五、8051定时器计数器的C编程

第5章8051定时器/计数器的C编程,定时/计数器-定时/计数器的定时和计数功能、定时器计数器的控制寄存器、定时器计数器的工作方式、定时计数器用作外部中断扩展、定时中断联合举例。,本章主要介绍51系列单片机定时器/计数器问题，本章将介绍以下具体内容：,一、定时/计数器的定时和计数功能,在TMOD中，各有一个控制位（CT），分别用于控制定时/计数器T0和T1是工作在定时器方式还是计数器方式。,1.定时功能-计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期使寄存器的值加1。所以，计数频率是振荡频率的1/12。,2.计数功能-计数脉冲来自相应的外部输入引脚，T0为P3.4，T1为P3.5。当T0或T1脚上负跳变时计数值加1。,定时/计数器的核心部件是二进制加1计数器(TH0、TL0或TH1、TL1)。,二、定时器计数器的控制寄存器,与定时器计数器有关的控制寄存器有：,1定时器控制寄存器TCON,中断请求标志,触发方式选择,启动定时/计数器,0低电平1下降沿,0停止1启动（软件设置）,2工作方式控制寄存器TMOD,T1控制,T0控制,GATE门控位,M1M0工作方式选择,3计数寄存器TH和TL,T/C是16位的，计数寄存器由TH高8位和TL低8位构成。在SFR中，对应T/C0为TH0和TL0，对应T/C1为TH1和TL1。定时器/计数器的初始值通过TH1/TH0和TL1/TL0设置。,计数脉冲输入,三、定时器计数器的工作方式,定时器计数器共有四种工作方式,1.方式013位方式,13位计数器,定时器,计数器,2.方式116位方式,3.方式28位自动装入时间常数方式,4.方式32个8位方式,仅T0可以工作在方式3此时T0分成2个独立的计数器TL0和TH0。,TL0可作定时器/计数器，用原来T0的控制信号（TR0、TF0）；TH0只能作定时器用，用原来T1的控制信号（TR1、TF1）。,只有将T/C1用作串行口的波特率发生器时，T/C0才工作在方式3，以便增加一个定时器。,四、定时器/计数器的初始化,1.初始化步骤,（1）确定T/C的工作方式，编程TMOD寄存器；,（2）计算T/C中的计数初值，并装载到THi和TLi；,（3）开T/C中断和CPU中断，编程IE中的ETi和EA位；,（4）启动T/C，编程TCON中的TRi位。,可编程器件在使用前需要进行初始化：,2.计数初值的计算,（1）定时器的计数初值,若fosc=6MHz，一个机器周期为12/fosc=2us。则：,方式013位定时器最大定时间隔=2132us=16.384ms；,方式116位定时器最大定时间隔=2162us=131.072ms；,方式28位定时器最大定时间隔=282us=512us；,若T/C工作在定时器方式1，要求定时1ms，求计数初值。,需计数次数：,因此，TH、TL可置-500。,（2）计数器的计数初值,方式013位计数器的满计数值=213=8192；,方式116位计数器的满计数值=216=65536；,方式28位计数器的满计数值=28=256；,若T/C工作在计数器方式2，要求计数10个脉冲的计数初值。,需计数次数：,因此，TH=TL=-10。,例题1：设晶振频率fOSC=6MHz，使用定时器1以方式1产生周期为500s的方波脉冲，并由P1.0输出。试以中断方式实现。,五、应用举例,TMOD确定,T1控制,T0控制,控制字TMOD=0 x10；,要产生500s的方波脉冲，只需在P1.0端以250s为间隔，交替输出高低电平即可实现。为此，定时间应为250s。使用6z晶振，则一个机器周期为2s，则：250us/2us125。TH1=-(125/256)，TL1=-(125%256),计算计数器的计数初值；,或者，设待求计数初值为，（216X）210-6=25010-6即216X=125X216-125=10000H-7DH0FF83H所以，初值为：TH1=0FFH，TL1=83H,采用中断方式：编程时打开全局和局部中断。EA=1;ET1=1;,由定时器控制寄存器TCON中的TR1位控制定时器的启动和停止。TR1=1;/启动；TR1=0;/停止。,程序设计,主程序：,main()TMOD=0 x10;/T1为方式1TH1=0 xFF;TL1=0 x83;/初值EA=1;/允许中断ET1=1;TR1=1;/启动定时for(;)/等待中断,voidt1()interrupt3using0TH1=0 xFF;/重新设置初值TL1=0 x83;P1.0=!P1.0;/输出取反,中断处理程序：,例题2：设晶振频率fOSC=6MHz，分别讨论各种工作方式下最长定时时间。