第6章 AT89S51的定时器计数器.ppt

重点理解：1.定时/计数器的编程结构2.控制字与编程方法3.应用编程,第6章AT89S51的定时器/计数器,讲授内容：1.定时器/计数器的结构与功能。2.两种工作模式和四种工作方式。3.定时器/计数器的编程及应用。,第6章AT89S51的定时器/计数器,两个可编程的定时器/计数器T1、T0。,2种工作模式：,（1）计数器工作模式,（2）定时器工作模式,4种工作方式(方式0方式3),相关的2个特殊功能寄存器TMOD和TCON,可由用户程序选择其工作模式及工作方式,6.1定时器/计数器的结构,TMOD：选择T0、T1的工作模式和工作方式。,TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了T0、T1的状态。,单片机复位时，两个寄存器都清0。,图6-1AT89S51单片机的定时器/计数器结构框图,一、TMOD寄存器（工作方式控制寄存器）,不能位寻址,图6-2TMOD格式,（1）GATE门控位,（2）M1、M0工作方式选择位,（3）C/T计数器模式和定时器模式选择位,0：以TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行。,1：用外中断引脚(INT0或INT1)上的高电平和TRX两个条件来启动定时器/计数器运行。,0：定时器模式,1：计数器模式,M1M0工作方式,00方式0，13位定时器/计数器。,01方式1，16位定时器/计数器。,10方式2，8位常数自动重新装载,1方式3，仅适用于T0，T0分成两个8位计数器，T1停止计数。,二、TCON寄存器（定时器/计数器控制寄存器）,图6-3TCON格式,低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下：,(1)TF1、TF0计数溢出标志位,(2)TR1、TR0计数运行控制位,1：启动定时器/计数器工作,0：停止定时器/计数器工作,例：设置T0工作于方式1定时方式，用指令MOVTMOD,#01H启动T0工作，用指令SETBTR0,6.2定时器/计数器的4种工作方式,一、方式0,（M1M0=00，13位的计数器，以T1为例：）,图6-4定时器/计数器方式0逻辑结构框图,一、方式0（续）,0：定时器工作模式。,1：计数器工作模式，计数脉冲为P3.5引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生负跳变时，计数器加1。,GATE位：决定定时器/计数器的运行取决于TRx一个条件还是TRx和INTx引脚两个条件。,0：仅取决于TRx的状态。,1：由TRx和INTx两个条件来控制的。,13位的计数器C/T位决定工作模式,二、方式1,（M1M0=01，16位的计数器，以T1为例：）,图6-5定时器/计数器方式1逻辑结构框图,三、方式2,图6-6定时器/计数器方式2逻辑结构框图,计数满后自动装入计数初值,（M1M0=10，8位重装的计数器，以T1为例：）,三、方式2（续）,图6-7方式2工作过程,定时器/计数器方式2工作过程如右下：,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，还自动将THx中的初值送至TLx，使TLx从初值开始重新计数。,省去用户软件中重装初值的指令执行时间,简化定时初值的计算方法,可以相当精确地确定定时时间,四、方式3,是为增加一个8位定时器/计数器而设，使AT89S51单片机具有3个定时器/计数器。,只适用于T0，T1不能工作在方式3。,T1工作在方式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）。,1T0工作于方式3,四、方式3（续）,（TMOD的低2位为11）,T0被分为两个独立的8位计数器:TL0和TH0,TL0使用T0的状态控制位C/T、GATE、TR0、TF0,TH0只能做8位定时器（不能作外部计数模式）运行控制位和溢出标志位则借用T1的TR1和TF1。,在T0设置为方式3工作时，一般是将定时器T1作为串行口波特率发生器，或用于不需要中断的场合。相当于增加了一个8位的定时器。,四、方式3（续）,图6-8定时器/计数器T0方式3的逻辑结构框图,工作于方式3的T0与各引脚的逻辑关系如图所示：,四、方式3（续）,2T1的各种工作方式（T0工作在方式3时）,（1）T1工作在方式0,图6-9T0在方式3时T1为方式0的示意图,在T0为方式3时，T1可设置为方式0、1或2，且一般是作为串行口波特率发生器，或用于不需要中断的场合。