单片机课程课件定时器

《单片机课程课件定时器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程课件定时器（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2 MCS-51的定时器/计数器,在单片机实时应用系统中，有定时和对外部事件计数的功能 。 定时：对周期已知的脉冲信号计数 计数：对外部事件计数，对周期未知的外来脉冲信号计数 定时方法： 采用软件：占用CPU的时间，降低了CPU的使用效率； 定时或计数方法： 采用专门的硬件电路，参数调节不便； 采用可编程的定时器/计数器是最好的方法。 可以方便灵活地修改定时或计数的参数或方式 与CPU并行工作，大大提高了CPU的工作效,2.1 定时器/计数器的组成 Timer/ Counter,MCS-51单片机内部有二个16位的可编程的定时器/计数器： 定时器/计数器0（T/C0） 定时器/计数器1（T/C

2、1） 它们都有定时和对外部事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件检测和计数等场合.,T/C0和T/C1的结构及与CPU的关系如图6-4所示。,结构组成： T/C0由两个8位的TH0（8CH）和TL0（8AH）组成 T/C1由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 工作方式： 通过TMOD和 TCON对每个T/C设置定时或计数 特殊功能寄存器 TMOD(Timer Mode Register) TCON(Timer Control Register ) THx 存放计数初值的高8位 TLx 存放计数初值的低8位,

3、定时器/计数器（T/C0和T/C1）的组成,T/C0和T/C1都是16位的加1计数器,方式0,方式1,方式2,方式3,TH0,TL0,T/C1,TH1,TL1,T/C0,方式3 串行口 波特率发生器,共同点：都是通过计数器计脉冲的个数来实现的,定时方式与计数方式的主要区别,1、定时方式 T/C计数8051内部机器周期信号的个数 ，由计数个数可以计算出定时时间 。 每个机器周期使T/C的计数器增加1，直至计满回零后自动产生溢出中断请求，表示定时时间到 。 f=12MHz， 一个机器周期是1 s,2、 计数方式 T/C计数来自引脚T0（P3.4）和T1(P3.5)的外部脉冲信号的个数。 输入脉冲由

4、1变0的下降沿时，计数器的值增加1直到回零产生溢出中断,表示计数已达预期个数。 最高计数频率为振荡频率的1/24。 即计数周期=2机器周期。,不同点：,5.2.1 定时器/计数器的控制,定时器/计数器的工作由TCON和TMOD控制 由软件把控制字写入TCON和TMOD，用来设置T/C0和T/C1的工作方式和控制功能。 当8051系统复位时，TCON和TMOD所有位都被清0。 一、工作模式寄存器TMOD（89H） TMOD用于控制T/C0和T/C1的工作模式，其各位的定义格式如下：,其中，低4位用于T/C0，高4位用于T/C1。各位功能如下：,3GATE 门控位（控制启动方式） GATE0时，T

5、/C的启动只要用软件使TR0（或TR1）置1即可，而不管/INT0（或/INT1）的电平是高还是低。 GATE1时，只有/INT0(或/INT1）引脚为高电平且由软件使TR0（或TR1）置1时，才启动T/C工作。 也就是T/C的启动受双重控制。 注意：TMOD不能位寻址，只能由字节设置T/C的工作方式， 低半字节设定T/C0，高半字节设定T/C1。,二、 控制寄存器 TCON（88H） 控制寄存器 TCON除可字节寻址外，各位还可位寻址。各位定义及格式如下：,1） TF1（TCON.7） T/C1的溢出标志位。 当T/C1被允许计数后，T/C1从初值开始加1计数，回零时由高位产生溢出，由硬件自

6、动置TF1为“1”，并向CPU请求中断，当CPU响应并进入中断服务程序后，TF1又被硬件自动清0。TF1也可以由程序查询和清0。 2）TF0（TCON.5） T/C0溢出标志位。其功能同TF1。,3） TR1（TCON.6） T/C1运行控制位。 由软件置位或复位。 当GATE（TMOD.7）为0时, TR1 为1时,启动T/C1计数； TR1为0时, 停止T/C1计数。 4） TR0（TCON.4） T/C0运行控制位。 其功能同TR1，只是GATE 为TMOD.3。 5） IE1、IT1、IE0、IT0（TCON.3TCON.0） 外部中断INT1、INT0的中断标志位和申请信号的触发方式

7、控制位。,5. 2. 3 定时器的四种工作方式, TMOD中控制位C/T设置定时或计数功能 M1、M0位的设置选择四种工作方式， 即方式0、方式1、方式2和方式3 方式0、1和2时，T/C0和T/C1的工作相同； 方式3时，T/C0和T/C1的工作不同。,方式0 高8位和低5位的一个13位计数器的运行方式 当TL1的低5 位溢出时，向TH1进位，而TH1溢出(回零)时向TF1标志进位（硬件置位TF1），并申请中断。还可以通过查询TF1是否置位来判断TH1是否回零溢出。,启动控制 BTR1A TR1(INT1+GATE ),举例：利用GATE位测正脉冲的宽度,方式1 方式1是一个16为定时器/计

8、数器，见图6-7。 方式1的结构几乎与方式0完全一样，唯一的差别是：方式1中的TH1(TH0)和TL1（TL0） 均是8位的，构成16位计数器。,方式2 在方式2时，T/C被拆成一个8位的寄存器TH1（TH0）和一个8位计数器TL1（TL0），两者构成可以自动重装载的8位T/C，如图6-8所示。,每当它计满回零时 一方面向CPU发出溢出中断请求， 另一方面从TH1（或TH0）中重新获得初值并启动计数; 也就是CPU 自动将TH1（或TH0）中存放的初值重新装回到TL1（或TL0），并在此初值的基础上对TL1（或TL0）开始新一轮计数，周而复始，直到下停止计数或更改工作方式命令为止。,方式3 方

