第6章-1 定时器和计数器.ppt

第6章定时器/计数器,6.1定时/计数器的结构与工作原理6.2定时器/计数器的控制6.3定时/计数器的工作方式6.4定时/计数器的编程和应用,1、计数概念的引入从选票的统计谈起：画“正”。这就是计数，又如：录音机上的计数器、家里面用的电度表、汽车上的里程表等等，都是计数。2、定时概念的引入80C51中的计数器除了可以作为计数之用外，还可以定时用，如闹钟，电视机定时关机，空调定时开关等等，,一、基本概念,6.1定时/计数器的结构与工作原理,纯软件定时/计数方法：利用指令（延时子程序）运行所消耗的时间实现所需的定时时间。,delay(unsignedinttime)unsignedintj=0;for(;time0;time-)for(j=0;j125;j+);,存在问题：由CPU控制，占用CPU的资源；,单片机软硬件联合定时/计数方法：,那么计数器是如何作为定时器来用的呢？,硬件法：利用一个硬件电路实现所需的时间定时，一旦时间到就产生一个标志信号通知CPU。特点：由CPU控制定时的启动，但定时过程由专用模块实现，CPU不参与其过程。所以提高了CPU的工作效率。,一个闹钟，定时在1个小时后闹响，换言之，也可以说是秒针走了（3600）次，所以时间就转化为秒针走的次数的，也就是计数的次数了，那么它们的关系是什么呢？那就是秒针每一次走动的时间正好是1秒。所以，只要计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流逝。计数器:对外部输入脉冲的计数；定时器:对机器周期计数。（1个机器周期计一个数，机器周期与晶振有关）结论：定时/计数器是个两用的设备，即能定时，又能计数，因此称做“定时/计数器”，简称“C/T”,定时:产生一个标准的时间间隔;如20mS,100mS或1000mS等.单片机使用这种方式可以产生一个符合某一要求的脉冲方波(如下图)。,20mS,40mS,MCS-51Px.y,输出波形,计数：对外部的事件(脉冲)进行统计。外部事件的发生是随机的,单片机不可能预知外部事件何时发生,但可以进行统计（计数）。当达到所要求的计数值时,单片机进行相应的操作。,MCS-51T0(T1)端口,外部脉冲,外部设备,单片机检测产品数量示意图,P0口MCS-51T0,红外线扫描发射器,红外线接收电路,产品包装控制器,产品生产线,产品,传送带,计数器的溢出空间可随计数初值改变定时时间t,t=(计数器最大空间-计数初值)机器周期=(2n-a)12/fosc(s),t与n、x、fosc三个因素有关,(每个机器周期产生一个计数脉冲),二、工作原理,计数方式下：计数值216初值a,THx、TLx,三、定时/计数器的结构,两个16位定时器T0(TH0、TL0)和T1(TH1、TL1)两个控制寄存器TCON和TMOD两个外部引脚T0(P3.4)和T1(P3.5),1、定时/计数器是两用的，你需要它定时，它就定时，需要它计数，它就计数就是说“定时”和“计数”需要选择模式,定时计数,定时计数,M1M0,工作方式控制寄存器TMOD,所以需要“模式控制”开关（TMOD）,6.2定时器/计数器的控制,你只有告诉秘书说：“下午3点叫我开会”她才会叫你如果你不需要她，就不应该让她叫你,TR1=0关TR1=1开,TR0=0关TR0=1开,2、定时器是一直工作吗?,所以定时器需要有开关,不能。为什么呢？因为8位单片机只能表示0255。当把两个8位的空间连了起来就成了一个16位的，这样最大计数量是65535。,3、定时器是不是可以无限的计数呢？,当然不是，而是根据你需要的时间闹铃,4、定时器随便定多长时间闹都可以吗？,所以需要设置定时初值,计数初值寄存器,计数初值应为多少？,5、CPU怎么知道计数满了？,说明：定时器的工作方式是“溢出”方式，只有定时器到了上限（8位为256，16位为65536）时才会“闹铃”（即产生计数中断事件），定时到了硬件自动把标志位TF0/TF1置1例如我们要定时50000个周期，采用16位定时器，则定时器初值需设置为：65536-50000=15536就是说，定时器需要以15536为初值开始工作，才能在经过50000个定时周期后“闹铃”。,M1M0,（1）工作方式控制寄存器TMOD,T1（T0）方式选择位00-方式001-方式110-方式211-方式3,T1,T0,计数方式,定时方式,GATE：门控位,定时/计数器的特殊功能寄存器汇总,TCON（88H)可位寻址,（2）定时器控制寄存器TCON,TF1：定时器1溢出标志TF0：定时器0溢出标志,TR1：定时器1运行控制位TR0：定时器0运行控制位,T0计数初值寄存器,T1计数初值寄存器,（3）计数初值寄存器,(1)方式1M0M1为0116位定时/计数器,定时时间为：t=(216-a)12/fosc(s),最大定时时间（若fosc=12MHz）为：t=216(s)=65536(s)65(ms),6.3定时/计数器的工作方式,实例1设单片机的fosc=12MHz，采用T0定时方式1在P1.0脚上输出周期为2ms的方波。