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1、为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第5章 定时器/计数器及其应用5.1 定时器的结构及工作原理5.2 定时器的TMOD和TCON寄存器5.3 定时器的工作方式5.3.1 方式05.3.2 方式15.3.3 方式25.3.4 方式35.4 定时器的编程和应用1为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益基本知识基本知识定时器定时器/ /计数器简介计数器简介 1计数概念计数概念同学们选班长时，要投票，然后统计选票，同学们选班长时，要投票，然后统计
2、选票，常用的方法是画常用的方法是画“正正”，每个，每个“正正”号五号五划，代表五票，最后统计划，代表五票，最后统计“正正”号的个数号的个数即可，这就是计数。单片机有两个定时即可，这就是计数。单片机有两个定时/计计数器数器T0和和T1，都可对外部输入脉冲计数。，都可对外部输入脉冲计数。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 2计数器的容量计数器的容量我们用一个瓶子盛水，水一滴滴地滴我们用一个瓶子盛水，水一滴滴地滴入瓶中，水滴不断落下，瓶的容量是入瓶中，水滴不断落下，瓶的容量是有限的，过一段时间之后，水就会逐有限的，过一
3、段时间之后，水就会逐渐变满，再滴就会溢出。单片机中的渐变满，再滴就会溢出。单片机中的计数器也一样，计数器也一样，T0和和T1这两个计数器这两个计数器分别是由两个分别是由两个8位的位的RAM单元组成的，单元组成的，即每个计数器都是即每个计数器都是16位的计数器，最位的计数器，最大的计数量是大的计数量是65536。 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 3. 定时定时一个钟表，秒针走一个钟表，秒针走60次，就是次，就是1分钟，分钟，所以时间就转化为秒针走的次数，也就所以时间就转化为秒针走的次数，也就是计数的次数，可见，
4、计数的次数和时是计数的次数，可见，计数的次数和时间有关。只要计数脉冲的间隔相等，则间有关。只要计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间，即可实现定时。计数值就代表了时间，即可实现定时。秒针每一次走动的时间是秒针每一次走动的时间是1秒，所以秒秒，所以秒针走针走60次，就是次，就是60秒，即秒，即1分钟。分钟。因此，单片机中的定时器和计数器是一因此，单片机中的定时器和计数器是一个东西，只不过计数器是记录的外界发个东西，只不过计数器是记录的外界发生的事情，而定时器则是由单片机提供生的事情，而定时器则是由单片机提供一个非常稳定的计数源。一个非常稳定的计数源。 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社
5、会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 4. 溢出溢出上面我们举的例子，水滴满瓶子后，上面我们举的例子，水滴满瓶子后，再滴就会溢出，流到桌面上。单片机再滴就会溢出，流到桌面上。单片机计数器溢出后将使得计数器溢出后将使得TF0变为变为“1”，一旦一旦TF0由由0变成变成1，就是产生了变化，就是产生了变化，就会引发事件，就会申请中断。就会引发事件，就会申请中断。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 5. 任意定时及计数的方法任意定时及计数的方法计数器的容量是16位，也就是最大的计数值
6、到65536，计数计到65536就会产生溢出。如果计数值要小于65536，怎么办呢？一个空的瓶子，要1万滴水滴进去才会满，我们在开始滴水之前就先放入一些水，就不需要10000滴了。比如先放入2000滴，再滴8000滴就可以把瓶子滴满。在单片机中，我们也采用类似的方法，称为“预置数”的方法，我们要计1000，那就先放进64536，再来1000个脉冲，不就到了65536了吗？定时也是如此。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 6单片机定时器单片机定时器/计数器的结构计数器的结构为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社
7、会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5.1 定时器的结构及工作原理组成：两个16位的定时器T0和T1，以及他们的工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON等组成。内部通过总线与CPU相连。定时器T0和T1各由两个8位特殊功能寄存器TH0、TL0、TH1、TL1构成。工作方式寄存器TMOD：用于设置定时器的工作模式和工作方式；控制寄存器TCON：用于启动和停止定时器的计数，并控制定时器的状态；单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。8为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益两个可编
8、程的定时器/计数器T1、T0。每个定时器内部结构实际上就是一个可编程的加法计数器，由编程来设置它工作在定时状态还是计数状态。两种工作模式: (1) 计数器工作模式就是对外部事件进行计数。计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0（P3.4)或T1(P3.5)。当输入信号发生由1至0的负跳变(下降沿)时，计数器（TH0，TL0或TH1，TL1）的值增1。计数的最高频率一般为振荡频率的1/24。Why?(2) 定时器工作模式也是通过计数实现的。计数脉冲来自内部时钟脉冲，每个机器周期计数值增1，每个机器周期=12个振荡周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。所以定时时间=计数值机器周期。4种工作方式 (方式
