片机的定时器计数器

第五章2单片机的定时器计数器,第一节定时/计数器的结构和功能第二节定时器/计数器的工作方式第三节定时器/计数器应用,第一节定时器/计数器的结构和功能,一、结构和功能,二、方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON,一、结构和功能8051单片机内有两个可编程16位定时器/计数器，常称为定时器0和定时器1，简称为T0和T1，每个定时计数器都由两个8位专用寄存器组成，T0由TH0,TL0组成，T1由TH1,TL1组成，同时还有TCON,TMOD两个专用寄存器对其进行控制。常用于定时控制、延时、外部计数和检测等。1.结构：,外部控制门,2.功能：a.定时：对机器周期进行计数，即计数脉冲来自单片机的内部。即每个机器周期产生一个计数脉冲使得计数器加1，直至计满溢出。一个机器周期12*振荡周期12MHZ晶体，计数周期(机器周期)1us。即每1us计数器加l。从开始计数到溢出这段时间就是“定时”时间。因此，若机器周期一定，计数初值越大，则定时越短,b.计数：对外来脉冲进行计数。T0(P3.4)和T1(P3.5)两个引脚，作为计数输入端。外部输入的脉冲在出现从1到0的负跳变时有效，计数器进行加1。计数方式下，单片机在每个机器周期的S5P2拍节时对外部计数脉冲进行采样。如果前一个机器周期采样为高电平，后一个机器周期采样为低电平，即为一个有效的计数脉冲。在下一机器周期的S3Pl进行计数。即采样计数脉冲需要2个机器周期，即24个振荡周期。因此，计数脉冲的频率最高为振荡脉冲频率的,124,1.控制寄存器TCON,TF1（TCON.7,8FH位）-定时器T1中断请求溢出标志位。TF0（TCON.5,8DH位）-定时器T0中断请求溢出标志位。TR1（TCON.6,8EH位）-T1运行控制位。0：关闭T1；1：启动T1运行。只由软件置位或清零。TR0（TCON.4,8CH位）-T0运行控制位。0：关闭T0；1：启动T0运行。只由软件置位或清零。,8051设有定时/计数器应用相关的控制器，即两个8位专用寄存器TMOD和TCON。定/计工作前，必须经过由CPU将一些命令写入定/计的初始化过程。,二、方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON,2.方式寄存器TMOD（不能进行位寻址，没有位地址）,C/T-定时器/计数器方式选择位。0：定时器；1：计数器。GATE-外部门控位。0：不用外部门，只将TR0/TR1置1来启动定时器；1：使用外部门，外部请求信号INT0/INT1（高电平）和TR0/TR1（置1）共同来启动定时器。,定时计数器1,定时计数器0,1、方式0(T1,T0)当M1M0两位为00时，定时/计数器被选为工作方式0，13位计数器，其逻辑结构如图所示。,第二节定时器/计数器的工作方式,在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是：18192(213)定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(213一计数初值)晶振周期12或(213一计数初值)机器周期若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2s则最小定时时间为：最大定时时间为：,2130x2s=16384s=16.384ms,213(213-1)x2s=2s,2、方式1(T1,T0)当M1M0两位为01时，定时/计数器被选为工作方式1，16位计数器，其逻辑结构如图所示。,在方式1下，计数工作方式时，计数值的范围是：165536(216)定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(216一计数初值)晶振周期12或(216一计数初值)机器周期若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2s则最小定时时间为：最大定时时间为：,216(216-1)x2s=2s,2160x2s=131072s=131.072ms,3、方式2(T1,T0)当M1M0两位为10时，定时/计数器被选为工作方式2，自动重加载8位计数器，其逻辑结构如图所示。,方式0和方式1有个共同的特点，就是计数溢出后计数器全清0，因此，循环定时时就需要反复设定计数器初值，比较麻烦，而方式2具有自动重加载初值的功能，免去很多反复设置初值的工作。