单片机定时概念

1、单片机定时概念第1页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二上图为定时器结构框图80C51单片机内部有两个定时/计数器T0和T1，其核心是计数器，基本功能是加1（加1计数）。对外部事件脉冲（下降沿）计数，是计数器；对片内机器脉冲计数，是定时器。计数器由二个8位计数器组成。第2页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 定时时间和计数值可以编程设定，其方法是在计数器内设置一个初值，然后加1计满后溢出。调整计数器初值，可调整从初值到计满溢出的数值，即调整了定时时间和计数值。 定时/计数器作为计数器时，外部事件脉冲必须从规定的引脚输入。 定时器均采用加一定时2、 定时/计

2、数器的控制寄存器TMOD：设定定时器/计数器T0、T1的工作模式和 工作方式。 TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包 含了T0、T1的状态，即各定时计数器是 否计数时间到（即是否需要服务）。第3页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二TCON低4位与外中断INT有关，已在中断中叙述。 高4位与定时/计数器T0、T1有关。TF1：定时/计数器T1溢出标志。 TF0：定时/计数器T0溢出标志。TR1：定时/计数器T1运行控制位。 TR1=1,T1运行；TR1=0,T1停。 TR0：定时/计数器T0运行控制位。 TR0=1,T0运行；TR0=0,T0停。第4页，共47页，

3、2022年，5月20日，2点46分，星期二2、 定时/计数器工作方式控制寄存器TMODTMOD用于设定定时/计数器的工作方式低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。 M1M0 工作方式选择位第5页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 C/T 计数/定时方式选择位 C/T=1,计数工作方式,对外部事件脉冲计数,用作计数器。 C/T=0,定时工作方式,对片内机周脉冲计数,用作定时器。 GATE 门控位，见下图 GATE=0，运行只受TCON中运行控制位TR0/TR1的控制。 GATE=1，运行同时受TR0/TR1和外中断输入信号的双重控制。 只有当INT0/INT1=1且TR0/

4、TR1=1,T0/T1才能运行。 当GATE=1且 TR0/TR1=1时，用做对INT0/INT1输入脉冲高 电平长度的测量TMOD字节地址89H,不能位操作,设置TMOD须用字节操作指令。 第6页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二3、 定时/计数器工作方式（1） 工作方式0 13位计数器，由TL0低5位和TH0 8位组成，TL0低5位计数满时不向TL0第6位进位，而是向TH0进位，13位计满溢出，TF0置“1”。最大计数值213 = 8192。所有工作方式0计数都可以用方式1代替，因此，方式0比较少用（2） 工作方式1：16位定时计数器 第7页，共47页，2022年，5月

5、20日，2点46分，星期二 THx/TLx赋初值：THx赋高8位，TLx赋低8位工作方式1 的编程要点： TMOD选方式： 写“M1,M0”=01 b 选方式1 若不用门控位,直接用软件写TRx控制启/停 若使用门控位，先置位TRx，然后由INTx端 的高/低电平来控制其启/停第8页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 定时器(方式1)应用程序举例：分析：已知fosc = 6MHz 则： （振荡周期）1Tc=1/6MHz （机器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S 粗略地说：Tmin 2S 16位定时器最大数值为：216=65536=0FFFFH+1 故选择方式 1

6、工作可以得到： Tmax = 655362 = 131072S131.072mS若晶振频率为6MHz，计算单片机的最小与最大定时时间：第9页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二分析：已知fosc = 6MHz 则： （机器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S 100mS2 S = 50000 16位定时器最大数值为： 216 = 65536 (=0FFFFH+1) 故选择方式1工作可以满足要求。计算初值：6553650000=15536=3CB0H要求对T0产生100mS定时进行初始化。(晶振=6MHz)第10页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二G