9、0-方式3) 。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益当控制信号定时器工作在定时方式；加1计数器对脉冲f进行计数，每来一个脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；因为，即一个计数脉冲的周期就是一个机器周期；计数器计数的是机器周期脉冲个数。从而实现定时。当控制信号定时器工作在计数方式；加1计数器对来自输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)的外信号脉冲进行计数，每来一个脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；TxTxTHxTHxTFxTFxTLxTLxTRxTRxINTxINTx定时定时计数计数 控制信号控制信号K K“
10、1 1”启动，计数器运行；启动，计数器运行；“0 0”停止，计数器停止；停止，计数器停止；定时器定时器/ /计数器原理框图计数器原理框图加加1 1计数器计数器10为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益控制信号K可以控制计数器的“启动”和“停止”，TCONTCON（88H88H）11为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益在每个机器周期的S5P2期间采样检测引脚输入电平。若前一个机器周期采样值为“1”，后一个机器周期采样值为“0”，则计数器加1
11、。新的计数值在检测到输入引脚电平发生“1”到“0”的负跳变（下降沿）后，于下一个机器周期的S3P1期间装入计数器中。由于CPU需要两个机器周期来识别一个“1”到“0”的跳变信号，所以最高的计数频率为振荡周期的1/24。P P1 1P P2 2S S1 1振荡周期振荡周期状态周期状态周期机器周期机器周期机器周期机器周期指令周期指令周期XTALXTAL2 2(OSC)(OSC)S S2 2S S3 3S S4 4S S5 5S S6 6S S1 1S S2 2S S4 4S S5 5S S3 3S S6 6P P1 1P P1 1P P1 1P P1 1P P1 1P P1 1P P1 1P P1
12、 1P P1 1P P1 1P P1 1P P2 2P P2 2P P2 2P P2 2P P2 2P P2 2P P2 2P P2 2P P2 2P P2 2P P2 212为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5.1 定时器的结构及工作原理定时/计数器对输入信号的要求1.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。2.输入信号的高、低电平至少要分别保持一个机器周期。如图所示，图中Tcy为机器周期。13为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主
13、义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益可编程定时器的工作方式、启动、停止、溢出标志、计数器等都是可编程的通过设置寄存器TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1和TL1 实现。当设置了定时器的工作方式并启动定时器工作后，定时器就按被设定好的工作方式独立工作，不再占用CPU，只有在计数器计满溢出时才向CPU申请中断，占用CPU。由此可见，定时器是单片机中工作效率高且应用灵活的部件。14为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5.2 定时器的TMOD和TCON寄存器8051单片机定时器主要有
14、几个特殊功能寄存器组成：TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1,TL1。TMOD：设置定时器的工作方式；TCON：控制定时器的启动和停止；TH0和TL0 ：存放定时器T0的初值或计数结果； TH0存放高8位，TL0 存放低8位；TH1和TL1 ：存放定时器T1的初值或计数结果； TH1存放高8位，TL1 存放低8位；15为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5.2.1 工作方式控制寄存器TMOD8位分为两组，高位分为两组，高4位控制位控制T1，低，低4位控制位控制T0。(1) GATE 门控位门控位 0: 以以T
15、RX (X=0,1) 来启动定时器来启动定时器/计数器运行。计数器运行。1: 用用外外中中断断引引脚脚 (INT0*或或INT1*) 上上的的高高电电平平和和TRX来启来启动定时器动定时器/计数器运行。计数器运行。16为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(4)TMOD无位地址，不能位寻址。无位地址，不能位寻址。(5)复位复位时，时，TMOD所有位均为所有位均为“0”。(3) C/T* 计数器模式和定时器模式选择位计数器模式和定时器模式选择位0: 定时器模式。定时器模式。 1: 计数器模式。计数器模式。(2) M1、
16、M0 工作方式选择位工作方式选择位 M1 M0 工工 作作 方方 式式 0 0 方式方式0，13位定时器位定时器/计数器。计数器。 0 1方式方式1，16位定时器位定时器/计数器。计数器。 1 0 方式方式2，8位常数自动重新装载位常数自动重新装载 1 1 方式方式3，仅适用于，仅适用于T0，为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5.2.2 控制寄存器TCON低4位与外部中断有关，后面介绍。高4位的功能如下: (1) TF1、TF0 计数溢出标志位 定时器T0或T1计数溢出时，由硬件自动将此位置“1”；TFx可以由程序查询，也是定时中断的请求源；(2) TR1、TR0 计数运行控制位 TRx=1: 启动定时器/计数器工作 TRx=0: 停止定时器/计数器工作 18为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5.2.3 定时/计数器的初始化MCS-51单片机的定时器/计数器是可编程的，但在进行定时或计数之前要对程序进行初始化，具体步骤如下：
