《单片机原理及应用PPT电子课件教案-第6章 定时器及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理及应用PPT电子课件教案-第6章 定时器及应用（103页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单 片 机 原 理 及 应 用,航空自动化学院 陈维兴,2018/9/22,2,第六章 定时器及应用,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 6.4 思考题与习题,2018/9/22,3,6.1 定时器概述,6.1.1 8051定时器结构 6.1.2 8051定时器功能,2018/9/22,4,6.1.1 8051定时器结构,8051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）。它们实际上都是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。,2018/9/22
2、,5,图6-1 89C51定时器结构,2018/9/22,6,6.1.2 8051定时器功能,每个定时器都可由软件设置为 定时工作方式或 计数工作方式及其他灵活多样的可控功能方式。这些功能由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。 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。 每个定时器/计数器还有四种工作模式。其中模式0-2对T0和T1是一样的，模式3对两者不同。,2018/9/22,7,定时工作方式,定时器计数8051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8051采用12MHz晶振时，一个机器周期
3、为1s，计数频率为1MHz。,2018/9/22,8,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的下降沿时定时器的值加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。 为了确保某个电平在变化之前被采样一次，要求电平保持时间至少是一个完整的机器周期。 对输入脉冲信号的基本要求如 图6-2所示。,2018/9/22,9,图6-2 对输入脉冲宽度的要求,2018/9/22,10,6.2 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,2018/9/22,11,6.
4、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。 8051系统复位时，TMOD的所有位被清0。 TMOD各位的定义格式如 图6-3 所示。 TMOD各位的功能： TMOD各位定义及具体的意义归纳如 图6-4所示。,2018/9/22,12,图6-3 工作模式寄存器TMOD的位定义,2018/9/22,13,图6-4 TMOD各位定义及具体的意义,2018/9/22,14,TMOD各位的功能, M1和M0操作模式控制位。两位可形成四种编码，对应于四种模式。见 表6-1。,2018/9
5、/22,15,表6-1 M1，M0控制的四种工作模式,2018/9/22,16, 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8051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T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲 。,TMOD各位的功能,2018/9/22,17, 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。,TMOD各位的功能,2018
6、/9/22,18,6.2.2 控制器寄存器 TCON,TCON除可字节寻址外，各位还可位寻址。 8051系统复位时，TCON的所有位被清0。 TCON各位的定义格式如 图6-5所示。 TCON各位的功能： TCON各位定义及具体的意义归纳如 图6-6所示。,2018/9/22,19,图6-5 控制寄存器TCON的位定义,2018/9/22,20,图6-6 TCON各位定义及具体的意义,2018/9/22,21,TCON各位的功能, TF1（TCON.7) T1溢出标志位。当T1溢出时，由硬件自动使中断触发器TF1置1，并CPU申请中断。当CPU响应中断进入中断服务程序后，TF1由被硬件自动清0
7、。TF1也可以用软件清0。 TF0 （TCON.5)T0溢出标志位。其功能和操作情况同TF1。,2018/9/22,22, TR1(TCON.6)T1运行控制位。可通过软件置1（TR1=1）或清0（TR1=0）来启动或 关闭 T1。在程序中用指令“SETB TR1”使TR1位置1，定时器T1便开始计数。 TR0(TCON.4)T0运行控制位。其功能和操作情况同TR1。,TCON各位的功能,2018/9/22,23, IE1，IT1，IE0，IT0(TCON.3TCON.0)外部中断INT1，INT0请求及请求方式控制位。前一章已经讲过。,TCON各位的功能,2018/9/22,24,6.3 定
