MCS-51单片机的定时器计数器ppt课件VIP

第六章，MCS-51单片机的定时器/计数器，有三种常用的定时方法：软件定时：CPU时间，效率低。使用555电路：不可编程。可编程芯片：功能强大，需要额外扩展。微控制器中有两个16位定时/计数器：使用灵活，编程方便。-优先考虑，6.1定时器/计数器结构，1。定时器/计数器的结构和工作原理MCS-51单片机有两个16位可编程定时器/计数器，即定时器T0和定时器T1。每个定时器/计数器的基本组件是两个8位计数器的组合(TH1和TL1是T1计数器，TH0和TL0是T0计数器)。他们通过添加“1”来工作。两个特殊功能寄存器(TMOD和TCON)用于选择和控制定时器/计数器的操作模式。8051单片机的定时器/计数器结构如下图所示。8051单片机定时器/计数器结构图，加1个计数器(高8位，低8位)TMOD，工作模式设置；TCON，开始，停止并设置溢出标志。计时功能-计数输入信号是一个内部时钟脉冲，其计数脉冲来自晶振时钟输出信号的12分频，即寄存器的值每机器周期增加1。计时器可以看作是机器周期的计数器。因此，定时计数频率是振荡频率的1/12。计数功能-计数脉冲来自相应的外部输入引脚，T0为3.4，T1为3.5。只要T0或T1在引脚上有从1到0的负转换，相应的计数器将增加1。在TMOD，有一个控制位(c/t)，分别用于控制定时/计数器T0和T1是工作在定时器模式还是计数器模式。在定时器模式下，定时器时间t=计数值NxTcy对内部机器周期进行计数，外部事件脉冲的计数脉冲周期大于2TcyT0，T1计数器只能向上计数。当16位计数器的计数值增加到0FFFFH时，输入另一个脉冲将使计数器的值返回到零，并产生溢出信号，将相应的标志位(TCON的TF0或TF1设置为1)置位，并向中央处理器发送一个中断请求。设置计数次数：计数器初始计数值的计数范围。定时器/计数器的控制寄存器包括：1。定时器控制寄存器TCON。TF1:定时器/计数器1(T1)溢出中断标志位。TF0:定时器/计数器0(T0)的溢出中断标志位。TR1:定时器/计数器1的操作控制位。通过设置1或清除0来开始或停止计数T1。TR0:定时器/计数器0的运行控制位。微控制器复位后，TCON寄存器的所有位都为0。嘿。嘿。2.工作模式控制寄存器TMOD的高4位用于定时器1，低4位用于定时器0，M0 M1:工作模式选择位。定时器/计数器四种工作模式的选择见表6-1。嘿。嘿。嘿。(2) c/t:定时器模式或计数器模式选择位C/T=0，定时器模式C/T=1，计数器模式GATE: gate控制位当TCON寄存器中的GATE=0、TR0或TR1为1时，定时器/计数器可以立即启动；当GATE=1时，不仅TR0或TR1为1，而且单片机的INT0或INT1引脚的输入也必须为高电平才能启动定时器/计数器。定时器/计数器0或1，1的工作模式。模式0-13位模式。它由TL0的低5位和TH0的8位组成。在TL0的5位计数溢出后，TH0的计数递增1，直到所有13位计数值都为1。下一个计数脉冲的到来会将TF0设置为1，向中央处理器发出一个中断请求，并将计数器全部改为“0”。其计时时间为：(213-初始值)机器周期，2.模式1-16模式16位计数，TL0为低8位，TH0为高8位；16位计数，TL1为低8位，TH1为高8位。计时时间为：(216-初始值)机器周期，3.模式2-8位自动加载时间常数模式，TL0作为8位内部计数器，TH0作为重载初始值寄存器。当TL0计数溢出设置TF0标志时，硬件控制直接将重载初始值加载到TL0中以开始新一轮计数，从而连续循环。模式2与模式0和1的最大区别在于计数器的初始值由硬件控制自动加载。一旦方法0和1的计数溢出，这意味着计数器已经返回到0。如果计数器要根据原始初始值重新计数，则需要通过软件重新加载计数器的初始值。模式2适合用作更精确的脉冲信号发生器。对于模式3-2 8位模式，当模式3和T1处于模式3时，只有T0可以停止计数。此时，T0被分成两个独立的计数器TL0和TH0。前者使用原始T0控制信号(TR0，TF0)，后者使用原始T1控制信号(TR1，TF1)。(1)TH0由TR1启动/停止，溢出TF1(2)TL0由TR0启动/停止，溢出TF0(3)TH0只能定时，TL0可以定时/计数，两者都是8位。MCS-51内部定时器/计数器可编程，其工作模式和过程可由MCS-51通过程序设定和控制。因此，MCS-51必须在工作前初始化定时器/计数器。