《单片机原理及应用项目化教程》课件项目六 定时器计数器应用

项目六定时器/计数器应用任务1定时器/计数器的结构与原理任务2生成脉冲宽度调制信号(PWM)任务3同时生成两种波形教学任务任务1：定时器/计数器的结构与原理。任务2：生成脉冲宽度调制信号(PWM)。任务3：同时生成两种波形。教学目标(1)掌握51单片机定时器/计数器的结构及工作原理。(2)掌握51单片机定时器的四种工作方式以及具体应用方法。(3)掌握单片机定时器/计数器的初值计算器方法。(4)掌握脉冲宽度调制信号波形产生原理及仿真实现方法。

任务1定时器/计数器的结构与原理

任务要求：在本小节学习基础上简述定时器/计数器的结构及应用。学习目标：(1)掌握定时器/计数器的结构。(2)掌握TMOD的格式及工作方式的定义。(3)掌握各种工作方式下定时器及计数器初值的计算方法。51单片机内部有两个16位可编程定时器/计数器，为定时器0(T0)和定时器1(T1)。定时器/计数器的工作方式、启停控制通过编程控制寄存器来设定。控制寄存器是由特殊功能寄存器中的定时器/计数器控制寄存器(TCON)和定时器/计数器方式控制寄存器组成。1．定时器/计数器的结构每个16位的定时器/计数器分别由两个高8位寄存器和低8位寄存器组成，T0由TH0和TL0组成，T1由TH1和TL1组成。它们分别用于存放定时或计数功能的高8位初值和低8位初值。方式控制寄存器(TMOD)主要用于设定工作方式，控制寄存器(TCON)主要用于控制启动与停止，并保存溢出和中断申请标志，中断允许寄存器(IE)控制CPU对每个定时器的开放或者屏蔽。定时器工作在计数方式时，定时器T0由外部计数信号通过外部输入引脚P3.4输入，T1由P3.5输入。定时器/计数器实际上是一个加1计数器，实现定时和计数两种功能，其具体功能由TMOD寄存器来控制。通过软件编程对寄存器TMOD和TCON进行设置。当工作在定时器功能时，振荡器的12分频信号产生计数器的加1信号，每来一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出。当工作在计数功能时，通过外部输入T0(P3.4)和T1(P3.5)计数，外部脉冲的下降沿触发计数。在每个机器周期的S5P2期间采样值为0，则计数器加1，在下一个机器周期S3P1期间，计数初值重新装入计数器。2.定时器/计数器的功能定时器/计数器具有定时和计数两种功能。具体表现在：(1)定时控制。(2)自动计数。(3)系统监控。(4)检测模块。3．定时器/计数器方式控制寄存器(TMOD)定时器/计数器方式控制寄存器的作用是对T0和T1的工作方式进行设置各位的功能如下：①GATE：门控位。②C/：功能选择位。③M1、M0：工作方式选择位。③M1、M0：工作方式选择位。4.定时器/计数器控制寄存器(TCON)TCON高四位的作用是控制定时器的启动与停止，并保存T1和T0的溢出和中断申请标志位。各位功能如下：TR0(TCON.4)：控制定时器T0启停位。TF0(TCON.5)：定时器T0溢出中断申请标志位。这两位服务于T0。TR1(TCON.6)：控制定时器T1启停位。TF1(TCON.7)：定时器T1溢出中断申请标志位。这两位服务于T1。5.定时器/计时器的四种工作方式及应用初始化的步骤如下：(1)设置TMOD。(2)根据定时时间或者计数次数，利用初值计算公式，计算定时或者计数初值，并对相应的寄存器TH1/TL1(TH0/TL0)赋值。(3)对IE中的相关位赋值。(4) TCON中的TR1(TR0)置1，SS启动。

任务2生成脉冲宽度调制信号(PWM)

任务要求：P1.0输出脉冲宽度调制信号(PWM)，即输出周期是20 ms，占空间比3∶10的矩形波，以控制直流电机按照一定的速度转动，晶振频率为12 MHz。采用定时器T0工作于方式2，定时250 μs。第一步：TMOD=00000010B = 0X02。第二步：X = 28-T/T机 = 256-250/1 = 6；TH0 = TL0 = 6。第三步：EA = 1；ET0 = 1；TR0 = 1。学习目标：(1)掌握定时/计数器的使用方式(2)掌握定时/计数器相关寄存器各位的含义(3)熟练设置定时/计数器的初值1.硬件电路设计所需元器件：晶振(CRYSTAL)、电阻(RES)、电容(CAP)、电解电容(CAP-ELEC)、单片机(AT89C51)、示波器(OSCILLOSCOPE)。3.仿真效果效果：在P1.0产生周期是20 ms，占空比是3∶10的PWM波形效果。

任务3同时生成两种波形

任务要求：在P1.5生成周期是4 ms的方波，同时在P1.6引脚输出周期是20 ms、占空比是4∶10的PWM波，要求采用定时器1，工作于方式1，晶振频率是12 MHz。采用定时器T1，工作于方式1，定时2 ms。第一步：TMO = 00010000B = 0X10。第二步：X = 216 - T/T机 = 216 - 2000/1 = 65536 - 2000 = 63536 = F830H；TH1 = 0XF8；TL1 = 1；TR1 = 1。学习目标：(1)掌握定时/计数器的使用方式。(2)掌握定时/计数器相关寄存器各位的含义。(3)熟练设置定时/计数器的初值。1．硬件电路设计所需元器件：晶振(CRYSTAL)、电阻(RES