,解：1.由fOSC=6MHz可知，MC=2us;2.由于是加1计数，所以最长定时应是计数初值最小时（即为0时）的定时时间。所以此时有：方式0：（2130）2us=214us=16384us=16.384ms,方式1：（2160）2us=217us=131.072ms,方式2、3（280）2us=29us=0.512ms,注意：以上是当fOSC=6MHz，即MC=2us时各种方式下的定时时间，若fOSC=12MHz，则最长定时时间将缩短一半。,例题3：1.分别用2种定时方式使P1.1口输出信号，点亮LED，LED点亮时间为50ms。方式1：利用调用延时子程序方式；方式2：利用定时器定时50ms，设晶振频率为12MHz。2.题目中没有指明用T0还是T1，可任意，我们用T0。,T1控制,T0控制,控制字01H,确定TMOD控制字,计算计数器的计数初值；,（216X）110-6=5010-3即216X=50000X216-50000=10000H-C350H3CB0H所以，初值为：TH0=3CH，TL0=B0H,采用中断方式：编程时打开全局中断：置位EA局部中断：置位ET0。,置位TR0位控制定时器的启动。,程序设计,MAIN()TMOD=0 x01;/T0为方式1TH0=0 x3C;TL0=0 xB0;/初值EA=1;/允许中断ET0=1;TR0=1;/启动定时,主程序：,VoidINTT0()interrupt1using2TH0=0 x3C;TL0=0 xB0;P1.1=!P1.1;/输出取反,中断处理程序：,8051,P1.0,P1.7,R,LED7,.,R,LED0,.,例题4：1.通过P1.0P1.7分别轮流送“1”给8个灯；,2.每次持续时间20分之一秒，即50ms，,由定时器T0来定时，又知fOSC=6MHz，由例题2可知可用方式1。,T1控制,T0控制,控制字01H,确定TMOD控制字,计算计数器的计数初值；,（216X）210-6=5010-3即216X=25000X216-25000=10000H-61A8H9E58H所以，初值为：TH1=9EH，TL1=58H,采用中断方式：编程时打开全局中断：置位EA局部中断：置位ET0。,置位TR0位控制定时器的启动。,程序设计,uchara;MAIN()TMOD=0 x01;/T0为方式1TH0=0 x9E;TL0=0 x58;/初值EA=1;/允许中断ET0=1;TR0=1;/启动定时a=0 x01;/LED0先亮,主程序：,中断处理程序：,VoidINTT0()interrupt1using0TH0=0 x9E;/重新设置初值TL0=0 x58;P1=a;a=a1;/依次点亮if(a=0)a=0 x01;,P1.0,P1.7,R,LED3,R,LED0,R,LED1,R,LED2,R,LED4,R,LED5,R,LED6,R,LED7,P1.6,P1.5,P1.4,P1.3,P1.2,P1.1,8051,例题5：利用T0定时，产生2s定时，使得P1口输出信号，控制8个发光二极管循环点亮，设fOSC=12MHz，。,难点：P1口输出信号，控制8个发光二极管循环点亮的解题思路见例题4，但此处由于定时时间长达2s，所以单靠一个定时器不能解决问题。可以采取硬件定时和软件计数（或硬件计数）结合方式。,硬件定时与软件计数结合方式解题思路：让T0作定时器用，如T0可以定时50ms，每当定时时间到，在T0中断处理程序中一个变量内容加1，同时判断是否加到2000/50=40，如果不到40，则直接返回，如果计到40，说明2s时间到，使P1口循环点亮8个发光二极管后再返回。T0工作在方式1，控制字01H，计数初值：,（216X）110-6=5010-3即216X=50000X216-50000=10000H-C350H3CB0H所以，初值为：TH1=3CH，TL1=B0H,程序设计,uchara,ms;MAIN()TMOD=0 x01;/T0为方式1TH0=0 x3C;TL0=0 xB0;/初值EA=1;/允许中断ET0=1;TR0=1;/启动定时a=0 x01;/LED0先亮ms=0;,主程序：,中断处理程序：,VoidINTT0()interrupt1using0TH0=0 x3C;/重新设置初值TL0=0 xB0;ms+;if(ms=40)ms=0;P1=a;a=a1;/依次点亮if(a=0)a=0 x01;,*硬件定时与硬件计数结合方式解题思路：将引脚P3.0与引脚P3.5即T1脚连接起来。让T0作定时器用，T1作计数器用，如T0可以定时50ms，每当定时时间