7、ATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0由分析得知：T0选择方式1，初值=3CB0H X X X X 0 0 0 1初始化：MOV TMOD，#01H ;选 T0 方式 1 MOV TH0， #3CH ;赋初值高8位 MOV TL0， #0B0H ;赋初值低8位 若需要定时器0产生中断还应当写如下语句： SETB ET0 ;开T0中断允许 SETB EA ;开总中断允许 SETB TR0 ;启动 T0定时以及相应的中断服务程序。第11页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二（3）工作方式2：8 位自动重装的定时/计数器 THx/TLx赋相同初值（X=0或

8、1） 在TLx计数达到0FFH 再加“1”时，TL0 将溢出, “TFx”位置1，提出中断请求并 使THx中的值自动重装(Copy)进TLx第12页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 TMOD寄存器选方式： 写“M1，M0” = 10 b 选中方式2分析：fosc = 6MHz 1机器周期 = 2 S 1KHz方波周期 = 1 mS 半个方波周期 =500S 500uS2 uS = 250 若选择方式2 工作,8位定时器最大数值为： 28 =256 =0FFH + 1 可以满足要求。计算初值：256250=6从P1.0 脚输出频率=1KHz方波。设：晶振=6MHz。利用T1

9、定时中断。定时器（方式2）应用程序举例：第13页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二所以初始化程序为： MOV TMOD，#20H MOV TH0， #6 MOV TL0， #6 SETB ET1 SETB EA SETB TR1 第14页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二4、 定时/计数器的应用1、计算定时/计数初值80C51定时/计数初值计算公式：定时时间计数周期数机器周期长度 =（n初值N） f初值n（时间t f）其中： n与工作方式有关： 方式0时,n=13； 方式1时,n=16； 方式2、3时,n=8。机器周期与主振频率有关：机器周期=12/fo

10、sc，f=12MHZ时，1机周=1S； f=6MHZ 时，1机周=2S。 第15页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二【例1】 已知晶振6MHz，要求定时0.5ms，试分别求出T0工作于方式1、方式2时的定时初值。解： 工作方式1： T0初值 =216-500s/2s =65536250=65286=0FF06H TH0=0FFH；TL0=06H。 工作方式2： T0初值 =28-500s/2s=256-250=6 TH0=06H；TL0=06H。第16页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二定时器/计数器的编程和应用 采用中断的定时初始化过程： （1）设置中

11、断寄存器（tmod寄存器，开中断、优先级、启动计数），以及定时初值的写入。 （2）定时时间计数周期数机器周期长度 =（n初值N） f初值n（时间t f） （3）对于较长时间的定时，可以采用与循环程序相结合进行设计 采用中断方式，定时时间到在执行中断服务后返回的 时候会将tf0或tf1清零。第17页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二例5-1 假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周期为2ms的方波，如图所示。第18页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二(1)计算初值X 设初值为X，则有: 延时时间为1ms，相当于500个机器周期长度，因此可以采

12、用方式1，计数初始值为 X = 216-500 = 65036 X化为16进制，即X=0FE0CH=11111110，00001100B。 所以，T0的初值为： TH0=0FEH TL0=0CH因此可以用定时器0，选择工作方式1，每定时中断一次，执行一次P1.0的取反操作。 由于方式1不能循环计数，因此，每执行一次中断还要重装初期进行计数。第19页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二(2)初始化程序设计：对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确设置，将计数初值送入定时器中。 (3)程序设计 ORG 0000HRESET: LJMP MAIN ；转主程序 ORG

13、000BH ；T0的中断入口 LJMP IT0P ；转T0中断处理程序IT0P ORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H ；设堆栈指针 MOV TMOD,#01H ；设置T0为方式1 MOV TL0,#0CH；T0中断服务程序，T0重新置初值 MOV TH0,#0FEH SETB ET0 ；允许T0中断 SETB EA ；CPU开中断 SETB TR0 ；启动T0 SJMP $第20页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二ITOP: MOV TL0,#0CH；T0中断服务子程序，T0置初值 MOV TH0,#0FEH CPL P1.0 ；P1.0的状态取反 RETI

