《[信息与通信]第4章-MCS-51内部标准功能单元-42MCS-51的定时计数器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[信息与通信]第4章-MCS-51内部标准功能单元-42MCS-51的定时计数器（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 MCS - 51单片机 内部标准功能单元,4.2 MCS-51的定时/计数器,4.2 MCS-51的定时/计数器,4.2.1 定时/计数器的结构 4.2.2 定时/计数器的功能 4.2.3 定时/计数器的工作方式和控制寄存器 4.2.4 定时/计数器的4种工作方式 4.2.5 定时/计数器的设计举例,4.2.1 定时/计数器的结构,图4.4 定时/计数器的结构框图,4.2.2 定时/计数器的功能,T0 和 T1 增量式、下降沿计数 各位全都为 1 时，再输入一个脉冲 溢出回零 TF0 或 TF1 置位，发中断申请 定时与计数的不同：时钟脉冲信号 定时，内部的时钟振荡器 计数，外部引脚,
2、1. 计数功能,原理 对外部事件计数 计数脉冲 来自引脚 T0(P3.4)或 T1(P3.5) 负跳变(由1变成0)时，计数值 增加 1 对外部输入脉冲的要求 被采样的电平至少要维持一个机器周期，否则会漏计数 最高计数频率：晶振频率的1/24,2. 定时功能,原理 通过计数实现 计数脉冲 内部时钟脉冲 每个机器周期，计数值 加 1 定时时间计数值机器周期,4.2.3 定时/计数器的工作方式和控制寄存器,1. 方式寄存器 TMOD2. 控制寄存器 TCON,不可位寻址,可位寻址,1. 方式寄存器 TMOD,表4.2 定时/计数器工作方式设置表,C/T 定时器方式或计数器方式选择位 C/T=1，计
3、数器 C/T=0，定时器,GATE 门控标志位 GATE=1 TR0/TR1=1且/INT0(或/INT1)高电平，才工作 用于测量/INT0(或/INT1)端出现的正脉冲的宽度 GATE=0 TR0/TR1=1，就工作,2. 控制寄存器 TCON,TF0 / TF1 溢出标志位 计满溢出时，由硬件置 1 中断响应后，硬件自动清 0 TR1 / TR0 运行控制位 软件置 1 后，开始工作 系统复位时，清 0,4.2.4 定时/计数器的4种工作方式,T0 4种：方式0、1、2、3 T1 3种：方式0、1、2 设置为方式3，将停止工作 作为串行通信口的波特率发生器（方式2）,1. 方式 0,TM
4、OD的M1M0为00 13位计数：TL0的低5位（高3位未用） TH0的8位 TL0的低5位溢出时，向TH0进位 TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，发出中断请求,计数个数M与计数初值N M = 213N 213：溢出时的计数值 定时时间 t t = M机器周期 = (213N)机器周期 N = 213 - t/机器周期 计数初值 N = 81910 计数范围：18192,2. 方式 1,TMOD的M1M0为01 16位：TL0 TH0 计数个数M与计数初值N： M216N 定时时间 t = M机器周期 计数初值 N = 655350；计数范围：165536,3. 方式 2,TMOD的M
5、1M0为10 自动重装初值的8位计数方式： TL0：8位定时/计数器；TH0：8位初值寄存器 计数个数M与计数初值N： M28N 定时时间 t = M机器周期 计数初值 N = 2550；计数范围：1256,较精确的脉冲信号发生器 T1在方式2，作为波特率发生器,定时器/计数器 的 初值计算,设 计数器计数的最大值：M 计数值：N 初值：X X的计算方法 计数状态：X = M N 定时状态：X = M 定时时间/T T = 12 晶振频率,4. 方式 3,TMOD的M1M0为11 只适用于T0 T0分成为两个独立的8位计数器 TL0、TH0,TL0：定时器和计数器 占用T0的控制位 TH0：定
6、时器 仅借用T1的 TR1、TF1 不受门控；启、停受TR1控制 溢出时，置位 TF1,T1： 只能作定时器，波特率发生器 原则上，仍可按方式0、1、2工作 不能使用TR1和TF1，也不能发出中断请求 方式设定后，自动运行；要停止工作，只需设定为方式3 T1溢出判断 通过在线“飞读”TH1和TL1，判断是否溢出。,串行通信应用中 T1：串行口波特率发生器，工作于方式2 T0：工作于方式3 可充分利用单片机的定时/计数器资源。,4.2.5 定时/计数器的设计举例,51单片机的定时/计数器，常工作于中断场合 应用设计步骤 (1)计算定时/计数器的初值 (2)主程序中，初始化 定时/计数器的初始化
7、中断初始化 TH0、TL0、TH1、TL1、TMOD、TCON、IP、IE (3)中断服务程序设计,例1方式1,利用定时/计数器T0的方式1，产生一个50Hz的方波，此方波由P1.0引脚输出，晶振频率为12 MHz。 思路： f=50Hz，则其周期为T=1/50=0.02s 计满0.01s，P1.0输出0，再计满0.01S，P1.0输出1 T0产生0.01s定时,实现方法 查询方式：查TF0标志 中断方式：中断服务程序,解题步骤 (1)定时 0.01s的初值计算 机器周期 = 12 12 MHz = 1 s 0.01s内 T0 需要计数 N 次 N = 0.01s 1 s = 0.01/(10