,虚拟示波器,分析：周期为2ms的方波由2个半周期为1ms的正负脉冲组成,方波输出原理：定时1ms后将端口输出电平取反。,TH0=a/256=0 xfcTL0=a%256=0 x18,1ms定时的计数初值应为：a=2n-1X10-3fosc/12,注意：需要不断重装计数初值。,（1）查询方式#includesbitP1_0=P10;main()TMOD=0 x01;/设置T0定时方式1(00000001B)TR0=1;/启动T0for(;)TH0=0 xfc;/装载计数初值TL0=0 x18;dowhile(!TF0);/等待TF0溢出P1_0=!P1_0;/定时时间到P1.0反相TF0=0;/TF0标志清0,图6.14实例1仿真波形图,（2）中断方式#includesbitP1_0=P10;timer0()interrupt1P1_0=!P1_0;/P1.0取反TH0=0 xfc;/装载计数初值TL0=0 x18;main()TMOD=0 x01;/T0定时方式1TH0=0 xfc;/装载计数初值TL0=0 x18;EA=1;/开总中断ET0=1;/开T0中断TR0=1;/启动T0while(1);,注意：中断响应后系统可自动将TFx标志位清0,小结：使用定时/计数器的步骤,强调：TMOD的设置只能以字节形式给出,（1）设置TMOD确定定时/计数器的工作状态,使用T0还是T1?采用定时模式还是计数模式？采用工作方式0、方式1、方式2、方式3？,M1M0,T1,T0,（2）计算计数初值产生期望的定时间隔,计数初值a=2n-tfosc/12（t65536s）,THx=a/256TLx=a%256,装载计数初值:,ETx=1；/开定时x中断，x=0或1EA=1；/开总中断tx_srv()interruptn/n=1或3,（3）确定采用何种方式处理溢出结果,若是查询方式采用条件判断语句,若是中断方式中断初始化设置和中断服务程序：,dowhile(!TFx)/x=0或1,（4）启动定时器：TR0=1或TR1=1,（5）进行定时或计数结束后的其它工作,（6）为下次定时/计数做准备（清TFx标志+重装载计数初值）若是中断方式，则无需软件清TFx标志位；若是查询方式，需要软件清除TFx标志位。,采用8位计数器，延时时间t=(28-a)12/fosc(微秒)12MHz时的最大定时量为256s；可自动重装载计数初值（TLx溢出后,THx数值可自动装入TLx）；不用重装载计数初值，方式2定时精度相对较高。,(2)方式2,（1）查询方式#includesbitP1_0=P10;main()TMOD=0 x02;TH0=a%256;TL0=a%256;TR0=1;for(;)dowhile(!TF0);P1_0=!P1_0;TF0=0;,（2）中断方式#includesbitP1_0=P10;timer0()interrupt1P1_0=!P1_0;main()TMOD=0 x02;TH0=a%256;TL0=a%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1);,补充实例1采用T0定时方式2在P1.0口输出周期为0.5ms的方波。,周期为0.5ms方波,(3)工作方式0使用13位的定时/计数器,定时时间t=(213-a)12/fosc(s),计数初值a=213-tfosc/12,12MHz时的最大定时量t=213s=8.192ms,解：设fosc=12MHz计数初值a=213-500012/12=3192=110001111000B,举例:计算T0方式0定时5ms的计数初值a,注意：方式0的TL0高3位未用，可填0，因此a=0110001100011000=6318H,编程时将此初值装载到Tx中，例如：TH0=0 x63;TL0=0 x18;,（4）方式3TH0+TF1+TR1组成的8位定时器TL0+TF0+TR0组成的8位定时/计数器T1组成的无中断功能的定时器特点：方式3下T0可有2个具有中断功能的8位定时器在定时器T0用作方式3时，T1仍可设置为方式02。,课后思考题1.定时/计数器的控制寄存器分别是那两个,初值存放在那些寄存器中?2.能看图解释控制寄存器中各位的定义.3.定时/计数器有几种工作模式,如何设置?4.如何计算定时器的初值？5.读懂书上程序实例2,实例3.,作业：,定时与计数的区别是什么？如何控制MCS-51单片机进行定