《单片机c语言编程定时器计数器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机c语言编程定时器计数器（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 MCS-51单片机定时器/计数器,目 录 6.1 MCS-51定时器/计数器的结构及原理 6.2 定时器T0、T1 6.3 定时器T2 6.4 定时器应用举例,本章主要讨论MCS-51单片机定时器/计数器的逻辑结构和工作原理。内容主要有MCS-51单片机定时器T0、T1、T2的逻辑结构，工作方式的选择和应用。 本章为单片机的主要内容，也是第七章串行口的学习的基础。,第6章 MCS-51单片机的定时器/计数器,6.1 MCS-51单片机定时器/计数器的结构及原理,主要内容 6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构 6.1.2 MCS-51单片机定时器的工作原理 6.1.3 定时器/计数
2、器的控制寄存器,6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构,MCS-51单片机定时器/计数器逻辑结构图：,6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构,MCS-51主要由如下构成： 三个16位的可编程定时器/计数器：定时器/计数器0、1和2。 每个定时器有两部分构成：THx和TLx 特殊功能寄存器T2MOD和T2CON ，主要对T2进行控制。 特殊功能寄存器TMOD和TCON ，主要对T0和T1进行控制。,6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构,引脚P3.5、P3.4、P1.0，输入计数脉冲。 定时器T0、T1和T2是3个中断源，可以向CPU 发出中断请求。 定时器/计数器T2增加了两个8位
3、的寄存器： RCAP2H和RCAP2L。 特殊功能寄存器之间通过内部总线和控制逻辑电路连接起来。,6.1.2 MCS-51单片机定时器的工作原理,定时器/计数器T0、T1、T2 的内部结构简图如下图所示。,6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理,从上图可以看出： 定时器的实质是一个加1计数器。 C/T =0 ，为定时器方式。 计数信号由片内振荡电路提供，振荡脉冲12分频送给计数器，每个机器周期计数器值增1。 例如：如果晶振频率为12MHz，则最高计数频率为0.5MHz,6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理,C/T =1 ，为计数方式。 计数信号由Tx引脚(P3
4、.4、P3.5和P1.0)输入，每输入一有效信号，相应的计数器中的内容进行加1。 控制信号TRx=1时，定时器启动。 当定时器由全1加到全0时计满溢出，从0开始继续计数，TFx=1 ，向CPU申请中断。,6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器,1、T0、T1 工作模式寄存器TMOD 功能：确定定时器的工作模式。 其格式如图6-3所示：,GATE外部门控制位。 GATE1，使用外部控制门。 TRx=1， P3.2（P3.3）=1时，启动定时器。,6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器,GATE0，不使用外部门控制计数器 C/T定时或计数方式选择位 。 C/T0时，为定时器 C/T1时
5、，为计数器 采样过程：CPU在每机器周期S5P2期间，输入信号进行采样。若前一机器周期采样值为1，下一机器周期采样值为0，则计数器增1，随后的机器周期S3P1期间，新的计数值装入计数器。,6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器,M1、M0工作模式选择位。 如下表所示:,6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器,2、T0、T1的控制寄存器TCON,TF1、TF0：T1、T0的溢出标志位 计数溢出，TFx=1。 中断方式：自动清零； 查询方式：软件清零。,6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器,TR1、TR0：T1、T0启停控制位。 置1，启动定时器； 清0，关闭定时器。 IE1、
6、IE0：外部中断1、0请求标志位 IT1、IT0：外部中断1、0触发方式选择位 注意： GATE=1 ，TRx与P3.2（P3.3） 的配合。,6.2 定时器T0、T1的工作模式及应用,主要内容 6.2.1 模式0的逻辑结构及应用 6.2.2 模式1的逻辑结构及应用 6.2.3 模式2的逻辑结构及应用 6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,6.2.1 模式0的逻辑结构及应用,M1M000，选择模式0。逻辑结构如图6-5所示。（以T0为例） T0的结构：13位定时器/计数器。 由TH0的8位、TL0的低5位构成(高3位未用) 工作过程：TL0溢出后向TH0进位，TH0溢出后将TF0置位，并向CPU
7、申请中断。 定时时间=（213-定时初值）机器周期 最大定时时间：213机器周期,6.2.1 模式0的逻辑结构及应用,C/T=1，计数方式。计数脉冲由P3.4引脚输入。 C/T=0时，定时方式。,图6-5 模式0的逻辑结构图,6.2.2 模式1的逻辑结构及应用,M1M001时，选择模式1。逻辑结构如下页图所示。 T0的结构：16位定时器/计数器。 TL0：存放计数初值的低8位。 TH0存放计数初值的高8位； 定时时间=(216-定时初值)机器周期 最大定时时间：216机器周期,6.2.2 模式1的逻辑结构及应用,工作过程：当TL0计满时，向TH0进1；当TH0计满时，溢出使TF0=1，向CPU
8、申请中断。 MCS-51单片机之所以设置几乎完全一 样 的方式0和方式1，是出于与 MCS-48单片机兼容的。,6.2.3 模式2的逻辑结构及应用,M1 M0 10时，选择模式2。逻辑结构如图6-7所示。 T0的结构： TL0：8位的定时器/计数器； TH0：8位预置寄存器，用于保存初值。 工作过程：当TL0计满溢出时，TF0置1，向CPU发出中断请求；同时引起重装操作（TH0的计数初值送到TL0），进行新一轮计数。,6.2.3 模式2的逻辑结构及应用,图6-7 模式2的逻辑结构图,6.2.3 模式2的逻辑结构及应用,定时时间=(28 - 初值)机器周期 最大定时时间=28 机器周期 优点：模
