单片机原理与接口技术6课件

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1、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,6.1 定时器概述,6.1.1 89C51定时器结构 6.1.2 89C51定时器功能,6.1.1 89C51定时器结构,有两个16位的定时器/计数器: 定时器0（T0） 定时器1（T1）。 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。 如图,6.1.1 89C51定时器结构,6.1.2 89C51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。 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。

2、 每个定时器/计数器有四种工作模式。 模式0-3,定时工作方式简介：,定时脉冲为单片机片内振荡器输出经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。,当采用12MHz晶振时，一个机器周期为1s，计数频率为1MHz。,计数工作方式简介：,通过引脚P3.4 （ T0 ）和P3.5 （ T1 ）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。图,6.2 定时器的控制,6.2.

3、1 工作模式寄存器 TMOD 6.2.2 控制器寄存器 TCON,6.2.1 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。 系统复位时，TMOD的所有位被清0。 TMOD各位的定义格式如图所示：,图 工作模式寄存器TMOD的位定义,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。,表6-1 M1，M0控制的四种工作模式, 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/

4、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, 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,6.2.2 控制器寄存器 TCON,TCON可位寻址。 系统复位时，TCON的所有位被清0。 TCON各位的定义格式如图所示。,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IE0,IT1,IT0,TCON （88H）,8FH 8

5、EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H,图 控制寄存器TCON的位定义,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。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。, 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。

6、 其功能和操作情况同TR1。,TCON各位的功能, 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,6.3 定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,6.3.1 模式 0 及其应用,一、模式 0 工作特点 二、模式 0 的逻辑电路结构 三、模式 0 的应用举例,一、模式 0 工作特点,T0、T1为3位计数器。 TH0的8位和TL0的低5位 TH的8位和TL1的低5位

7、 以下以0说明：,TH0溢出时，向中断标志TF0进位（硬件置位TF0），并申请中断。 T0是否溢出可查询TF0是否被置位，以产生T0中断。 定时时间为： t=(213T0初值)振荡周期12,二、模式 0 的逻辑电路结构,如图,二、模式 0 的逻辑电路结构,二、模式 0 的逻辑电路结构,C/T=0时: 控制开关接通振荡器12分频输出端，T0对机器周期计数。 这是定时工作方式。 其定时时间为： t=(213-T0初值)振荡周期12 C/T=l时: 控制开关使引脚T0(P3.4)与13位计数器相连， 外部计数脉冲由引脚T0(P3.4)输入， 当外部信号电平发生由1到0跳变时，计数器加1。 这时，T0

8、成为外部事件计数器。这就是计数工作方式。,二、模式 0 的逻辑电路结构,GATE=O时， 或门输出A点电位保持为1,“或”门被封锁。 于是，引脚INTO输入信号无效。 这时，“或”门输出的l打开“与”门。 B点电位取决于TRO的状态， 于是，由TRO一位就可控制计数开关K，开启或关断TO。 若软件使TRO置1便接通计数开关K，启动TO在原上加1计数，直至溢出。 溢出时，13位寄存器清O,TF0置位，并申请中断，TO从0重新开始计数。 若TRO=0，则关断计数开关K，停止计数。,二、模式 0 的逻辑电路结构,GATE=l时 A点电位取决于INT0(P3.2)引脚的输入电平。 仅当INT0输入高电

9、平，且TR0=1时，B点才是高电平，计数开关K闭合，T0开始计数。 当INT0由1变0时，T0停止计数。 这一特性可以用来测量在INT0端出现的正脉冲的宽度。,三、模式 0 的应用举例,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。,解：模式0，13位计数器。 （1）试确定T0初值X (213X)1/6 10-612=110-3 s X=7692D =1 1110 0000 1100B1E0CH T0的低5位：01100B=0CH即(TL0)=0CH T0的高8位：11110000B=F0H即(TH0)=F0H （2）计算最大定

10、时时间T T0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. T=(213-0)1/6 10-612=16.384ms,例6-2：上例中，定时时间1ms,编程。在P1.0的引脚上产生输出周期为2ms的方波。 设T0工作在模式0，定时时间为1ms，定时时间到，P1.0取反。,解： （1）计算T0初值X 计算步骤见例6-1。 结果：(TH0)=0F0H,(TL0)=0CH。,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

11、,例6-2主程序：,ORG 0100H MAIN: MOV SP,#60H ；设堆栈指针 ACALL PTOMD HERE: AJMP HERE ；等待 PTOMD: MOV TMOD,#00H；选择工作模式 MOV TL0,#0CH；送初值 MOV TH0,#0F0H SETB TR0 ；启动定时 SETB ET0 ；T0开中断 SETB EA ；CPU开中断 RET,例6-2,中断服务程序 ORG 0120H ITOP: MOV TL0,#0CH ；重新装如初值 MOV TH0,#0F0H CPL P1.0 ；P1.0取反 RETI,例6-3,利用T0的工作模式0产生1ms定时，在P1.0

12、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。,例6-3,解： 要在P1.0引脚输出周期为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。,（2）计算1ms定时时T0的初值 (213X)1/12 10-612=110-3 s X=7193D=11100000 11000B T0的低5位：11000B=18H即 (TL0)=18H T0的高8位：11100000B=E0H即 (TH0)=E0H,例6-3,例6-3（3）采用查询方式的程序清单,MO

13、V TMOD,#00H ；设置T0为模式0 MOV TL0,#18H ；送初值 MOV TH0,#0E0H SETB TR0 ；启动定时 LOOP：JBC TF0，NEXT ；查询定时时间到否 SJMP LOOP NEXT：MOV TL0,#18H ；重装计数初值 MOV TH0,#0E0H CPL P1.0 ；取反 SJMP LOOP ；重复循环,例6-3（4）采用定时器溢出中断方式的程序,主程序 ORG 0000H RESET: AJMP MAIN ； 跳过中断服务程序区 ORG 0030H MAIN： MOV TMOD,#00H ；设置T0为模式0 MOV TL0,#18H ；送初值 M

14、OV TH0,#0E0H SETB 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,例6-3,中断服务程序 ORG 000BH AJMP CTC0 ORG 0120H CTC0: MOV TL0,#18H ；重新装如初值 MOV TH0,#0E0H CPL P1.0 ；P1.0取反 RETI,6.3.2 模式 1 及其应用,一、模式 1 工作特点 二、模式 1 的逻辑电路结构 三、模式1 的应用举例,一、模式 1 工作特点,该模式对应的是一个16位的定时器/计数器。 用于定时工作方式时，定时时间为： t

15、=(216初值)振荡周期12 用于计数工作方式时，计数长度最大为： 216=65536（个外部脉冲）,二、模式 1 的逻辑电路结构,图6-8,二、模式 1 的逻辑电路结构,三、模式 1 的应用举例,例6-4： 用定时器T1产生一个50Hz的方波，由 P1.1输出，使用程序查询方式，fosc=12MHz。,（例6-4）,解： 方波周期T=1/50=0.02s =20ms 用T1定时10ms 计数初值X为： 10 1000us=(216-X) (1/12) 12us X=21612101000/12 =6553610000=55536=D8F0H,（例6-4）,源程序清单： MOV TMOD,#10H ；设置T1为模式1 SETB TR1 ；启动定时 LOOP： MOV TL1,#0D8H ；送初值 MOV TH1,#0F0H JNB TF1，$ ；查询定时时间到否 CLR TF1 ;产生溢出，清标志位 CPL P1.1 ；取反 SJMP LOOP ；重复循环,6.3.3 模式 2 及其应用,一、模式 2 工作特点 二、模式 2 的逻辑电路结构 三、模式 2 的应用举例,一