14、 END第21页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二例6-2 假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1秒定时的程序。（1）T0工作方式的确定定时时间较长，采用哪一种工作方式？ 由各种工作方式的特性，可计算出： 方式0最长可定时16.384ms; 方式1最长可定时131.072ms; 方式2最长可定时512s。选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。（2）计算计数初值 因为：100ms=50000个机器周期 所以：X=65536-50000=15536=3CB0H 因此：TH0=3CH，TL0=B0H 第22页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期

15、二（3）10次计数的实现 采用循环程序法。（4） 参考程序 : ORG 0000HRESET： LJMP MAIN ；上电，转主程序入口MAIN ORG 000BH ；T0的中断入口 LJMP IT0P；转T0中断处理程序IT0P ORG 1000H MAIN： MOV SP,#60H ；设堆栈指针 MOV R1,#0AH ；设循环次数10次 MOV TMOD,#01H ；设T0工作在方式1 MOV TL0,#0B0H ；给T0设初值 MOV TH0,#3CH 第23页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 SETB ET0 ；允许T0中断 SETB EA ；CPU开放中断 S

16、ETB TR0 ；启动T0 HERE： SJMP HERE ；等待中断 ITOP： MOV TL0,#0B0H ；T0中断子程序，重装初值 MOV TH0,#3CH ； DJNZ R1，LOOP CLR TR0 ；1s定时时间到，停止T0工作 LOOP： RETI 如要使P1口所接8盏等每秒左移跑动一位，应该怎么处理？第24页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 查询方式的参考程序: 查询方式主要利用的是：当计数器定时时间到的时候会自动的把中断标志位TF1或TF0置为1，因此，启动定时后，只要评定对应的服务标志位TF0或TF1是否为1就可以判断是否定时时间到，即是否要开始执行

17、服务程序。5-1的查询方式的参考程序可以写为：第25页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二例5-1 假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周期为2ms的方波，如图所示。第26页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二ORG 0000LJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#01H ；设置T0为方式1 LOOP: MOV TH0,#0FEH ；T0置初值 MOV TL0,# 0CH SETB TR0 ；接通T0LOOP1：JNB TF0,LOOP1 ；查询TF0标志 CLR TF0 ； CPL P1.0 ；P1.0的状态求反

18、 SJMP LOOP第27页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二门控制位GATE的应用测量脉冲宽度GATE1可使定时器/计数器T1的启动计数受INT1*的控制，可测量引脚INT1或INT0引脚上正脉冲的宽度（机器周期数）。第28页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二如上图所示：测量引脚INT1（P3.3）上正脉冲的宽度。第29页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二参考程序： ORG 0000HRESET: AJMP MAIN ；复位入口转主程序 ORG 0100H MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#90H ；T1为方式

19、1定时控制字 MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H MOV R0,#30HLOOP0: JB P3.3,LOOP0；INT1*高,则循环 SETB TR1；如INT1*为低，启动T1LOOP1: JNB P3.3,LOOP1；INT1*低，则循环等待LOOP2: JB P3.3,LOOP2 ；INT1*高,则循环等待（两个等待的意义？）第30页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 CLR TR1；停止T1计数 MOV R0,TL1；T1计数值送A INC R0 MOV R0,TH1；T1计数值送A SJMP $ END执行程序，使INT1*引脚上出现的正脉冲宽度

20、以机器周期数的形式存放在30H和31H单元。第31页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二例3、书本P125例题53测量高低电平持续时间ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#10011001B;MOV TH1,#00HMOV TL1,#00HMOV TH0,#00HMOV TL0,#00H第32页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二 WAIT1:JB P3.2,$ SETB TR0 ；被测为低时开始计数，此时P3.2为高WAIT2:JNB P3.2,WAIT1;即被测信号为高电平，等待WAIT3:JB P3.2，W

