单片机第六章

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1、6.1 定时/计数器概述,定时器可以实现的功能：, 定时操作：产生定时中断，实现定时采样输入信号， 定时扫描键盘、显示器等定时操作。,测量外部输入信号：对输入信号累加统计或测量输入 信号的周期参数。,定时输出：定时触发输出引脚的电平，使输出脉冲的 宽度、占空比、周期达到预定值。,在单片机的内部结构中，有两个16位可编程的定时/计数器，各有2种工作模式： （1）计数器工作模式 对外来脉冲（外部事件）进行计数，外部脉冲由T0（P3.4）和T1（P3.5）的两个输入引脚输入到单片机内部。每输入一个脉冲，计数器加1 （2）定时器工作模式 也是通过计数来实现的，计数脉冲来自单片机的工作时钟。,6.2 定

2、时/计数器的结构和工作原理,一、逻辑框图,二、工作原理,1、 加1计数器 2、定时/计数器的工作状态 3、定时/计数器的计数速率 4、计数器的容量 5、溢出,6.3 定时/计数器的控制,定时器控制寄存器（可以按位操作）,TCON 88H,TF0、TF1 分别是定时、计数器T0、T1的溢出标志位。,TR0 定时 / 计数器0运行控制位。=0 停止，=1 开始工作，软件置位，软件复位。,TR1 定时 / 计数器1运行控制位。（用法与TR0类似）, 工作方式控制寄存器 （不可以按位操作）,TMOD 89H,GATE : 门控位. GATE = 0 启动不受 /INT0或 /INT1的控制；GATE

3、= 1 启动受 /INT0 或 /INT1 的控制。,C/T : 外部计数器 / 定时器方式选择位C/T = 0 定时方式；C /T = 1 计数 方式,M1M0：工作模式选择位（编程可决定四种工作模式）。,0 0 13位定时/计数器 方式0 0 1 16位定时/计数器 方式1 0 8 位自动重装定时/计数器 方式2 1 1 TL0 8位定时/计数器 方式3 TH0 8位定时器 T1 停止计数,6.4 定时器/计数器的4种工作方式 6.4.1 方式0 M1、M0为00 ，定时器/计数器的框图：,6.4.2 方式1 M1、M0=01，16位的计数器。 6.4.3 方式2 计数满后自动装入计数初值

4、。 M1、M0=10 ，等效框图如下：,TLX作为常数缓冲器，当TLX计数溢出时，在置“1”溢出标志TFX的同时，还自动的将THX中的初值送至TLX，使TLX从初值开始重新计数。,6.4.4 方式3 增加一个附加的8位定时器/计数器，从而具有3个定时器/计数 器。,只适用于定时器/计数器T0。T1不能工作在方式3 T1方式3时相当于TR1=0，停止计数（此时T1可用来作串行口波特率产生器）。 1工作方式3下的T0 T0分为两个独立的8位计数器:TL0和TH0 。TL0使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0、，而TH0被固定为一个8位定时器（不能作外部计数模式），并使用定时器T1的状态控

5、制位TR1和TF1，同时占用定时器T1的中断请求源TF1。 各引脚与T0的逻辑关系如图所示：,2T0工作在方式3下T1的各种工作方式 当T1用作串行口的波特率发生器时， T0才工作在方式3。T0处于方式3时， T1可定为方式0、方式1和方式2，用来作为串行口的波特率发生器，或不需要中断的场合。 （1）T1工作在方式0,（2） T1工作在方式1 （3） T1工作在方式2,6.5 定时器/计数器对输入信号的要求 1、定时器模式 计数脉冲为内部时钟脉冲，即每个机器周期计数器增1，因此 定时/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡频率的 1/12。 2、计数模式 计数脉冲来自外部输入引脚T0或T1

6、。单片机需要2个机器周 期确认1次负跳变。因此外部计数脉冲的最高频率为系统振荡 器频率的1/24，例如选用12MHz频率的晶体，则可输入 500KHz的外部脉冲。 输入信号的高、低电平至少要保持一个机器周期。 如图6-10所示，图中Tcy为机器周期。,6.6 定时器/计数器的编程和应用 对定时/计数器的编程包括以下几个步骤 1、确定工作方式，对TMOD寄存器进行赋值。 2、计算计数初值，并写入寄存器TH0、TL0或TH1、TL1。 3、根据需要，置位ETx允许中断 4、置位EA允许总中断。,5、置位TRx启动计数。 计数初值的计算： （1）定时模式 假设定时时间为T，机器周期为Tp， 则需要的

7、计数脉冲 个数为T/ Tp，应装入定时/计数器的初值为 X=2n- T/ Tp （n为计数器的位数） （2）计数模式 假设计数值为N，则计数初值为 X=2n-N 4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，由于方式0是 为兼容MCS-48而设，初值计算复杂，在实际应用中，一 般不用方式0，而采用方式1。,6.6.1 方式1应用 例1 假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出频率为50Hz、占空比为50%的方波信号。,方波的周期用T0来确定，让T0每隔10ms计数溢出1次，既T0 每隔10ms产生一次中断，CPU相应中断后，在中断服务程序 中对P1.0取反。,(1)计算初值X 设初值为X，则

