《单片机原理与应用 第2版 教学课件 ppt 作者 王迎旭 第5章 定时器及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理与应用 第2版 教学课件 ppt 作者 王迎旭 第5章 定时器及其应用（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 定时/计数器及其应用,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,将计算机应用于测控系统时，常常需要有实时时钟以实现定时或延时采样和控制，有时需要对外部事件进行计数等。虽然定时的实现可由CPU利用软件编程来完成，但这样就会降低CPU的效率，这时可使用硬件定时计数器。 MCS-51子系列单片机内有两个可编程的定时计数器T0和T1；MCS-52子系列中除这两个定时器外，还有一个定时计数器T2。,可编程：可由用户程序选择其工作方式 设定其工作参数和条件。,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,MCS-51子系列单片机内的两个定时器计数器T0和T1逻辑结构如图所示：,第5章 MCS-51定时
2、/计数器及其应用,5.1 定时/计数器的结构与工作原理,16位的定时器计数器分别由两个8位专用寄存器TH0、TL0（或THl和TL1）构成。其内部还有2个8位的专用寄存器TMOD和TCON。其中TMOD是定时器的工作方式寄存器，TCON是控制寄存器，主要用于定时/计数器管理与控制。,5.1.1 定时/计数器的逻辑结构,5.1 定时/计数器的结构与工作原理,它的核心部件是加1计数器，其输入的计数脉冲有两个来源。当加到计数器为全“1”时，再输入一个脉冲，就使计数器回零，同时产生溢出脉冲使TCON中溢出中断标志TF0或TF1置1，并可向CPU申请中断。,1.当设置为定时工作方式时，对机器周期TM计数
3、。这时计数器的计数脉冲由振荡器的12分频信号产生，即每经过一个机器周期，计数值加1，直至计满溢出。在机器周期固定的情况下，定时时间的长短与计数器事先装入的初值有关，装入的初值越大，定时越短。,2.当设置为计数工作方式时，通过引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)对外部脉冲信号计数。当T0或T1脚上输人的脉冲信号出现由1到0的负跳变时，计数器值加1。,5.1.2 定时/计数器的工作原理,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,5.2.1 定时计数器的管理与控制,1.工作方式寄存器TMOD 用于选定定时/计数器的工作方式、启动方式等。其中低四 位用于定义定时
4、器T0，高四位用于定义定时器T1。,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,（1）M1 M0：用于设置定时/计数器的工作方式03 ； （2） CT：选择定时/计数； C/T=0-定时，C/T=1-计数 （3）GATE：启动控制方式选择 GATE0：允许软件位TR0或TR1启动； GATE1：允许外部引脚信号 INT0/INT1启动。,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,2、定时器控制寄存器TCON,例：启动T0工作，用指令 SETB TR0,注意： 复位后TMOD、TCON各位均清零,第5章 MCS-51定时/
5、计数器及其应用,（1) TF1 定时器1溢出标志 （2) TR1 定时器1运行控制位 （3) TF0 定时器0溢出标志 （4) TR0 定时器0运行控制位 （5) IE1 外部中断1请求标志 （6) IT1 外中断1触发方式选择位 （7) IE0 外部中断0请求标志 （8) IT0 外部断0触发方式选择位,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,1.方式0(T0/T1) （1）加1计数器为13位TL0=5位，TH0=8位 （2）(GATE+INT0)TR0为真,启动定时器 （3）C/T=1为计数工作方式，计数脉冲由T1引脚输入。计数个数 N=（ 213初值） （4）C/T=0为定时工作方式 时钟
6、频率 fosc/12。,定时时间t=（213初值）*机器周期 （5）计数器溢出，TF1置1。由硬件申请中断。能否被CPU响应？,由于在应用方式0时计数初值的写入要注意“低5高8”，初学者容易出错，一般情况下很少用方式0，而选用方式1。,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,2.方式1（T0/T1) 定时/计数器工作于方式1时为一个16位的计数器。其逻辑结构、操作及运行控制几乎与方式0完全样，差别仅在于计数器的位数不同。在方式1中TL0和TH0均为8位，TL0和TH0一起构成了l6位计数据。工作方式1时，定时时间为: t(216计数初值)机器周期,第5章
7、 MCS-51定时/计数器及其应用,用于计数器工作方式时 最大计数值为 21665536。,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,3. 方式2（T0/T1) 定时/计数器工作于方式2时，将两个8位计数器THx、TLx分成独立的两部分，组成一个可自动重装载的8位定时/计数器。,方式2的控制运行与方式0、方式1相同。 定时工作方式时，定时时间t(28计数初值X)机器周期 计数工作方式时，最大计数值(初值0时)是28。 方式2特别适合于用作较精确的定时和脉冲信号发生器, 常用作串行口波特率发生器 。,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.2 定时/计
8、数器的控制与工作方式,4.方式3 方式3只适用于定时器T0。在方式3下，T0被分成两个相互独立的8位计数器TL0和TH0，如图所示 。,1）TH0和TL0变成2个分开的计数器。 TL0进行8位定时/计数,TH0进行8位定时 2）TL0占用了全部的定时器控制位（C/T,GATE,TR0,TF0） 3）TH0只能用于定时方式，运行控制位和溢出标志位则借TR1和TF1。 常用作串行口波特率发生器。,在T0设置为方式3工时，一般是将定时器T1作为串行口波特率发生器。,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.2 定时/计数器的控制与工作方式,小结：,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3
