定时器计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON.ppt

教学目的1 单片机定时 计数器的结构及工作原理 2 掌握初值的计算公式 理解初值 满值和溢出值等概念 3 掌握专用寄存器TMOD TCON 教学重点1 了解定时 计数器组成框图 2 掌握定时 计数器的初值计算公式 教学难点1 掌握定时 计数器的初值计算公式 2 专用寄存器初值的设定 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 练习 估算延时程序的延时时间源程序 DELAY MOVR2 10DEL3 MOVR3 200DEL2 MOVR4 125DEL1 NOPNOPDJNZR4 DEL1DJNZR3 DEL2DJNZR2 DEL3RET 500 200 0 1s 0 1s 10 1s 4T 125 500us 一 概述 MCS 51单片机有两个16位的可编程的定时器 计数器 定时器 计数器0 T0 和定时器 计数器1 T1 1 T1 T0的组成 1 内部有16位的计数器 2 专用寄存器 定时器工作方式寄存器TMOD 用来控制定时器T0和T1的工作方式 控制寄存器TCON 用来控制T0和T1的运行 并含有溢出标志 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON MCS 51单片机定时器 计数器逻辑结构图 T1由TH1 TL1构成 字节地址为8DH 8BH T0由TH0 TL0构成 字节地址为8CH 8AH TCON则用于控制定时计数器T0和T1的启动和停止计数 同时管理定时器T0和T1的溢出标志等 特殊功能寄存器TMOD控制定时计数器的工作方式 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 工作方式控制寄存器 TMOD 不可位寻址1 GATE门控位GATE 0以运行控制位TR启动定时器GATE 1以外中断请求信号 IMT0或 INT1 启动定时器2 C T定时方式或计数方式选择位C T 0定时工作方式C T l计数工作方式 采用外部引脚的输入脉冲为计数脉冲 3 M1 M0工作方式选择位M1 M0 00方式0M1 M0 01方式1M1 M0 10方式2M1 M0 11方式3 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 定时器控制寄存器 TCON 可位寻址1 TF0 TF1 计数溢出标志位当计数器计数溢出 计满 时 该位置 1 查询方式时 此位作状态位供查询 软件清 0 中断方式时 此位作中断标志位 硬件自动清 0 2 TR0 TR1 定时器运行控制位TR0 TR1 0停止定时器 计数器工作TR0 TR1 1启动定时器 计数器工作软件方法使其置 1 或清 0 3 低4位与外部中断有关 将在中断一章介绍 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 2 计数脉冲的来源 来自P3 4或P3 5引脚 对外部事件计数 来自内部时钟 对机器周期进行计数 通过计数实现定时 计数脉冲由内部振荡器经过12分频后得到 内部计数脉冲的周期等于机器周期 定时方式 1个机器周期 12个振荡周期Tosc 12 fosc 12 12 fc 1 fc Tc 计数周期 计数脉冲的频率fc 振荡频率fosc 12 振荡频率fosc 12 计数脉冲的频率fc 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 1uS 晶振频率 计数频率 机器周期 复习 定时方式 内部计数脉冲的周期等于机器周期 内部时钟的振荡频率fosc 12MHZ时 一个机器周期为1微秒 计数周期TC也是1微秒 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 3 内部计数器的功能 1 每来一个计数脉冲 计数器加1 2 计到满值时 再收到一个计数脉冲后 计数器就溢出并发出溢出信号 3 可用软件预置初值 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 例如 初值 是指计数开始前计数器的值 