第5章-定时计数器

,第5章定时/计数器5.1定时/计数器0和15.2定时/计数器25.3定时/计数器的应用,在控制系统中，通常需要定时、延时、计数的功能，可以采用下面三种方法：1、软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用率。2、采用时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程。3、采用可编程定时器定时：这种定时器的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改，定时功能强，使用灵活。MCS-51系列单片机定时器：T0T1MCS-52系列单片机定时器：T0T1T2,图5-1定时/计数器的结构,5.1定时/计数器0和15.1.1定时/计数器的结构及功能1、定时/计数器的结构定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。,图5-1定时/计数器的结构,2、T0和T1的功能选择（1）计数功能就是对外部事件进行计数。计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0（P3.4)或T1(P3.5)。当输入信号发生由1至0的负跳变时，计数器（TH0，TL0或TH1，TL1）的值增1。计数的最高频率一般为振荡频率的1/24。（2）定时功能也是通过计数实现的。计数脉冲来自内部时钟脉冲，每个机器周期计数值增1，每个机器周期=12个振荡周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。所以计数值乘以机器周期就是定时时间。,5.1.2定时/计数器0和1的控制状态寄存器MCS-51系列单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD:定时/计数器的工作方式控制寄存器，确定工作方式和功能；TCON:定时/计数器的控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。1、工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。TMOD寄存器的单元地址为89H，不能位寻址。其格式如下：,控制T1,控制T0,（1）GATE位：门控位。GATE=1，定时器的计数受到外部引脚输入电平的控制（INTO控制T0，INT1控制T1），只有INTO（P3.2)或INT1(P3.3)为高电平且TR0或TR1置1时，相应的定时/计数器才被选通工作，称为外部控制；GATE=0，则只要TR0和TR1置1，定时/计数器就被选通，称为内部控制。（2）C/T位：计数/定时功能选择位。C/T=0，设置位定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期等于机器周期。C/T=1，设置为计数器方式，计数器输入来自T0（P3.4)或T1(P3.5)端外部脉冲。,模式1。TLX与THX构成16位计数器。计满溢出时，16位计数器回零。,模式2。8位自动重装载的定时/计数器，每当计数器TLX溢出时，THX中的内容重新装载到TLX。,（3）M1、M0位：工作模式选择位。2位形成4种编码，对应4种工作模式。见表5-1。,TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。(TF1也可以用软件置1或清0)TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。,2、控制寄存器TCONTCON的低4位用于控制外部中断,高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。字节地址为88H，位地址为88H8FH。格式如下：,3、定时/计数器的初始化1)对TMOD赋值，以确定定时器的工作模式；2)置定时/计数器初值，直接将初值写入寄存器的TH0、TL0或TH1、TL1；3)根据需要，对IE置初值，开放定时器中断；4)对TCON寄存器中的TR0或TR1置位，启动定时/计数器，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计数或开始定时。,初值计算：设计数器的最大值为M，则置入的初值X为：计数方式：X=M-计数值定时方式：由(M-X)T=定时值,得X=M-定时值/TT为计数周期，是单片机的机器周期。（模式0:M为213，模式1:M为216，模式2和3:M为28）例如：机器周期为1s时，若工作在模式0，则最大定时值为:2131s=8.192ms若工作在模式1,则最大定时值为:2161s=65.536ms,图5-3定时/计数器1工作模式0（13位计数器）,5.1.3T0和T1的4种工作模式1、模式0方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。计数个数与计数初值的关系为：X=213-N,2、模式1方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器。计数个数与计数初值的关系为：X=216-N,计数个数与计数初值的关系为：X=28-N工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。,3、模式2方式2为自动重装初值的8位计数方式。,TL0（8位）,1,T0引脚,振荡器,12,TR0,GATE,控制,1/12fOSC,1/12fOSC,4、模式3方式3只适用于T0，T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0。定时/计数器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。,5.3定时/计数器的应用5.3.1定时/计数器模式0的应用【例5-1】试利用T0产生周期为1ms、宽度为一个机器周期的负脉冲串，并由P1.0送出。设系统晶振为12MHz，则计数频率为1MHz。设计数初值为X，则由（M-X）T=定时值即（213-X）10-6=110-3得:X=7192=1110000011000B。高8位给TH0，低5位给TL0，则TH0=0E0H，TL0=18H。,采用查询方式，编程如下：MOVTMOD，00H；设置定时器0模式0MOVTH0，0E0H；设置计数初值MOVTL0，18HSETBTR0；启动定时器0T0INT：JNBTF0，T0INTCLRTF0CLRP1.0SETBP1.0MOVTH0，0E0H；用软件重新装载T0MOVTL0，18HSJMPT0INT,5.3.2定时/计数器模式1的应用【例5-2】利用T0模式1产生一个50Hz的方波，由P1.0输出。设系统晶振为12MHZ，则计数频率为1MHZ，计数器初值为X，由（M-X）T=定时值（216-X）10-6=1/（502）得:X=55536=0D8F0H。高8位0D8H给TH0，低8位0F0H给TL0。,采用查询方式，编程如下：MOVTMOD，01H；设置定时器0模式1SETBTR0；启动定时器0LOOP：MOVTH0，0D8H；设置计数初值MOVTL0，0F0HJNBTF0，CLRTF0CPLP1.0SJMPLOOP,5.3.3定时/计数器模式2的应用【例5-3】利用T1模式2进行计数，每计200次进行累加器加1操作。计数初值：X=M-计数值=28-200=56D=38H采用查询方式，编程如下：MOVTMOD，60H；设置T1模式2计数功能MOVTH1，38H；保存计数初值MOVTL1，38H；设置计数初值SETBTR1；启动计数DEL：JBCTF1，LOOP；查询是否计数溢出AJMPDELLOOP：INCAAJMPDEL,5.3.4定时/计数器门控位GATE的应用【例5-4】利用T0的门控位GATE，编程实现检测外部输入脉冲的宽度。解：外部脉冲由INT0（P3.2）输入，其宽度为TP，如图5-8。T0工作于定时方式，模式1。测试时，当INT0=0时，TR0=1；当INT0=1时，启动计数；当INT0=0时，停止计数。使TR0=0，读出TH0、TL0的计数值，用计数值乘以定时脉冲周期即得被检测正脉冲的宽度TP。,图5-8利用GATE功能来检测脉冲的宽度,编程如下：MOVTMOD，09H；设T0为模式1，定时方式，GATE=1MO