8、-6) = 10000 若用方式1的16 位计数器,T0 的初值X为X = MN = 21610000 = 55536 (2)T0的TMOD的初始化 GATE=0，C/T=0，M1M0=01,即：T0的方式1 (3)实现方法 查询的方法和中断的方法,实现方法,(1)查询方式 查询T0的TF0：为1，定时时间到，对P1.0取反操作 缺点：占用CPU,ORG 0000HLJMP MAIN ；跳转到主程序ORG 0100H ；主程序 MAIN: MOV TMOD，#01H ；置T0工作于方式1 LOOP: MOV TH0，#0D8H ；装入计数初值MOV TL0，#0F0H SETB TR0 ；启动
9、定时器T0JNB TF0，$ ；TF0=0，定时时间未到，等待CLR TF0 ；TF0=1，定时时间到，清TF0CPL P1.0 ；P1.0取反输出SJMP LOOP END,(2)中断方式 定时到，TF0=1，向CPU申请中断，CPU响应中断后，执行中断程序，中断程序中对P1.0取反操作,ORG 0000HLJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 000BH ;T0的中断入口地址LJMP T0_INT ;转向中断服务程序 ORG 0100H MAIN: MOV TMOD，#01H ;置T0工作于方式1MOV TH0，#0D8H ;装入计数初值MOV TL0，#0F0H SETB ET0 ;
10、T0开中断SETB EA ;CPU开中断SETB TR0 ;启动T0 ;继续执行主程序其它部分SJMP $ ;等待中断,T0_INT: ;P1.0取反输出CPL P1.0;重装入计数初值MOV TH0，#0D8H MOV TL0，#0F0H ;中断返回RETIEND,T0_INT: ;重装入计数初值MOV TH0，#0D8H MOV TL0，#0F0H;P1.0取反输出CPL P1.0 ;中断返回RETIEND,例2方式1,利用定时/计数器T1产生一个1Hz的方波，此方波由P0.0引脚输出，晶振频率为6MHz 思路： f=1Hz，T=1s 此题转化为 由定时器产生：0.5s 定时,机器周期 =
11、 12 / 6MHz = 2*10-6s 65536 * 2*10-6 s = 0.131072s = 131072s,0.5s定时，实现方法 T1：方式1 完成100ms定时 在中断程序里设置一个“软时钟”，即一个CLOCK=30H内存单元 每中断一次，CLOCK加1，CLOCK累计5次（即0.5s），对P0.0取反操作,解题步骤：(1)确定初值N 计数值 Mt/ Tcy 10010-3/(210-6)50000 N216M655365000015536=3CB0H 即应将3CH送入TH1、0B0送入TL1中。(2)初始化控制字TMOD GATE=0，C/T=0，M1M0=01，即：T1的方
12、式1；,实现程序：,；*伪指令*LED BIT P0.0CLOCK DATA 30H；*主程序入口地址*ORG 0000H LJMP MAIN ;跳转至主程序；*中断入口地址*ORG 001BHLJMP T1_INT ;跳转至T1中断服务程序,ORG 0030H MAIN: ；*中断初始化*MOV TMOD, #10HMOV TH1, #3CH ;装入计数初值MOV TL1, #0B0H SETB ET1 ;开放T1中断SETB EA ;开放总中断 SETB TR1 ;启动T1时钟 ; ;继续执行主程序其它部分SJMP $ ;等待中断,；*T1中断服务程序* T1_INT: PUSH ACC
13、;保护现场PUSH PSWCLR TR1MOV TH1, #3CH ;重新装入计数初值MOV TL1, #0B0H SETB TR1INC CLOCK ;软时钟加1MOV A, CLOCKCJNE A, #5, TMPL TMPL: JC RETURN ;不到0.5s返回CPL LED ;到0.5s闪烁变换MOV CLOCK, #0 ;软时钟清零 RETURN: POP PSWPOP ACC RETIEND,例3方式2,利用定时/计数器T0产生一个1kHz的方波，此方波由P0.0引脚输出，晶振频率为6MHz机器周期 = 12 / 6MHz = 2*10-6s思路： f=1kHz，T=1ms 此
14、题转化为 由定时器产生：500s 定时,500s定时，实现方法T0：方式2 即自动重装初值的8位计数方式 开放T0中断，在中断程序里对P0.0取反操作,解题步骤：(1)计数初值N 计数值 Mt/ Tcy 50010-6/(210-6)250 N28M25625006H 06H送入TH0和TL0(2)初始化控制字TMOD GATE=0，C/T=0，M1M0=10，即：T0的方式2；,实现程序：,；*伪指令*LED BIT P0.0；*主程序入口地址*ORG 0000H LJMP MAIN ;跳转至主程序；*中断入口地址*ORG 00BHLJMP T0_INT ;跳转至T1中断服务程序,ORG 0100H MAIN: ；*中断初始化*MOV TMOD, #02HMOV TH0, #06H ;装入计数初值MOV TL0, #06H SETB ET0 ;开放T0中断SETB EA ;开放总中断 SETB TR0 ;启动T0时钟 ; ;继续执行主程序其它部分SJMP $ ;等待中断,；*T0中断服务程序* T0_INT: CPL LED ;不需重新装入计数初值RETIEND,