,在方式2下，计数工作方式时，计数值的范围是：1256(28)定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(28一计数初值)晶振周期12或(28一计数初值)机器周期若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2s则最小定时时间为：最大定时时间为：,28(28-1)x2s=2s,280x2s=512s,4、方式3（T0）当M1M0两位为11时，定时/计数器被选为工作方式3，只用于定时器0，T0被分成两个独立的8位计数器，其逻辑结构如图所示。,定时器T0方式3结构,定时器T0用作方式3时，T1仍可用于方式02结构这时，仅用C/T来切换定时或计数。,T1方式0或1,T1方式2,在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是：18192(213)213计数初值计数的脉冲数定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(213一计数初值)晶振周期12定时时间或(213一计数初值)机器周期定时时间若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2s则最小定时时间为：最大定时时间为：,213(213-1)x2s=2s,2130x2s=16384s=16.384ms,第三节定时/计数器应用,我们编程时，通常是求计数初值,(1)计算计数初值：,例1：设单片机晶振频率Fosc6MHz，使用定时器1以方式0产生周期为200s的等宽正方波脉冲，并由P1.0输出。以查询方式完成。,欲产生200s的等宽正方波脉冲，只需在P1.0端以100s为周期交替输出高低电平即可实现，为此定时时间应为100s。使用6MHz晶振，则一个机器周期为2s。方式0为13位计数结构。设待求的计数初值为x，则：(213x)2s100s，求解得：x8142(D)=1FCEH=1111111001110B=1111111001110B。低5位和高8位分别转换为十六进制数，高8位为FEH，低5位为0EH。其中高8位放入THl，即THlFEH；低5位放入TLl，即TL10EH。,(2)TMOD寄存器初始化,为把定时器计数器1设定为方式0，则MlM000H；为实现定时功能，应使CT0；为实现定时器计数器1的运行控制，则GATE0。定时器计数器0不用，有关位设定为0。因此TMOD寄存器应初始化为00H。,由定时器控制寄存器TCON中的TR1位控制定时的启动和停止：TR11启动，TR10停止,(4)程序设计MOVTMOD,#00HMOVTH1,#0FEHMOVTL1,#0EHSETBTR1LOOP1:JBCTF1,LOOP2SJMPLOOP1LOOP2:MOVTL1,#0EHMOVTH1,#0FEHCLRTF1CPLP1.0SJMPLOOP1,在方式1下，计数工作方式时，计数值的范围是：165536(216)216计数初值计数的脉冲数定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(216一计数初值)晶振周期12定时时间或(216一计数初值)机器周期定时时间若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2s则最小定时时间为：最大定时时间为：,216(216-1)x2s=2s,2160x2s=131072s=131.072ms,例2：设单片机晶振频率Fosc12MHz，使用定时器0以方式1产生周期为2S的等宽正方波脉冲，并由P1.0输出。以查询方式完成。(1)计算计数初值,设待求的计数初值为x，则：(216x)1s50000s，求解得：x15536D3CB0H。即TH03CH；TL0B0H。,(2)TMOD寄存器初始化TMOD00000001B,(3)程序设计ATART:MOVR2,#20MOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HSETBTR0LOOP1:JBCTF0,LOOP2SJMPLOOP1LOOP2:MOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHDJNZR2,LOOP1CPLP1.0MOVR2,#20SJMPLOOP1,在方式2下，计数工作方式时，计数值的范围是：1256(28)28计数初值计数的脉冲数定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(28一计数初值)晶振周期12定时时间或(28一计数初值)机器周期定时时间若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2s则最小定时时间为：最大定时时间为：,28(28-1)x2s=2s,280x2s=512s,例3：使用定时器0以工作方式2产生100s定时，在P1.0输出周期为200s的连续方波。