9、式3下T/C0和T/C1功能就不同了。此时，TH0和TL0按两个独立的8位计数器工作，如图所示。T/C1只能按不中断的方式工作，常常利用它的定时功能作串行口波特率发生器,如图所示。 T/C0方式3时,TL0占用了T/C0的C/T、GATE、TR0、TF0、T0（P3.4）和INT0控制引脚 。 TH0只有简单的内部定时功能，它占用了T/C1的TR1控制位和TF1中断标志位，其启动/关闭仅受TR1控制。,在T/C0工作在方式3时，T/C1仍可设置为方式02。 由于TR1和TF1已被T/C0（TH0）占用，计数开关已被接通，此时仅用T/C1的C/T来切换其定时或计数工作方式就可使T/C1工作。 计

10、数器（8位、13位或16位）回零溢出时，只能将输出送入串行口或用于不需要中断的场合。 一般情况下，当T/C1用作串行口波特率发生器时，T/C0才设置为工作方式3。 此时，常把T/C1设置为方式2用作波特率发生器，见图6-10,5.2.3 T/C的初始化 1. 初始化的步骤 MCS-51内部的T/C是可编程的,其工作方式和模式通过程序进行设定和控制,称为对T/C的初始化。初始化的步骤是： 1) 确定工作方式，即根据题目要求先给TMOD送一个方式控制字。 2)计算计数初值/定时初值，并写入TH0、TL0或 TH1、TL1中。 3)根据需要，置位EA使CPU开放中断，同时置位ETx允许T/C中断。I

11、P设定中断优先级。 4) 给TCON送命令控制字，即置位TRx启动T/C计数。,2计数器初值的计算 T/C在计数模式下，计数之前必须给它的计数器TH0、TL0或TH1、TL1选送计数初值。T/C的计数器是在计数初值的基础上加1计数的，当计数器回“0”时自动产生溢出，置位TFx中断标志，向CPU 提出中断请求。 设需要计数器计数的个数为 X，计数初值为C，由此可得出如下计算计数初值的通式： 计数初值: C M - X （61） 式中，M为计数器的模值，该值和计数器的工作方式有关。 当方式0时 M 当方式1时 （62） 当方式2、3时,3定时器初值计算 在定时模式下，计数器对单片机振荡频率fosc

12、经12分频后的机器周期进行加1计数，用X表示计数个数，M表示模，C表示定时初值， Tcy表示机器周期，则 1 Tcy 12/fosc，因此， 定时时间T的计算公式为： T XTcy （ M-C）Tcy （63） 定时初值公式为： C M - T/ Tcy （64） 定时器的溢出率 1/T fosc/（12X） fosc/（12 （M-C） （65） 应用举例1 举例2 GATE,例6-2 利用T/C0方式0产生1ms的定时,在P1.0引脚上输出周期为2ms的方波。设单片机晶振频率fosc 12MHZ。 解： （1）确定T/C0的工作方式 要在P1.0输出周期为2ms的方波，只要使P10每隔1m

13、s取反一次即可。 （2）送T/C0的方式控制字 （TMOD）00H，即T/C0定时，方式0，只由TR0启动，因为T/C1不用，高4位取0。即： GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 0 0 0 0 0 0 0 0 TR0 定时 方式0 , T/C1不用各位均取0 启动,（3）计算定时初值 Tcy12/fosc12/（12106 ）S1s 计数个数 : X1ms/1s1000 定时初值: C( -X） 8192-1000 7192D 1C18H 11100000 11000B 高8位0E0H 低5 位18H TH0初值为0E0H，TL0初值为18H 。 若采用方式1，16位

14、，则 定时初值： C 65536-1000 64536 FC18H TH0初值为0FCH，TL0初值为18H,(4) 编程方法 可以采用中断或查询两种方式编写程序。 1) 中断方式： 当T/C0定时溢出时，TF0被置1，申请中断。编程使CPU采用响应中断方式输出方波效率比较高。 程序清单：,ORG 0000H AJMP MAIN ； 转到主程序MAIN ORG 000BH AJMP TC0S ； 转到T/C0的中断服务程序TC0S 主程序： ORG 1000H MAIN： MOV SP，#6FH MOV TMOD ，#00H ；置T/C0为方式0，定时。 MOV TH0，#0E0H ；送计数初

15、值 MOV TL0，#18H SETB ET0 ；T/C0允许中断 SETB EA ；CPU开中断 SETB TR0 ；启动T/C0定时 HERE： SJMP HERE ；等待中断 中断服务程序： ORG 1200H TC0S： MOV TH0，#0E0H ；重新装入计数初值 MOV TL0，#18H CPL P1.0 ；输出方波 RETI ；中断返回 END,ORG 0000H MOV TMOD，#00H MOV TH0，#0E0H MOV TL0，#18H SETB TR0 LOOP：JBC TF0，DO1 SJMP LOOP DO1：MOV TH0，#0E0H MOV TL0，#18H CPL P10 SJMP LOOP END,2) 查询方式： 还可以使CPU采用查询TF0的方式处理T/C0定时溢出，编程简单，但效率较低。 程序中查询采用JBC TF0，DO1 指令，目的是当判到TF01后，必须用软件复位TF0，为下次计数器回零溢出做好准备，这条指令具有判TF0为1后清零的双重功能。,例6-5 利用GATE门控位测量从INT1引脚输入的正脉冲宽度。解：1. 确定工作方式 (1）送方式控制字