项目六定时器

1、 项目六 定时器 知识目标：1. 51单片机定时器的基本结构；2. 51单片机定时器的工作方式；3. 程序对定时器工作方式的设置。 能力目标： 能根据设计任务要求绘制电路原理图； 会编制程序流程图，设置定时计数器的工作方式； 会用keil C51软件对源程序进行编译调试及与protues软 件联调，实现电路仿真。 设计电路使得P2.0端口的数码管以10HZ的频率闪烁。1 1提出任务提出任务2 2任务分析任务分析 （1）硬件电路设计 以8051单片机作为控制电路，P2.0口外接1个采用共阳极连接方式的发光二极管（LED）和 1个限流电阻，硬件电路原理图所示。任务任务1：脉冲输出：脉冲输出 805

2、1的定时的定时/计数器计数器 常用的定时方法：常用的定时方法：软件定时：软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用软件定时不占用硬件资源，但占用 CPU时间，降低了时间，降低了CPU的利用率。的利用率。时基电路定时时基电路定时：例如采用：例如采用555电路，外接必要的元电路，外接必要的元 器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电器件（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。围不能由软件进行控制和修改，即不可编程。可编程芯片定时：可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时范这种定时芯片的定

3、时值及定时范 围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定 时功能强，使用灵活。在单片机时功能强，使用灵活。在单片机的定时的定时/计数计数 器不够用时，可以考虑进行扩展。器不够用时，可以考虑进行扩展。 知识链接知识链接 6.1 6.1 定时定时/ /计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理 一、定时一、定时/计数器的结构计数器的结构 定时定时/计数器的实质是加计数器的实质是加1计数器（计数器（16位），由高位），由高8位和低位和低8位两个寄存器组成。位两个寄存器组成。TMOD是定时是定时/计数器的工作方式寄存计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；器，确

4、定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志的启动和停止及设置溢出标志。 二、定时二、定时/计数器的工作原理计数器的工作原理 加加1计数器计数器输入的计数脉冲有两个来源：输入的计数脉冲有两个来源：1）系统的时钟振荡器输出经）系统的时钟振荡器输出经12分频后的脉冲；分频后的脉冲；2）T0或或T1引脚输入的外部脉冲。引脚输入的外部脉冲。 每来一个脉冲计数器加每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全，当加到计数器为全1时，再输时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中中TF0或或TF1置

5、置1，向，向CPU发出中断请求（定时发出中断请求（定时/计数器中断允计数器中断允许时）。如果定时许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。 可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器计数器的计数值。的计数值。 定时器模式：定时器模式：加加1计数器是对内部机器周期计数（计数器是对内部机器周期计数（1个机器周个机器周期等于期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。）。

6、定时定时时间时间t=计数值计数值N*机器周期机器周期Tcy。计数器模式：计数器模式：外部事件计数脉冲由外部事件计数脉冲由T0或或T1引脚输入到计数器。引脚输入到计数器。在每个机器周期的在每个机器周期的S5P2期间采样期间采样T0、T1引脚电平。当某周期引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计期间装入计数器。由于检测一个从数器。由于检测一个从1到到0的下降沿需要的下降沿需要2个机器周期，因此个机器周期，因此要求被采样

7、的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时时，最高计数频率不超过，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期，即计数脉冲的周期要大于要大于2 s。 6.2 6.2 定时定时/ /计数器的控制计数器的控制 80C51单片机定时单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。控制。TMOD用于设置其工作方式；用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动用于控制其启动和中断申请。和中断申请。一、工作方式寄存器一、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD用于设置定时用于设置定时/计

8、数器的工作方式，计数器的工作方式，低四位用于低四位用于T0，高四位用于，高四位用于T1。其格式如下：。其格式如下： GATE：门控位。门控位。GATE0时时，只要用软件使，只要用软件使TCON中的中的TR0或或TR1为为1，就可以启动定时，就可以启动定时/计数器工作；计数器工作；GATA1时时，要用软件使，要用软件使TR0或或TR1为为1，同时外部中断引，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。计数器工作。 :定时定时/计数模式选择位。计数模式选择位。 0为定时模式；为定时模式； =1为为计数模式。计数模式。M1M0：工作方式设置位。定时工作方式

9、设置位。定时/计数器有四种工作方式，计数器有四种工作方式，由由M1M0进行设置。进行设置。C/TC/TC/T 二、控制寄存器二、控制寄存器TCON TCON的低的低4位用于控制外部中断位用于控制外部中断,已在前面介绍。已在前面介绍。TCON的高的高4位用于控位用于控制定时制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：计数器的启动和中断申请。其格式如下：TF1（TCON.7）：）：T1溢出中断请求标志位。溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自计数溢出时由硬件自动置动置TF1为为1。CPU响应中断后响应中断后TF1由硬件自动清由硬件自动清0。T1工作时，工作时，CPU可可随时查询随时查询TF1的

10、状态。所以，的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。可用作查询测试的标志。TF1也可以也可以用软件置用软件置1或清或清0，同硬件置，同硬件置1或清或清0的效果一样。的效果一样。TR1（TCON.6）：）：T1运行控制位。运行控制位。TR1置置1时，时，T1开始工作；开始工作；TR1置置0时，时，T1停止工作。停止工作。TR1由软件置由软件置1或清或清0。所以，用软件可控制定时。所以，用软件可控制定时/计计数器的启动与停止。数器的启动与停止。TF0（TCON.5）：）：T0溢出中断请求标志位，其功能与溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。类同。TR0（TCON.4）：）：T0运行控制位，其功

