MOV TMOD,#01H ；定时器0工作于方式1 SETB TR0 ；启动定时器0,汇编程序,LOOP1:MOV TH0,#3CH ；定时器赋初值 MOV TL0,#0B0H
10、LOOP2: JBC TF0,LOOP3 ；查询TF0溢出标志50MS是否到， AJMP LOOP2 ； LOOP3:DJNZ R3,LOOP1 ；检测1秒钟 时间是否到，没有则赋初值T0 DJNZ R4,LOOP；09循环 AJMP MAIN,汇编程序,ORG 0200H； 建表 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END,初始化程序应完成如下工作： 1、对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。 2、计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。 3、中断方式时，则对IE赋值，开放中断。 4、 设置IP中断优先级寄存器多个中断使用时
11、，设置级别。 5、使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。,三、 定时/计数器应用举例,2、中断方式,定 时 器 中 断 执 行 过 程,将中断暂时禁止,数据放入堆栈，防止数据丢失,定时器重新赋初值，执行中断要求的操作功能。,将保护的数据出栈，恢复数据,将中断允许,执行RETI指令，返回原被中止程序,编程：已知单片机的振荡频率为6MHz，使用定时器T0定时0.1s，控制发光二极管全亮全灭闪烁。,分析计算： 由于振荡频率=6MHz,所以机器周期=2us 定时初值=65536 0.1s/2us = 15536 = 3CB0H TH0=3CH TL0=B0H 定时器T0中断入口地址：000
12、BH,程序流程图：,源程序：,ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP T00 ORG 0100H START: MOV TMOD , #01H MOV TH0 , #3CH MOV TL0 , #0B0H MOV IE , #82H MOV A , #00H SETB TR0 LOOP: MOV P0 , A SJMP LOOP,T00: CLR EA MOV TH0 ,#3CH MOV TL0 , #0B0H CPL A SETB EA RETI END,2、方式1计数,T0,TH0 8位寄存器,TL0 8位寄存器,计数初值=65536 计数次数,计数次数 =
13、 P3.4引脚输入下降沿脉冲个数,编程：使用定时器T0，每计数5次控制发光二极管全亮全灭切换。 分析： 计数初值= 65536 5 = 65531= FFFBH TH0=FFH TL0=FBH,程序流程图：,源程序：,ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP T00 ORG 0100H START: MOV TMOD , #05H MOV TH0 , #0FFH MOV TL0 , #0FBH MOV IE , #82H MOV A , #00H SETB TR0 LOOP: MOV P0 , A SJMP LOOP,T00: CLR EA MOV TH0 ,#0
14、FFH MOV TL0 , #0FBH CPL A SETB EA RETI END,五、T0的方式2定时计数功能 8位自动重装初值方式,1、方式2定时,T0,TH0 8位寄存器,TL0 8位寄存器,定时初值 = 256 定时时间/机器周期,机器周期 =,设置TH0=TL0=定时初值，TL0参与定时，完成一次定时后，内部电路自动将TH0的值装入TL0,开始下一次定时。,编程：已知单片机的振荡频率为6MHz，使用定时器T0模式2定时0.1s，控制发光二极管全亮全灭闪烁。,分析： 定时初值 = 256 定时时间/机器周期 机器周期= 2us 最大定时时间= 512us 选择T0一次定时500us，
15、定时200次实现0.1s。 定时初值=256 500us/2us = 6=06H TH0=TL0=06H,程序流程图：,源程序：,ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP T00 ORG 0100H START: MOV TMOD , #02H MOV TH0 , #06H MOV TL0 , #06H MOV IE , #82H MOV A , #00H MOV R2 , #200 SETB TR0 LOOP: MOV P0 , A SJMP LOOP,T00: CLR EA DJNZ R2 , EXIT MOV R2 , #200 CPL A EXIT: SETB EA RETI END,例1,系统时钟频率为12MHZ，要在P1.0输出一个周期为2ms的方波， 方波的周期由定时器T0来确定，采用工作方式0.,TMOD,字节 地址 89H,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,T1,T0,0 0 0 0 0 0 0 0,1、确定TMOD 选T0，则T1的全为
