单片机原理第5章ppt课件

.,第5章MCS-51单片机定时器/计数器5.1定时器/计数器概述5.2定时器/计数器的控制5.3定时器/计数器的工作模式5.4定时器/计数器应用实例,.,MCS-51单片机内部有两个16位定时器/计数器，简称定时器0（T0）和定时器1（T1）。它们均可用作定时器或事件计数器，为单片机系统提供计数和定时功能，还可作为串行接口的波特率发生器，这些功能都可以通过软件来设定、修改与控制。5.1定时器/计数器概述定时器/计数器实际上是加1计数器，当它对外部事件进行计数时，由于频率不固定，此时称之为计数器；当它对内部固定频率的机器周期进行计数时，称之为定时器。定时器/计数器的基本结构如图5-1所示。TH1、TL1是T1的计数器，TH0、TL0是T0的计数器。TH1和TL1、TH0和TL0分别构成两个16位加法计数器。它们的工作状态及工作方式由两个特殊功能寄存器TMOD和TCON的各位来决定。工作状态有定时和计数两种，由TMOD的第2位（T0）或第6位（T1）决定。工作模式共有03四种，也是由TMOD其中的两位（1个定时器）来决定。TMOD和TCON的内容由软件写入。,.,图5-1定时器/计数器内部结构框图,.,5.2定时器/计数器的控制定时器/计数器有4种工作模式，由TMOD设置并由TCON控制。5.2.1定时器/计数器的工作模式寄存器TMOD特殊功能寄存器TMOD的地址为89H，它不能位寻址，在设置时一次写入。其中:M1M0工作模式控制位M1M0对应4种不同的二进制组合，分别对应4种工作模式。,.,5.3定时器/计数器的工作模式MCS-51系列单片机的定时器/计数器T0和T1可由软件对特殊功能寄存器TMOD中控制位C/进行设置，以选择定时功能或计数功能。对M1和M0位的设置对应于四种工作模式，即模式0、模式1、模式2、模式3。5.3.1工作模式0模式0是选择定时器/计数器（T0或T1）的高8位和低5位组成的一个13位定时器/计数器。其逻辑框图如图5-4所示。,图5-4定时器/计数器T0工作模式0逻辑结构框图,.,5.3.2工作模式1该模式对应的是一个16位的定时器/计数器，如图5-5所示。其结构与操作几乎与模式0完全相同，惟一的差别是：在模式1中，寄存器TH0和TL0是以全部16位参与操作。用于定时工作方式时，定时时间为t=(216-T0初值)振荡周期12用于计数工作方式时，计数最大长度为21665535个外部脉冲。,图5-5定时器/计数器T0工作模式1逻辑结构框图,.,5.3.3工作模式2模式2把TL0（或TL1）设置成一个可以自动重装载的8位定时器/计数器，如图5-6所示。TL0计数溢出时，不仅使溢出中断标志位TF0置1，而且还自动把TH0中的内容重新装载到TL0中。这时，16位计数器被拆成两个，TL0用作8位计数器，TH0用以保存初值。用于定时工作方式时，其定时时间（TF0溢出周期）为t=(28-TH0初值)振荡周期12用于计数工作方式时，最大计数长度为28=256个外部脉冲。,图5-6定时器/计数器T0工作模式2逻辑结构框图,.,5.3.4工作模式3工作模式3对T0和T1大不相同。若将T0设置为模式3，TL0和TH0被分成为两个相互独立的8位计数器，如图5-7所示。,图5-7定时器/计数器T0工作模式3逻辑结构框图,.,5.4定时器/计数器应用实例5.4.1模式0的应用【例5-1】利用定时器/计数器每隔1ms控制产生宽度为两个机器周期的负脉冲，由P1.0送出。设时钟频率为12MHz。为了提高CPU的效率，采用中断方式工作。首先求定时器的初值，设定时器初值为X，定时1ms，则应有(213-X)10-6=110-3式中，机器周期为1s，可求得X=7192=1110000011000B，其中高8位0E0H赋给TH0，低5位18H送TL0。由于系统复位后，TMOD清0，正好处于定时器模式0状态，且GATE=0，也可不设置TMOD。程序如下：ORG0000HAJMPMAINORG000BH,.,AJMPT0INTORG0100HMAIN:MOVTH0,#0E0HMOVTL0,#18H;送定时初值MOVIE,#82H;允许T0中断EA=1，ET0=1SETBTR0;启动定时器0LOOP:SJMPLOOPORG0200HT0INT:CLRP1.0SETBP1.0;送2s的负脉冲MOVTH0,#0DDH;用软件重新赋初值MOVTL0,#18HRETI,.,5.4.2模式1的应用【例5-2】利用定时器0产生25Hz的方波，由P1.0输出。假设CPU不做其他工作，则可采用查询方式进行控制，设晶振频率为12MHz。25Hz方波，周期为1/2540ms，可以采用定时器定时20ms，每隔20ms改变一下P1.0的电平，即可得到25Hz的方波信号。若采用定时器工作模式0，则最长定时时间为t=213110-6s=8.192ms。显然定时一次不能满足要求，可以采用模式1工作。该方波的波形如图5-9所示。设初值为X，则有t=(216-X)110-6=2010-3，求得X=45536=B1E0H。