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1、MCS-51的定时器/计数器,2,学习目的及要求,熟悉MCS-51片内两个16位定时器/计数器T0和T1的硬件结构及其与CPU的关系； 掌握T0和T1的两种工作方式，即计数方式与定时方式，四种工作模式(即计数器长度); 牢记TMOD和TCON各位的含义，学会定时器控制及应用方法掌握定时器的四种模式的应用,3,计数概念的引入,从选票的统计谈起：画“正”。这就是计数，生活中计数的例子处处可见。例：录音机上的计数器、家里用的电度表、汽车上的里程表等等.,4,计数器的容量,单片机中的计数器有多大的容量呢？ 8051单片机中有两个计数器，分别称之为T0和T1，这两个计数器分别是由两个8位的RAM单元组成
2、的，即每个计数器都是16位的计数器 最大的计数量是65536。,5,定时的概念,8051中的计数器除了可以作为计数之用外，还可以用作时钟，时钟的用途当然很大，如打铃器，电视机定时关机，空调定时开关等等，那么计数器是如何作为定时器来用的呢？,一个闹钟，我将它定时在1个小时后闹响，换言之，也可以说是秒针走了（3600）次，所以时间就转化为秒针走的次数的，也就是计数的次数了，可见，计数的次数和时间之间的确十分相关。那么它们的关系是什么呢？那就是秒针每一次走动的时间正好是1秒。,6,计数与定时（1）,只要计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流逝。 单片机中的定时器和计数器是同一个事物，只不过计数
3、器是记录的外界发生的事情，而定时器则是由单片机提供一个非常稳定的计数源。 那么提供给定时器的计数源是什么呢？ 是由单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源。 问题：一个12M的晶振，它提供给计数器的脉冲时间间隔是多少呢？ 结论： 计数脉冲的间隔与晶振有关，12M的晶振， 12M/12等于1M，计数脉冲的间隔是1微秒。,7,图1 由单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源。,计数与定时（2）,T1引脚(P3.5),以T1计数/定时器为例,定时脉冲源,计数脉冲源,8,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,P L A,ID,
4、振 荡,X1 X2,PSEN RST ALE EA,P0 P1 P2 P3,ALU,外接晶振,产生时钟信号,控制CPU的工作速度。51系统下，最高12MHz,晶振与时钟周期,9,溢出的概念,水滴的例子，当水不断落下，盆中的水位不断升高，最终有一滴水使得盆中的水满了。这时如果再有一滴水落下，就会发生什么现象？ 水会漫出来，用个术语来讲就是“溢出”。,水溢出是流到地上; 计数器溢出后将使得TCON寄存器中的TF0/TF1变为“1”。 一旦TF0/TF1由0变成1，就是产生了变化，产生了变化就会引发事件，就象定时的时间一到，闹钟就会响一样。现在我们来研究另一个问题：要有多少个计数脉冲才会溢出，即使T
5、F0/TF1由0变为1。,10,任意定时及计数的方法,刚才已讲过，计数器的容量是16位，也就是最大的计数值到65536，因此计数计到65536就会产生溢出。这个没有问题，问题是我们现实生活中，经常会有少于65536个计数值的要求，如包装线上，一打为12瓶，一瓶药片为100粒，怎么样来满足这个要求呢？,提示：如果是一个空的盆要1万滴水滴进去才会满，我在开始滴水之前就先放入一勺水，还需要10000滴嘛？ 我们采用预置数的方法，我要计100，那我就先放进65436，再来100个脉冲，不就到了65536了吗。 定时也是如此，每个脉冲是1微秒，则计满65536个脉冲需时65.536毫秒，但现在我只要10
6、毫秒就可以了，怎么办？ 10个毫秒为10000个微秒，所以，只要在计数器里面放进55536就可以了。,11,定时/计数器的方式控制字,单片机中的定时/计数器都可以有多种用途，那么我怎样才能让它们工作于我所需要的用途呢？这就要通过定时/计数器的方式控制字来设置。,在单片机中有两个特殊功能寄存器与定时/计数有关，这就是TMOD和TCON。TMOD和TCON是名称，我们在写程序时就可以直接用这个名称来指定它们，当然也可以直接用它们的地址89H和88H来指定它们。,12,MCS-51定时/计数器,51系列内部有2个16位的定时/计数器T0、T1,52系列内部有3个16位的定时/计数器T0、T1、T2,
7、定时/计数器的可编程特性：, 确定其工作方式是定时还是计数, 预置定时或计数初值, 当定时时间到或计数终止时，要不要发中断请求, 如何启动定时或计数器工作,上页,下页,回目录,T2,可编程,可 编 程 的,13,结构组成： T0由两个8位的TH0（8CH）和TL0（8AH）组成 T1由两个8位的TH1（8DH）和TL1（8BH）组成 软件设置： 计数初值： 对TH1、TL1 、TH0、和TL0的初始化编程 将它们设置成不同的工作方式，其计数长度（最大值） 和计数方式都可变化,T0和T1都是16位的加1计数器,定时/计数器（T0和T1）的组成,14,CPU,TCON(88H),TMOD(89H)
8、,定时/计数器逻辑结构,上页,下页,回目录,定时/计数器的结构与工作原理,15,定时/计数器的工作方式、计数（定时）值、中断控制等都是由程序设定的 特殊功能寄存器： TMOD （定时器方式控制寄存器） TCON（定时器控制寄存器）,定时/计数器的控制方式,16,（89H）,TMOD,控制T1,控制T0,门控位,功能选择位,工作方式选择 00 方式0 01 方式1 方式2 方式3,方式寄存器TMOD,GATE =,0 与/INTx无关 1 受/INTx限制,17,T1（P3.5）,GATE,TR1,INT1,TF1,中断,K,控制,计数方式的控制逻辑,A,B,“+1”,（以T1为例）,计数器,“