21、AIT2 ；等待计数完成CLR TR0 ；计数完关闭T0，输入信号由低变为高电平SETB TR1；启动T1后t1开始工作WAIT3:JB P3.3 WAIT3；表示波形电平为高，继续计数CLR TR1；关T1MOV R0,#35HMOV R0,TL0INV R0MOV R0,TH0 ；T0用于保存低电平时间INC R0MOV R0,TL1INV R0MOV R0,TH1 ；T1用于保存高电平时间END第33页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二例6-3 当T0（P3.4）引脚上发生负跳变时，从P1.0引脚上输出一个周期为1ms的方波,如图所示。（系统时钟为6MHz）（1）工作

22、方式选择T0为方式1计数，初值 0FFFFH，即外部计数输入端T0（P3.4）发生一次负跳变时，T0加1且溢出，溢出标志TF0置“1”，发中断请求。说明T0脚已接收了负跳变信号。第34页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二T1定义为方式2定时。在T0脚发生一次负跳变后，启动T1每500s产生一次中断，在中断服务程序中对P1.0求反，使P1.0产生周期1ms的方波。注意方式2可以循环计数（2）计算T1初值设T1的初值为X： 因为 1MS=1000um=2250个机器周期 所以 X=28-250=6=06H T0的初值为：0ffffh（3）程序设计 ORG 0000H RESET

23、: LJMP MAIN ；复位入口转主程序 ORG 001BH LJMP IT1P ；转T1中断服务程序第35页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二MAIN: MOV TMOD,#00100101H ；初始化，T1为方式2定 时，T0为方式1计数 SETB EA SETB ET1 ；允许T1中断 MOV TL0,#0FFH ；T0置初值 MOV TH0,#0FFH MOV TL1,#06H ；T1置初值 MOV TH1,#06H SETB TR0 ；启动T0 JNB TF0,$ CLR TR0 SETB TR1 ；启动T1 HERE: AJMP HEREIT1P: CPL P

24、1.0；T1中断服务，P1.0位取反 RETI第36页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二实训题目：1、手动控制跑马灯的跑动（中断）org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0main:setb easetb ex0setb it0mov ip,#00000001bmov a,#0fehmov p1,asjmp $zd0: rl a mov p1,aretiend第37页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二2、计程器的实现（中断）org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0main:setb easetb

25、ex0setb it0mov ip,#00000001bmov a,#00hmov p1,asjmp $zd0:add a,#2 mov b,a cpl a mov p1,a mov a,b retiend第38页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二2、计程器的实现（中断）改：org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0org 0013hljmp zd1org 0100hmain:setb easetb ex0setb ex1setb it0setb it1mov a,#00hmov p1,asjmp $zd0:add a,#2 mov b,a cp

26、l a mov p1,a mov a,b retizd1:mov a,#00h retiend第39页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二1、手动控制跑马灯的跑动（中断）改：org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0main: setb easetb ex0setb it0mov ip,#00000001bmov r7,#08hmov a,#0fehmov p1,asjmp $zd0: rl a mov p1,a lcall delay djnz r7,zd0 mov r7,#08h retidelay:(1秒)end第40页，共47页，2022年

27、，5月20日，2点46分，星期二定时练习：8、内部30H单元内容为55h，定时30ms，否则定时15ms，进行初始化编程。9、利用T0通过P1.0输出一个矩形波，高电平为50um，低电平为300um。10、用T1实现P1.0和P1.1分别输出周期为2ms和500us的方波。（定时1ms和250us，1ms看成4个250us）第41页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二8、内部30H单元内容为55h，定时30ms，否则定时15ms，进行初始化编程。ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP IT0PORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#000000

28、01B SETB EA SETB ET0 CJNE 30H,#55H,AA MOV DPTR,#NUM1 MOV TH0,DPH MOV TL0,DPL SETB TR0 SJMP $AA: MOV DPTR,#NUM2 MOV TH0,DPH MOV TL0,DPL SETB TR0 SJMP $IT0P: RETI END第42页，共47页，2022年，5月20日，2点46分，星期二9、利用T0通过P1.0输出一个矩形波，高电平为50um，低电平为300um。ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP IT0PORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#00000010B SETB EA SETB ET0 MOV T