11、能与运行控制位，其功能与TR1类同。类同。 6.3 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式 一、方式一、方式0 方式方式0为为13位计数位计数，由，由TL0的低的低5位（高位（高3位未用）和位未用）和TH0的的8位组成。位组成。TL0的低的低5位溢出时向位溢出时向TH0进位，进位，TH0溢出时，溢出时，置位置位TCON中的中的TF0标志，向标志，向CPU发出中断请求。发出中断请求。 定时器模式：定时器模式：:Nt/ Tcy 计数初值计算的公式为：计数初值计算的公式为：计数模式时，计数脉冲是计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。引脚上的外部脉冲。13X=2 -N门控位门控位GATE具有

12、特殊的作用。当具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相后使时，经反相后使或门输出为或门输出为1，此时仅由，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出控制与门的开启，与门输出1时，控制开关接通，计数开始；时，控制开关接通，计数开始；当当GATE=1时时，由外中断引，由外中断引脚信号控制或门的输出，此时控制脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引与门的开启由外中断引脚信号和脚信号和TR0共同控制共同控制。当。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚时，外中断引脚信号引脚的的高电平启动计数高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的，外中断引脚信号引脚的低电平停止计低电平停止计数数。这种方式常用来测量外中断

13、引脚上正脉冲的宽度。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。 16X=2 -N二、方式二、方式1 方式方式1的计数位数是的计数位数是16位，由位，由TL0作为低作为低8位、位、TH0作为高作为高8位，组成了位，组成了16位加位加1计数器计数器 。计数个数与计数初值的关系为：计数个数与计数初值的关系为： 8X=2 -N三、方式三、方式2 方式方式2为自动重装初值的为自动重装初值的8位计数方式。位计数方式。 工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。 计数个数与计数初值的关系为计数个数与计数初值的关系为： 四、方式四、方式3 方式方式3只适用于定时只适用于定时/计数器计数器T0，定时器定

14、时器T1处于方式处于方式3时相当时相当于于TR1=0，停止计数。，停止计数。 工作方式工作方式3将将T0分成为两个独立的分成为两个独立的8位计数器位计数器TL0和和TH0 。 6.4 定时器初始化定时器初始化对对TMOD赋值，以确定赋值，以确定T0和和T1的工作方式。的工作方式。计算初值计算初值,并将其写入并将其写入TH0、TL0或或TH1、TL1。中断方式时，则对中断方式时，则对IE赋值，开放中断。赋值，开放中断。使使TR0或或TR1置位，启动定时置位，启动定时/计数器定时或计数。计数器定时或计数。 。1、计算计数初值、计算计数初值X：由于晶振为由于晶振为12 MHz，所以机器周期，所以机器

15、周期Tcy为为1 s,定定时时间为时时间为1/2*1/10HZ=50ms。所以：所以：N50ms/ Tcy 50000/150000采用方式采用方式1 X6553650000155360X3CB0即应将即应将0X3C送入送入TH0中，中，0XB0H送入送入TL0中中 2、求、求T1的方式控制字的方式控制字TMOD： M1M0=01，GATE=0，C/T=0，可取方式控制，可取方式控制字为字为01H； 源程序源程序#include #define uchar unsigned char sbit p20=P20;main() TH1=0 x3c; TL1=0 xb0; TMOD=0 x10; E

16、A=1; ET1=1; TR1=1; while(1);void timet1( ) interrupt 3 TH1=0 x3c; TL1=0 xb0; p20=p20; 思考题：思考题：1、任务1中如果要求发光二极管以1HZ的频 率闪烁呢？程序改如何修改？2、利用定时/计数器T1产生定时时钟,由P1口控制8 个发光二极管,使8个指示灯依次一个一个闪动，闪动频率为10次/秒(8个灯依次亮一遍为一个周期)，循环。 用三位数码管显示一个跑表，从000到999之间以1%秒速度运行。1 1提出任务提出任务2 2任务分析任务分析 （1）硬件电路设计 以8051单片机作为控制电路，P2口外接4个共阴极连接

17、方式数码管的段选，P3口连接4个共阴极连接方式数码管的位选，硬件电路原理图所示。任务任务2：跑表设计：跑表设计 (2) 本设计中2处需要采用定时： a). 0.01S定时（采用定时器1） 定时时间为10ms,工作方式1，每10ms跑表显示加1， 定时器初始值为： 65536-10000=55536=0 xD8F0 b). 动态扫描保持时间（采用定时器0） 定时时间为5ms,工作方式1，每个数码管显示时间为5ms， 定时器初始值为： 65536-5000=60536=0 xEC78 #include # define uchar unsigned char Uchar code distable

18、=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;uchar disnum =0,0,0;uchar i,k;main( ) i=0; k=0 x01; TH1=0 xD8; TL1=0 xF0; TH0=0 xEc; TL0=0 x78; TMOD=0 x11; ET1=1; ET0=1; EA=1; PT1=1; TR1=1; TR0=1; while(1); void timet1( ) interrupt 3 /定时中断1，计时 TH1=0 xD8; TL1=0 xF0; if( disnum2=9) disnum2=0;if( disnum1=9) disnum1=0;if (disnum0=9) disnum0=0 ;else disnum0=disnum0+1; else disnum1=disnum1+1 ; elsedisnu