9、式2能够进行自动重装载。模式0和1计数溢出后，计数器为全0。循环定时或计数时，需要重新设置初值。 说明：在模式2能够满足计数或定时要求时，尽可能使用模式2。,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,1、T0模式3的结构特点 M1 M0 11，选择模式3。逻辑结构如图 6-8和6-9所示： 结构： TL0、TH0分为两个独立的8位计数器 TL0： 8位定时器/计数器 使用T0所有的资源和控制位 TH0：8位定时器 使用T1所有的资源(中断向量、中断控制ET1、PT1)和控制位 （TR1、TF1）,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,图6-8 模式3下T0的逻辑结构图,6.2.4 模式3的逻辑结构及应
10、用,2、T0模式3时T1的工作模式 T1可以模式0模式2工作。 T1的结构如图6-9所示 由于TF1及中断矢量被TH0占用，所以T1仅用作波特率发生器或其它不用中断的地方。 T1作波特率发生器，其计数溢出直接送至串行口。设置好工作方式，串行口波特率发生器开始自动运行。 TMOD中T1的M1M0=11，T1停止工作。,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,图6-9 模式3下，T1的逻辑结构图,思考：T0工作在模式3，T1怎么进行方式设置？,串行口,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,1、定时器/计数器工作模式的选择方法 （1）首先计算计数值N （2）确定工作模式 原则是尽可能地选择模式2 若 N
11、256选择模式2，否则选择模式1 （3）如果需要增加一个定时器/计数器 选择模式3。,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,2、定时器/计数器初值X的计算方法 因为 X + N = 28或216 所以 X = 28或216-N （1）对定时器 设定时时间为t N = t/机器周期 所以 X = 28或216- t/机器周期 （2）对计数器 X = 28或216- N,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,例6-1 设单片机的振荡频率为12MHz，用定时器/计数器0的模式1编程，在P1.0引脚产生一个周期为1000s的方波，定时器T0采用中断的处理方式。 定时器的分析过程。 工作方式选择 需要产生周
12、期信号时，选择定时方式。定时时间到了对输出端进行周期性的输出即可。 工作模式选择 根据定时时间长短选择工作模式。 首选模式2，可以省略重装初值操作。,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,定时时间计算：周期为1000s的方波要求定时器的定时时间为500s，每次溢出时，将P1.0引脚的输出取反，就可以在P1.0上产生所需要的方波。 定时初值计算： 振荡频率为12MHz，则机器周期为1s。 设定时初值为X， （65536-X）1s=500s X=65036=0FE0CH 定时器的初值为：TH0=0FEH，TL0=0CH,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,C语言程序： #include /包含特殊功
13、能寄存器库 sbit P1_0=P10; /进行位定义 void main( ) TMOD=0x01; /T0做定时器，模式1 TL0=0x0c; TH0=0xfe; /设置定时器的初值 ET0=1; /允许T0中断 EA=1; /允许CPU中断 TR0=1; /启动定时器 while(1); /等待中断 ,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,void time0_int(void) interrupt 1 /中断服务程序 TL0=0x0c; TH0=0xfe; /定时器重赋初值 P1_0=P1_0; /P1.0取反，输出方波 汇编语言程序： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0
14、00BH LJMP TIME0,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,MAIN: MOV TMOD,#01H ；T0定时，模式1 MOV TL0,#0CH ；置定时初值 MOV TH0,#0FEH SETB ET0 ；定时器T0开中断 SETB EA ；CPU开中断 SETB TR0 ；启动定时器T0 SJMP $ ；等待定时器溢出 TIME0: ;中断服务程序 MOV TL0,#0CH MOV TH0,#0FEH ；重装定时初值 CPL P1.0 ；P1.0取反 RETI ；中断返回 END,6.2.4 模式 3的逻辑结构及应用,例6-2 设单片机的振荡频率为12MHz，用定时器/计数器0编程
15、实现从P1.0输出周期为500s的方波。 分析：方法同例6-1 定时时间： 方波周期为500s，定时250s。 模式选择： 定时器0可以选择模式0、1和2。模式2最大的定时时间为256s，满足250s的定时要求，选择模式2。,6.2.4 模式 3的逻辑结构及应用,（1）初值计算 （256-X）1s=250s X=6； 则TH0=TL0=6 （2）程序： 采用中断处理方式的程序 ： C语言程序 ： # include /包含特殊功能寄存器库 sbit P1_0=P10;,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,void main( ) TMOD=0x02; /选择工作模式 TL0=0x06; TH0
16、=0x06; /为定时器赋初值 ET0=1; /允许定时0中断 EA=1; TR0=1; /启动定时器0 while(1); /等待中断 void time0_int(void) interrupt 1 P1_0=P1_0; ,6.2.4 模式3的逻辑结构及应用,汇编语言程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ；中断处理程序 CPL P1.0 RETI ORG 0030H ；主程序 MAIN: MOV TMOD，#02H MOV TL0，#06H MOV TH0，#06H SETB ET0 ；允许定时器0中断 SETB EA ；允许CPU中断 SETB TR0 ；启动定时器0 SJMP $ ；等待中断 END,6