8、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,2018/9/22,25,6.3.1 模式 0 及其应用,一、模式 0 的逻辑电路结构 二、模式 0 工作特点 三、模式 0 的应用举例,2018/9/22,26,一、模式 0 的逻辑电路结构,T0在模式 0 的逻辑电路结构如图所示。（T1相同）,T0（或T1）模式0结构13位计数器,2018/9/22,27,二、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
9、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。 定时时间为：t=(213T0初值)振荡周期12,2018/9/22,28,三、模式 0 的应用举例(例6-1),例6-1：设定时器T0选择工作模式0，定时时间为1ms，fosc=6MHz。试确定T0初值，计算最大定时时间T。,2018/9/22,29,解：当T0处于工作模式0时，加1计数器为13位。 （1）试确定T0初值设T0的初值位X。 则：(213X)1/6 10-612=110-3 sX=7692D =1 1110 0000 1100BT0的低
10、5位：01100B=0CH即(TL0)=0CHT0的高8位：11110000B=F0H即(TH0)=F0H （2）计算最大定时时间TT0的最大定时时间对应于13位计数器T0的各位全为1，即(TL0)=1FH，(TH0)=FFH. 则：T=2131/6 10-612=16.384ms,2018/9/22,30,三、模式 0 的应用举例(例6-2),例6-2：设T0工作在模式0，定时时间为1ms，fosc=6MHz。编程实现其定时功能。定时时间到，P1.0取反。,2018/9/22,31,三、模式 0 的应用举例(例6-2),解： （1）计算T0初值X计算步骤见例6-1。结果：(TH0)=0F0H
11、,(TL0)=0CH。,2018/9/22,32,三、模式 0 的应用举例(例6-2),（2）程序清单： 初始化引导程序ORG 0000H RESET: AJMP MAIN ； 跳过中断服务程序区ORG 000BH ；中断服务程序入口AJMP ITOP,2018/9/22,33,三、模式 0 的应用举例(例6-2),主程序：ORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H ；设堆栈指针ACALL PTOMDHERE: AJMP HERE ；等待时间到，转入中断服务程序 PTOMD: MOV TMOD,#00H；选择工作模式MOV TL0,#0CH；送初值MOV TH0,#0F0HSETB
12、TR0 ；启动定时SETB ET0 ；T0开中断SETB EA ；CPU开中断RET,2018/9/22,34,三、模式 0 的应用举例(例6-2),中断服务程序ORG 0120HITOP: MOV TL0,#0CH ；重新装如初值MOV TH0,#0F0H CPL P1.0 ；P1.0取反RETI,2018/9/22,35,三、模式 0 的应用举例(例6-3),例6-3：利用T0的工作模式0产生1ms定时，在P1.0引脚输出周期为2ms的方波。设单片机晶振频率fosc=12MHz。编程实现其功能。,2018/9/22,36,三、模式 0 的应用举例(例6-3),解：要在P1.0引脚输出周期为
13、2ms的方波，只要使P1.0每隔1ms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。,2018/9/22,37,三、模式 0 的应用举例(例6-3),（2）计算1ms定时时T0的初值(213X)1/12 10-612=110-3 sX=7193D=11100000 11000BT0的低5位：11000B=18H即 (TL0)=18HT0的高8位：11100000B=E0H即 (TH0)=E0H,2018/9/22,38,三、模式 0 的应用举例(例6-3),（3）采用查询方式的程序 程序清单：MOV TMOD,#00H
14、 ；设置T0为模式0MOV TL0,#18H ；送初值MOV TH0,#0E0HSETB TR0 ；启动定时LOOP：JBC TF0，NEXT ；查询定时时间到否SJMP LOOPNEXT：MOV TL0,#18H ；重装计数初值MOV TH0,#0E0HCPL P1.0 ；取反SJMP LOOP ；重复循环,2018/9/22,39,三、模式 0 的应用举例(例6-3),（4）采用定时器溢出中断方式的程序 程序清单：主程序ORG 0000HRESET: AJMP MAIN ； 跳过中断服务程序区ORG 0030HMAIN： MOV TMOD,#00H ；设置T0为模式0MOV TL0,#18
15、H ；送初值MOV TH0,#0E0HSETB EA ；CPU开中断SETB ET0 ；T0中断允许SETB TR0 ；启动定时HERE：SJMP HERE ；等待中断，虚拟主程序,2018/9/22,40,三、模式 0 的应用举例(例6-3),中断服务程序ORG 000BHAJMP CTC0ORG 0120HCTC0: MOV TL0,#18H ；重新装如初值MOV TH0,#0E0H CPL P1.0 ；P1.0取反RETI,2018/9/22,41,6.3.2 模式 1 及其应用,一、模式 1 的逻辑电路结构 二、模式 1 工作特点 三、模式 1 的应用举例,2018/9/22,42,一、模式 1 的逻辑电路结构,T0在模式 1 的逻辑电路结构如 图6-7所示。（T1相同）,