初始化步骤如下：(1)向定时器模式寄存器TMOD发送模式控制字，根据主题要求设置定时器/计数器的相应工作模式。(2)根据实际需要，选择定时器/计数器并发送定时器的初始值或计数器的初始值，以确定所需的定时和要计数的初始值。6.2定时器/计数器初始化，(3)根据需要向中断许可寄存器IE发送中断控制字，向中断优先级寄存器IP发送中断优先级字，以打开相应的中断并设置中断优先级。(4)向定时器控制寄存器TCON发送命令字，以启动或停止定时器/计数器操作。用于计算计数器初始值的计时器/计数器可以通过软件在任何时间和任何地点启动和关闭。当它启动时，它将自动加1计数，直到它是满的，即所有都是1。如果不停止，计数值将从全1变为全0。同时，它将计数溢出位置1，并向中央处理器发送一个定时器溢出中断应用程序。对于不同的工作模式，最大定时时间和计数值是不同的。使用中会有两个问题：一是产生比定时器最长计时时间短的时间和比计数器最大计数少的计数数；第二种是产生比定时器最长计时时间更长的时间和比计数器最大计数时间更多的计数时间。如果初始计数值被设置为C，则计数器从初始值C计数到满1所需的计数值被设置为D，因此可以获得以下计算公式：C=M-D，其中M是计数器范围，并且该值与计数器操作模式相关。在模式0中，m为213；在模式1中，m是216；在模式2和模式3中，m是28。计时器初始值的计算。在定时器模式下，计数器通过12分频后的单片机脉冲计数。因此，用于计算计时器计时时间T的公式为，其中Tc是计时器的初始常数值；t是计数器从初始值Tc加1到所有1所需的时间；m是计数器的测量范围，与计时器的工作模式有关。Fosc是单片晶体振荡器的频率。在上述公式中，如果Tc=0，定时器计时时间为最大值(初始值为0，从全0计数到全1，溢出后为全0)。由于M的值与定时器的工作模式有关，所以在不同的工作模式下，定时器的最大定时时间是不同的。例如，如果单片机主脉冲晶体振荡器频率fosc设置为12MHz，最大定时时间为模式0: Tmax=2131s=8.192ms模式1: Tmax=2161s=65.536ms模式2和3: Tmax=281s=0.256ms，示例6-5。使用定时器1、模式2实现1秒延迟。根据13位定时器/计数器的特性，低5位0CH首先发送到TL0，高3位的TL0为零，高8位的F0H发送到TH0。以下指令可用于初始化定时器T0。MOVTMOD，#00H。T0工作在模式0和时序模式MOVTL0，# 0ch。低5位发送到TL0寄存器MOVTH0，# 0f0h高8位发送到TH0寄存器。嘿。T1时序模式1，T0计数模式2MOVTL0，# 0ffhT0时间常数发送到TL0MOVTH0，# 0ffh。T0时间常数被发送到TH0MOVTL1，# 78hT1时间常数(较低的8位)被发送到TL1MOVTH1，# 0echT1时间常数(高8位)发送到TH1SETBTR0；将TR0设置为1允许T0开始计数SETBTR1；将TR1设置为1允许T1启动仪表。嘿。解决方案：因为模式2是一个8位计数器，它的最大定时时间是256 * 1 s=256 s。为了实现1秒延迟，定时时间可以选择为250s并循环使用4000次。选择定时时间后，可以确定计数值为250，则定时器1的初始值为：X=M-计数值=256-250=6=6H。使用定时器1，模式2工作，因此TMOD=20H。嘿。DELAY:MOVR7，# 40；设置25毫秒计数周期的初始值MOVR6，# 100；设置250s计数周期初始值MOVTMOD，# 20H将定时器1设置为模式2MOVTH1，# 06H设置定时器初始值MOVTL1，# 06HSETBTR1开始T1LP1:JBCTF1，LP2查询计数溢出SJMPLP1如果没有溢出，继续计数LP2:DJNZR6，LP1在25毫秒前继续循环MOVR6、#100DJNZR7、LP1RET循环在1秒前继续；回到主程序，6.3定时器/计数器的应用，定时器/计数器是单片机的重要组成部分。其工作方式灵活，功能强大。它可以减少中断时CPU和外围电路的负担。本节通过示例说明计时器/计数器的使用。例6-6尝试通过定时器实现方波输出。如图所示，将时钟频率fosc设置为12兆赫，并从P1.0输出一个频率周期为1毫秒的方波。嘿。、6-7。设置P1端口连接8个发光二极管，并编程实现8个发光二极管的跑马灯。系统的晶振为12兆赫，跑马灯顺序依次点亮1.0-1.7的发光二极管，并继续循环。要求使用定时器T0的模式1计时，每个发光二极管点亮1秒。和查询模式： org 0000 hljpmainorg 0050 hm ain : m