8、有: (216-X)210-6=110-2 216-X=5000 X=60536 X化为16进制，即X=EC78H。 所以，T0的初值为： TH0=0ECH TL0=78H (2)初始化程序设计 主要是对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确 设置，将计数初值送入定时器中。 (3)中断服务程序设计 中断服务程序除了完成要求的产生方波这一工作之外，还要注 意将计数初值重新装入定时器中，为下一次产生中断作准备。,参考程序： ORG 0000H RESET: AJMP MAIN ；转主程序 ORG 000BH ；T0的中断入口 AJMP ITOP ；转T0中断处理程序IT0P ORG

9、0100H MAIN: MOV SP,#60H ；设堆栈指针 MOV TMOD,#01H ；设置T0为方式1 MOV TL0,#78H ；T0置初值 MOV TH0,#0ECH SETB TR0 ；启动T0 SETB ET0 ；允许T0中断 SETB EA ；CPU开中断 HERE: AJMP HERE,ITOP: MOV TL0,#78H ；T0中断服务子程序，T0置初值 MOV TH0,#0ECH CPL P1.0 ；P1.0的状态取反 RETI,例2 假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出频率为50Hz、占空比为25%的方波信号。 一个周期中，高电平时间5ms，低电平时间15m

10、s X1=65536-5000/2=F63CH X2=65536-15000/2=E2B4H ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START: MOV SP,#30H MOV TMOD,#01H SETB TR0 LOOP: SETB P1.0 MOV TH0，#0F6H MOV TL0, #3CH,JNB TF0，$ CLR TF0 CLR P1.0 MOV TH0，#0E2H MOV TL0, #0B4H JNB TF0，$ CLR TF0 SJMP LOOP END,例3 假设系统时钟频率采用6MHz，编写程序实现与P1口相连的8个LED灯间隔1s闪烁。,（1）

11、T0工作方式的确定 因定时时间较长，采用哪一种工作方式？ 由各种工作方式的特性，可计算出： 方式0最长可定时16.384ms; 方式1最长可定时131.072ms; 方式2最长可定时512s。 选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。 （2）计算计数初值 因为：(216-X)210-6 = 10-1 所以：X=15536=3CB0H 因此：TH0=3CH，TL0=B0H,（4）程序设计 参考程序 : ORG 0000H RESET： LJMP MAIN ；上电，转主程序入口MAIN ORG 000BH ；T0的中断入口 LJMP T0INT ORG 0100H MAIN： MOV

12、SP,#30H ；设堆栈指针 CLR A MOV P1，A MOV R0,#0AH ；设循环次数10次 MOV TMOD,#01H ；设T0工作在方式1 MOV TL0,#0B0H ；给T0设初值 MOV TH0,#3CH,SETB EA SETB ET0 SETB TR0 LOOP： SJMP LOOP T0INT: MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH DJNZ R0，NEXT MOV R0,#0AH CPL A MOV P1，A NEXT: RETI END,6.6.2 方式2的应用 例1 利用T1的方式2对外部信号计数，要求每计满100个数， 将P1.0取反。 本例是方

13、式2计数模式的应用。 （1）选择工作方式 外部信号由T1(P3.5) 脚输入,每发生一次负跳变计数器加1，每输入100个脉冲，计数器产生溢出中断，在中断服务程序中将P1.0取反一次。 T1 方式2的控制字为TMOD=60H。不使用T0时，TMOD的低4位可任取，但不能使T0进入方式3，这里取全0。 （2）计算T1的初值 X=28-100=156=9CH 因此，TL1的初值为9CH，重装初值寄存器TH1=9CH,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 001BH ；T1中断服务程序入口 CPL P1.0 ；P1.0位取反 RETI ORG 0100H MAIN:MOV TMOD,#60H

14、 ；设T1为方式2计数 MOV TL0,#9CH ；T0置初值 MOV TH0,#9CH SETB ET1 SETB EA SETB TR1 ；启动T1 HERE: AJMP HERE,例2 当T0（P3.4）引脚上发生负跳变时，从P1.0引脚上输出一 个周期为1ms的方波,如图所示。（系统时钟为6MHz）,（1）工作方式选择 T0为方式1计数，初值 0FFFFH，即外部计数输入端T0 （P3.4）发生一次负跳变时，T0加1且溢出，溢出标志TF0置 “1”，发中断请求。 T1定义为方式2定时,在进入T0中断程序 后，启动T1每500s产生一次中断，在T1中断服务程序中对 P1.0求反，使P1.

15、0产生周期1ms的方波。 （2）计算T1初值 设T1的初值为X： 则 (28-X)210-6=510-4 X=28-250=6=06H,（3）程序设计 ORG 0000H RESET: LJMP MAIN ；复位入口转主程序 ORG 000BH LJMP IT0P ；转T0中断服务程序 ORG 001BH LJMP IT1P ；转T1中断服务程序 ORG 0100H MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#25H ；初始化，T1为方式2定 ；时，T0为方式1计数 MOV TL0,#0FFH ；T0置初值 MOV TH0,#0FFH,SETB TR0 ；启动T0 SETB ET0 ；允许T0中断 MOV TL1,#06H ；T1置初值 MOV TH1,#06H SETB EA HERE: AJMP HERE IT0P: CLR TR0 ；T0中断服务程序，停止T0计数 SETB TR1 ；启动T1 SETB ET1 ；允许T1中断 RETI IT1P: CPL P1.0 ；T1中断服务，P1.0位取反 RETI,例2 利用定时器T0扩展外部中断 要求：将外部中断请求信号连接到P3.4脚上；定时器T0设置为 计数模式；T0工作在方式 2，初值设为FFH。 MOV TMOD,#06H MOV TH0，#0FFH MOV