,图5-9方波的波形,.,程序如下：ORG0100HMOVTMOD,#01HMOVTH0,#0B1HMOVTL0,#0E0HSETBTR0LOOP:JNBTF0,$;$为当前指令指针地址CLRTF0MOVTH0,#0B1HMOVTL0,#0E0HCPLP1.0SJMPLOOPEND,.,5.4.3模式2的应用【例5-3】利用定时器T1的模式2对外部信号计数。要求每计满100次，将P1.0端取反。外部信号由T1（P3.5）引脚输入，每发生一次负跳变计数器加1，每输入100个脉冲，计数器发生溢出中断，中断服务程序将P1.0取反。T1计数工作方式模式2的控制字为TMOD=60H。T0不用时，TMOD的低4位可任取，但不能使T0进入模式3，一般取0。计算T1的计数初值X：X=28-100=156=9CH因此，TL1和TH1的初值均为9CH。程序如下：,.,程序如下：MAIN:MOVTMOD,#60HMOVTL1,#9CH;赋初值MOVTH1,#9CHMOVIE,#88H;定时器T1开中断SETBTR1HERE:SJMPHEREORG0100H;中断服务程序入口CPLP1.0RETI,.,5.4.4模式3的应用【例5-4】假设一个用户系统中已使用了两个外部中断源，并置定时器T1于模式2，作串行口波特率发生器，现要求再增加一个外部中断源，并由P1.0口输出一个5kHz的方波，设fosc=6MHz。在不增加其他硬件成本时，可把定时器T0置于工作模式3，利用外部引脚T0端作附加的外部中断输入端，把TL0预置为FFH，这样在T0端出现由1到0的负跳变时，TL0立即溢出，申请中断，相当于边沿触发的外部中断源。在模式3下，TH0总是作8位定时器用，可以用它来控制由P1.0输出的5kHz方波。由P1.0输出5kHz的方波，即每隔100s使P1.0的电平发生一次变化。则TH0中初值X=256-100/2=206。程序如下：MOVTL0,#0FFHMOVTH0,#206MOVTL1,#BAUD;BAUD根据波特率要求得到,.,MOVTH1,#BAUDMOVTMOD,#27H;置T0工作模式3，TL0工作于计数器方式MOVTCON,#55H;启动T0、T1，置外部中断0和1为边沿触发方式MOVIE,#9FH;开放全部中断TL0溢出中断服务程序（由000BH单元转来）：TL0INT:MOVTL0,#0FFH;中断服务程序RETITH0溢出中断服务程序（由001BH单元转来）：TH0INT:MOVTH0,#206CPLP1.0RETI,.,5.4.5定时器/计数器综合应用【例5-5】设时钟频率为6MHz，设计利用T0产生1s的定时程序。因定时时间较长，采用哪一种工作模式较合适，可以比较一下。模式0最长可定时16.384ms。模式1最长可定时131.072ms。模式2最长可定时512s。根据题中要求，可选模式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。610612(216-X)=10010-3设初值为X，则可求得X=15536=3CB0H因此，(TL0)=0B0H，(TH0)=3CH。程序如下：ORG0000HLJMPMAIN;上电，转向主程序,.,ORG000BH;T0的中断矢量地址AJMPSERVE;转中断服务程序ORG1000H;主程序MAIN:MOVSP,#60H;设堆栈指针MOVB,#0AH;设循环次数MOVTMOD,#01H;设T0工作于模式1MOVTL0,#0B0H;赋初值MOVTH0,#3CHSETBET0;开中断SETBEASETBTR0;启动定时SJMP$;等待中断SERVE:MOVTL0,#0B0H;重新赋初值MOVTH0,#3CHDJNZB,LOOPCLRTR0;1s时间到，停止T0工作LOOP:RETI;中断返回END,.,【例5-8】单片机P1口接有八个LED发光二极管，编程设计一个双灯循环点亮控制流水灯，实现LED灯从低位到高位两两循环点亮，间隔时间为1s。设单片机晶振为6MHZ，定时器工作在方式1，则最大定时为131.072ms。为实现时间间隔1s，可设定时器定时时间为125ms，R4设定为8，执行8次。下面分别给出利用查询方式和中断方式实现的程序代码。查询方式程序如下：ORG0000HMAIN:MOVTMOD,#01H;T0工作于定时方式1MOVTH0,#0BH;设置计数初值为0bdchMOVTL0,#0DCH;定时125msMOVR4,#8MOVA,#03H,.,MOVP1,ASETBTR0;启动T0工作CHX:JBCTF0,ZR;125ms到转ZR,并清TF0SJMPCHXZR:MOVTH0,#0BHMOVTL0,#0DCHDJNZR4,CHXMOVR4,#8RLARLAMOVP1,AJMPCHXEND中断方式程序如下：ORG0000HAJMPMAIN;单片机复位后从0000H开始执行ORG000BHAJMPIV1;转移到IV1,.,MA