MOVTH0 0FFH 给定时器T0送初值MOVTL0 9CH 即 TH0 0FFH TL0 9CH 有关名词 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 有关名词 即 TH0 0FFH TL0 0FFH 或 TH1 0FFH TL1 0FFH 满值 当计数器计满16位时T0 或T1 的内容称为满值 溢出值 计到满值时 再收到一个计数脉冲后 计数器就溢出 当计数器溢出时T0 或T1 的内容称为溢出值 此时 TH0 00H TL0 00H TF0 1 溢出值 满值 1 0FFFFH 1 10000H 216 65536 TF0溢出标志位 或 TH1 00H TL1 00H TF1 1 5 1 4定时器 计数器的结构 特殊功能寄存器TMOD TCON 实验27初值与定时时间的关系 CLRP3 7SETBCMOVA 0FEHMOVP0 ARLCALCALLDELAYJCLOOPSETBCMOVA 7FHMOVP0 ARRCALCALLDELAYJCLOOP1LJMPSTART START LOOP LOOP1 程序1 实验27初值与定时时间的关系 DELAY MOVR3 14HMOVTMOD 01HMOVTH0 3CHMOVTL0 0B0HCLRTF0SETBTR0LP1 JBCTF0 LP2SJMPLP1LP2 MOVTH0 3CHMOVTL0 0B0HDJNZR3 LP1RET 修改初值 观察亮灯速度 定时时间与初值的关系 初值越大 亮灯速度越 定时时间越 初值越小 亮灯速度越 定时时间越 设置定时初值 重置定时初值 实验结论 定时器 计数器初始化的步骤 1 确定工作方式 操作模式 启动控制方式一写入TMOD寄存器 如程序中 MOVTMOD 01H 设定T0为16位定时器工作方式 2 设置定时器或计数器的初值 可直接将初值送入TH0 TL0或TH1 TL1 如程序中 MOVTH0 3CHMOVTL0 0B0H 3 启动定时器工作 TF0清零 TR0置1 如程序中 CLRTF0 SETBTR0 如启动T1则用CLRTF1 SETBTR1 4 溢出位为1 则定时结束 同时溢出位清零 实验27初值与定时时间的关系 初值的大小与溢出时所需计数脉冲个数的关系如下 可见 初值越小 溢出时所需脉冲的个数越多 从上表可得 脉冲个数 溢出值 初值 216 初值 计数初值 216 计数次数 计数脉冲个数 计数公式 定时时间越长 实验27初值与定时时间的关系 计数器在初值基础上 每接受一个定时脉冲 计数器加1 一直加到计数器溢出 溢出则停止计数 定时时间到 可见 初值越小 定时时间越长 定时时间与初值的关系如表2所示 TC 1微秒 定时时间 脉冲个数 计数脉冲的周期 实验27初值与定时时间的关系 所以定时时间 脉冲个数 计数脉冲的周期 由 式可得 脉冲个数 溢出值 初值 216 初值 因为 216 初值 1 计数脉冲的频率fc 216 初值 12 振荡频率fosc 初值 216 定时时间 振荡频率fosc 12 计数脉冲的频率fc 振荡频率fosc 12 注意 定时时间的单位用 s 微秒 时 振荡频率的单位用MHZ 兆赫兹 定时公式 初值 216 定时时间 1 s 前提 时钟振荡频率为12MHz 216 10000H 65536D 实验27初值与定时时间的关系 例1 时钟频率为12MHZ 计算定时200 s的初值 初值 216 定时时间 s 振荡频率fosc MHZ 12 即 TH0 0FFH TL0 38H 216 200 s 12MHZ 12 216 200 10000H 0C8H 0FF38H 65536 200 65336 0FF38H 最小定时时间为 一个脉冲 1 1us 1 us 最长定时时间为 65536个脉冲 65536 1us 65536 us 65 536 ms 0 066 s 例2 在工作方式1下 计数器的计数值范围是 1 65536 216 计算最小定时时间和最大定时时间 定时时间 脉冲个数 计数脉冲的周期 假设晶振频率为12MHZ 晶振频率为12MHZ 计数脉冲周期1us晶振频率为6MHZ 计数脉冲周期2us 如果定时时间超出最长定时时间 可考虑如程序1中设置循环 以得到更长的定时时间 实验27初值与定时时间的关系 1 时钟频率为12MHZ 计算定