9、+1”,“+1”,中断开放,定时/计数的启动受TCON寄存器中TR0(TR1)位的控制 GATE起辅助作用： GATE = 0，TR0(TR1) = 1 启动计数 GATE = 1，还需/INT0和/INT1 = 1 才能启动计数 利用门控信号，可以来测量接在INT1端的正脉冲宽度,定时方式：C/T = 0, 计数脉冲来自单片机的内部振荡脉冲的12分频 计数方式：C/T = 1，计数器的时钟来自引脚T1,计数方式的控制逻辑,18,（88H）,TCON,T1、T0 启/停控制位,T1、T0 溢出标志位,“0” 停止,“1” 启动,“1” 有溢出,“0” 无溢出,可编程 可控制,“+1”,工作,记
10、录有无溢出,控制寄存器TCON,溢出则申请中断 中断响应后自动复0,19,0 禁止,1 允许,0 禁止,1 允许,总 中断,总 中断,中断,中断,IE (A8H),CPU,IE 的相应位被置 “0” 或 “1” 该相应中断即被“禁止”或“开放”,中断允许控制寄存器IE与定时器中断有关的控制位,中断的允许或禁止是由片内的中断允许寄存器IE控制的,20,工作模式 功能 模式0 13位计数器 模式1 16位计数器 模式2 可自动装入计数初值的8位重装计数器 模式3 T0分为两个8位计数器，T1停止计数,8031内部定时/计数工作方式,21,13位的定时计数器，由TH的8位和TL的低5位组成,TL40
11、,工作过程： 根据定时/计数值装入初值 开始计数后，计数器按加法计数器工作 计数器溢出时回到全0状态，计数或定时不再按预设值继续进行 计数溢出时还产生中断申请信号,模式0,22,若要求计数值为1000，计数的初值应为 213 1000 = 7192 换算为二进制数为 11100000 11000,13位计数器，装入的计数初值13位二进制数。,11100000,00011000,TH TL 初值高8位 初值低5位,实际所置的初值应为： 11100000 00011000,模式0,23,模式0的应用,例1：试利用T0产生周期为1ms，宽度为一个机器周期的负脉冲串，并由P1.0送出 假设系统晶振为1
12、2MHz，则计数周期为1s，若计数器的初值为X，则要求 1 x 10-3 = (213-C） x 1 x 10-6 故X = 7192 = 1110000011000B，其中高8位赋给TH0，低8位赋给TL0，所以TH0 = 0E0H, TL0 = 18H。,24,采用查询方式 MOV TMOD, #00H ；设置定时器0模式0 MOV TH0, #0E0H ；定时器高8位初值 MOV TL0, #18H ；定时器低8位初值 SETB TR0 ；启动定时器0 T0INT: JNB TF0, T0INT ； CLR TF0 CLR P1.0 SETB P1.0 MOV TH0, #0E0H ；用
13、软件重新装载TH0和TL0 MOV TL0, #18H SJMP T0INT,25,采用中断方式 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0100H MAIN: MOV TMOD, #00H MOV TH0, #0E0H ；送定时初值 MOV TL0, #18H MOV IE, #82H ；允许T0中断EA = 1, ET0 = 1 SETB TR0 ；启动定时器0 LOOP: SJMP LOOP ORG 0200H T0INT: CLR P1.0 ；送负脉冲 SETB P1.0 MOV TH0, #0DDH ；用软件重新赋初值 MOV TL0
14、, #18H RETI END,26,16位的定时计数器，由TH的8位和TL的8位组成,工作过程：同方式0 计数初值：高8位写入TH，低8位写入TL,若要求计数值为58344，计数的初值应为 216 58344 = 7192 换算为二进制数为 00011100 00011000,00011100,00011000,TH TL 初值高8位 初值低8位,模式1,27,模式1的应用,例2：利用定时器0产生25Hz的方波，由P1.0口输出。假设CPU不做其他工作，采用查询方式进行控制，设晶振频率为12MHz。 1） 定时 or 计数？ 2）定时长度？ 3）运用哪种定时器工作模式？ 4）定时器初值？,2
15、8,模式1的应用,查询方式下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV TMOD, #01H MOV TH0, #0B1H MOV TL0, #0E0H SETB TR0 LOOP: JNB TF0, $ CLR TF0 MOV TH0, #0B1H MOV TL0, #0E0H CPL P1.0 SJMP LOOP END,请写出中断方式下的程序,29,可自动重装载的8位计数器,TL为8位计数器，装入初值并启动后按8位加法计数器工作 TH为8位寄存器，计数初值也装入TH 当低8位计数器溢出时，除了可以申请中断，还将TH保存的内容向TL重新装入，以便于T
16、L重新计数 可连续计数，但计数长度有限，只有28 = 256,模式2,30,模式2的应用,例3：利用T1模式2进行计数，每计200次进行累加器加1操作 计算计数器初值为 28 200 = 56D = 38H 采用查询方式,31,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV TMOD, #60H ；设置定时器1模式2 MOV TH0, #38H ；保存计数初值 MOV TL0, #38H ；设置计数初值 SETB TR1 ；启动定时器1 DEL: JBC TF1, LOOP ；查询是否计数溢出 AJMP DEL LOOP:INC A ；累加器加1 AJMP DEL ；循环 END,请写出中断方式下的程序,32,定时器计数器的编程和应用,编程