已知晶振频率fosc6MHz。(1)计算计数初值6MHz晶振下，一个机器周期为2s，以TH0作重装载的预置寄存器，TL0作8位计数器，假设计数初值为x。则：(28x)2s100s求解得：X206D11001110BCEH把CEH分别装入TH0和TL0中：TH0CEH，TL0CEHTMOD寄存器初始化（2）定时器计数器0为工作方式2，MlM010；为实现定时功能C/T=0;依题意GATE0；定时器计数器1不用，有关位设定为0。综上情况TMOD寄存器的状态应为02H。（3）程序设计(查询方式)：MOVTMOD,#02HMOVTH0,#0CEHMOVTL0,#0CEHSETBTR0LOOP:JBCTF0,LOOP1SJMPLOOPLOOP1:CPLP1.0SJMPLOOP,例4：用定时器l以工作方式2计数，每计100次进行累计器加1操作.(1)计算计数初值.28100156D9CHTH19CH，TL19CHTMOD寄存器初始化：MlM010，CT1，GATE=0因此TMOD60H(2)程序设计序设计CLRAMOVTMOD,#60HMOVTH1,#9CHMOVTL1,#9CHSETBTR1DEL:JBCTF1,LOOPSJMPDELLOOP:INCASJMPDEL,例5：（应用两个定时器）设重复周期大于1ms的低频脉冲信号从P3.5引脚（T1）输入。要求P3.5每发生1次负跳变时，P1.0输出1个500s同步负脉冲，同时P1.1输出1个1ms的同步正脉冲，其波形图如下，设fosc6MHz。,计算计数初值：定时器T0定时500us，使用方式2，T1用于计数1个脉冲（每一次负跳变发生一次变化）因此同时使用两个定时计数器，T0:（28-x）2us500usx=6D=06HTH006H，TL006HT1:X=28-1X=255D=0FFHTH1=0FFH,TL1=0FFHT0用于定时CT0，方式2M1M010，GATE=0T1用于计数CT1，方式2M1M010，GATE=0TMOD寄存器初始化：TMOD62H,ORG0030HSTART1:MOVTMOD,#62HMOVTH0,#06H；T0，定时500usMOVTL0,#06HMOVTH1,#0FFH;T1,计数一个脉冲MOVTL1,#0FFHSETBP1.0CLRP1.1SETBTR1;启动T1LP1:JBCTF1,NEX1SJMPLP1,NEX1:CLRP1.0SETBP1.1SETBTR0;启动T0LP2:JBCTF0,NEX2；定时500usSJMPLP2NEX2:SETBP1.0LP3:JBCTF0,NEX3SJMPLP3NEX3:CLRP1.1;定2次500us共1msCLRTR0;T0停止工作AJMPLP1,例6:利用定时器0控制产生周期为2ms和100ms的方波信号，分别由P1.0和P1.1引脚输出，采用中断方式。系统时钟为12MHz。,分析：方波为2ms，定时时间为1ms。机器周期为1s，采用方式0，则计数初值为X=213-1000=7192=1110000011000BTH0=E0H，TL0=18H方波为100ms，定时时间为50ms，可采用50次1ms定时,ORG0000HLJMPBEGINORG000BHLJMPTOINTORG2000HBEGIN：MOVTMOD，#00HMOVTL0，#18HMOVTH0，#0E0HMOVR2，#50SETBEASETBET0SETBPT0SETBTR0HERE：SJMPHERE,TOINT：MOVTL0，#18HMOVTH0，#0E0HCPLP1.0DJNZR2，RETURNCPLP1.1MOVR2，#50RETURN：RETI,查询方式,中断方式,LOOP1:JBCTF0,LOOP2SJMPLOOP1,HERE：SJMPHERE,ORG000BHLJMPTOINT,SETBEASETBET0SETBPT0SETBTR0,SETBTR0,TOINT:,使用中断方式时：定时器溢出中断请求标志位TF0,TF1,由硬件自动清0。,使用查询方式时：定时器溢出