,（2）T1工作在方式1,图6-10T0在方式3时T1为方式1的示意图,（3）T1工作在方式2,图6-11T0在方式3时T1为方式2的示意图,6.3定时器/计数器对输入信号的要求,外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24,若用12MHz晶振，则外部脉冲最高频率500KHz。,输入信号的高（低）电平至少要保持一个机器周期。,如图6-12所示，图中Tcy为机器周期。,图6-12对外部计数输入信号的要求,6.4定时器/计数器的编程和应用,1.定时/计数器初始化程序的步骤,方式控制字送TMOD,MOVTMOD，#,计数器的初值送TH、TL(0/1),MOVTH0/1，#MOVTL0/1，#,根据需要开放中断和设定优先级,即对IE和IP赋初值(可位寻址）,启动T0/T1开始工作-置位TR0/1,SETBTR0/1,等待溢出信号的出现（如何进入处理程序？）,（查询法或中断法）,分析定时器计数器的工作方式，将方式字写入TMOD寄存器；（定/计、内/外启动、工作方式）,若要求用软件启动，编程时对TR0或TR1置位即可启动；若由外部中断引脚电平启动，对TR0或TR1置位后，还需给外引脚提供启动电平。,6.4定时器/计数器的编程和应用（续）,2.计数初值的计算,计数器模式时的计数初值,X2MN（M为计数器位数，N为要求的计数值）X0，计数值最大2M,213=8192(方式0)216=65536(方式1)28=256(方式2、3),定时器模式时的计数初值,定时时间:t=(2M计数初值X)*机器周期,计数初值:X,X0，定时时间最长：tmax2M机器周期,若系统时钟频率fOSC12MHz，则：1机器周期1S。方式0：M13，tmax=213*机器周期8192S方式1：M16，tmax=216*机器周期65536S方式2：M8，tmax=28*机器周期256S（方式3同）,例6-1假设系统时钟频率采用12MHz，要求在P1.0上输出一个周期为4ms的方波。,图6-13P1.0引脚输出周期2ms方波,（1）计算计数初值X,(216-X)110-6=210-3,X=63536=F830H,所以T0的初值为：TH0=0F8HTL0=30H,（2）初始化程序设计,采用定时器中断方式工作，进行定时器和中断系统初始化，即对TCON、TMOD、IP、IE相应位进行正确设置，将计数初值送入定时器中。,基本思想：,方波周期用T0确定，T0每隔2ms计数溢出1次(即T0每2ms产生一次中断)，CPU响应中断后，在中断服务子程序中对P1.0取反。,3.应用举例,（3）程序设计,ORG0000HAJMPMAINORG000BH；T0的中断入口AJMPIT0P；转T0中断处理程序IT0P,ORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01H；设置T0为定时器方式1MOVTL0,#30H；T0置初值MOVTH0,#0F8HSETBTR0；启动T0计数SETBET0；允许T0中断SETBEA；CPU开中断HERE:AJMPHERE；自身跳转,IT0P:MOVTL0,#30H；T0中断服务子程序，T0重置初值MOVTH0,#0F8HCPLP1.0；P1.0的状态取反RETI,END,3.应用举例（续）,例6-2电路如下图所示，编程使发光二极管D1间隔0.5秒闪烁。,3.应用举例（续）,采用定时器模式。因定时时间较长，首先确定采用哪一种工作方式。时钟为12MHz时，定时器最长可定时时间：,方式0最长可定时8.192ms方式1最长可定时65.536ms方式2最长可定时256s,选方式1隔50ms中断一次共10次总定时长500ms,（1）计算计数初值X：,（2）10次计数的实现：,(216X)1106=50103,X=15536=3CB0H,TH0=3CH，TL0=0B0H,采用R0作为中断次数计数器,思路：,3.应用举例（续）,ORG0040HMAIN:MOVTMOD,#01H;选用定时器0,方式1MOVTH0,#3CH;送定时器初值MOVTL0,#0B0HMOVR0,#10;R0为中断次数计数器SETBP1.0SETBEA;开总中断SETBET0;T0开中断SETBTR0;启动定时开始SJMP