9、 定时/计数器的应用,5.3.1定时/计数器计数初始化 1. 定时计数器的初始化方法 初始化的主要内容是对TCON和TMOD编程，计算和装载T0和T1的计数初值。,（1）初始化步骤 1）分析定时器计数器的工作方式，将方式字写入TMOD寄存器； （ 定/计、内/外启动、工作方式） 2)计算T0或T1中的计数初值，并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1； 3)根据需要开放CPU和定时计数器的中断，即对IE和IP寄存器编程； 4)启动定时器计数器工作： 若要求用软件启动，编程时对TCON中的TR0或TR1置位即可启动； 若由外部中断引脚电平启动，则对TCON中的TR0或TR1置位后，还需给外引脚加
10、启动电平。,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3 定时/计数器的应用,（2）计数器初值的计算 1）计数器模式时的计数初值 X2MN （M为计数器位数，N为要求的计数值） 方式0：M13，计数器的最大计数值2138192。 方式1：M16，计数器的最大计数值21665536； 方式2：M8，计数器的最大计数值28256； 方式3同方式2,例如：设T0工作在计数器方式2，求计数10个脉冲的计数初值 X028 10246(11110101)B0F5H,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3 定时/计数器的应用,2）定时器模式时的计数初值 在定时器方式下，定时器对机器周期进行计数
11、,定时时间为： t(2M计数初值X)机器周期 则计数初值 X,X0 = 605360EC78H,例如，若fOSC6MHz，定时10ms，使用定时器T0工作于方式1,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3 定时/计数器的应用,2. 定时/计数器初始化举例 编写初始化程序的步骤； 1）方式控制字送TMOD MOV TMOD，# 2）计数器的初值送TH、TL（0/1） MOV TH0，# MOV TL0，# 3）根据需要开放中断和设定优先级 即对IE和IP赋初值。 4) 启动T0/T1开始工作-置位TR0/1 SETB TR0/1 5）等待溢出信号的出现（如何进入处理程序？） （查询法或中
12、断法）,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3 定时/计数器的应用,例5-1:要求定时器T1于方式1，定时50ms，由软件启动，允许中断。设系统时钟频率fOSC12MHz，编写初始化程序段。 解：1）方式控制字为 0001 0000B=10H 2）计数初值为 X1,T1初始化程序段如下： MOV TMOD，#10H ；写入工作方式字 MOV TH1，#3CH ；写入计数初值 MOV TL1，#0B0H SETB ET1 ；开放T1中断 SETB EA ；开放CPU中断 SETB TR1 ；启动T1工作 ,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3 定时/计数器的应用,例5-2:
13、 要求利用定时/计数器T0对T0引脚（P3.4）出现的脉冲计数，每计数100个脉冲向CPU申请中断，设由由软件启动。编写初始化程序段。 解：1）经分析，可设定时器T0工作于方式2计数 方式控制字为 0000 0110 B=06H 2）要求的计数值N=100，则计数初值为 28-100=156,初始化程序段如下： MOV TMOD，#06H ；写入工作方式字 MOV TH0，#156 ；写入计数初值 MOV TL0，#156 MOV IE，#10000010B ；开放T0、 CPU中断 SETB TR0 ；启动T0工作,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3 定时/计数器的应用,5.3
14、.2 定时/计数器计数应用举例,在应用定时计数器时，溢出标志TFx置位后既可由硬件向CPU申请中断，也可通过用户程序查询TFx的状态，因此对计数溢出信息的处理有以下两种方法。 中断法：在定时器初始化时要开放对应的源允许（ET0或ET1）和总允许，在启动后等待中断。当计数器溢出中断，CPU将程序转到中断服务程序入口，因此应在中断服务程序中安排相应的处理程序。 查询法：既在定时器初始化并启动后，在程序中安排指令查询TFx的状态。,LP：JBC TF0，NEXT；TF0为1，转后面的处理程序，并将TF0复位 SJMP LP ；TF0为0，继续查询 NEXT： ,第5章 MCS-51定时/计数器及其应
15、用,5.3 定时/计数器的应用,采用查询方式时的一般编程模式： ORG 0030H MAIN： MOV TMOD，# MOV TH0，# MOV TL0，# - SETB TR0 WAIT： JBC TF0，NEXT； SJMP WAIT； NEXT：MOV TH0，#；重装 MOV TL0，# ；初值 - - ；处理程序 SLMP WAIT,采用中断方式时的一般编程模式： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH （001BH） LJMP T0S ORG 0030H MAIN： MOV TMOD，# MOV TH0，# MOV TL0，# SETB ET0； SETB EA； -；置其他初值 SETB TR0； SJMP $ T0S： - ； 重装初值 - ；处理程序 RETI,第5章 MCS-51定时/计数器及其应用,5.3 定时/计数器的应用,1.定时计数器定时模式的应用 例5-3: 利用定时/计数器定时产生周期信号。要求用定时器T0定时，在P1.7引脚上输出频率为50Hz的方波。设晶振频率为12MHz。,解：1）按题意分析：方波周期T=1/50=20ms，可用T0方式1定时10ms，使P1.7每隔10ms取反一次，即可得到周期为20ms的方波。 设T0工作在方式1，由软
