C51单片机应用设计与技能训练（第2版）课件 任务5 设计定时控制的流水灯

模块四

定时器/计数器4.1

定时器/计数器的结构4.1

定时器/计数器的结构可编程定时，通过对系统时钟脉冲计数而获得延时

,MCS-51

定时/计数器的优点：>可实现定时、计数功能，有利用实时控

制不占用CPU时间>定时精度高，修改方便TO

|P3.4(TO)TLO工作方式THOTMOD1.

定时/计数器结构TH1TCONTL1工作

方式定时/计数器的结构框图T1

P3.5(T1)微

处

理

器(1)结构组成部分两个16位的二进制定时/计数器TO

、T1>TO/T1分别由两个8位的计数器组成，均属SFR寄存器>TO由THO、TLO

构成，字节地址为8CH、8AH>T1由TH1、TL1

构成，字节地址为8DH、8BH;相关的控制寄存器◆方式寄存器TMOD◆控制寄存器TCON控制信号TRx定时功能>对片内机器周期进行计数，即每个机器周期

产生一个计数脉冲，计数加1。>

实时控制、实时采样、定时控制等。(2)定时器/计数器的原理振荡器

÷12加

1计数器C/T=1申请

中断TX端一C/T=0

TFx加

1计数器TX端一

C/T=1控制信号TRx计数功能对片外从T0(P3.4)

、T1(P3.5)(2)定时器/计数器的原理振荡器

÷12部脉冲信号进行计数，下降沿计数加1。计数频率为晶振频率的1/24。>生产线上产品计数、检测电机转速等功能。引脚输入的外申请

中断C/T=0

TFx(3)定时/计数器初值预置初值X的计数方法(设最大值为M,

计数值为

N,

初值为X,Tcy=12÷晶振频率)>定时状态：

X=M一定时时间/Tcy>计数状态：

X=M-N设定时/计数器为8位加1计

数器，要求定时每隔100

μs

时间，发一次中断请求(设

机器周期1μs),

选定时功

能，计数初值为156要求检测到100个脉冲，

发中断请求，通知CPU,

选计数功能，计数初值为1562.方式和控制寄存器(1)方式控制寄存器TMOD>SFR寄存器，地址89H>控制T0、T1的工作方式

>

仅可字节寻址GATEC/TM1MOGATEC/TM1MOT1方式控制TO方式控制M1

MO方式说明0

0013位计数器(TH的高8位和TL的低5位)0

1116位计数器1

02自动重装入初值的8位计数器1

13定时器0:分成两个独立的8位计数器定时器1:停止计数定时器工作方式选择M1

和M0

:

工作方式选择位功能选择及门控位>C/定时/计数功能选择位。为“0”,定时模式为“1”,计数模式GATE:门控位，定义T1/TO的启动方式，●GATE=0,非门控方式(内部启动):●TRO/1=1,启动定时器工作；●TRO/1=0,

停止定时器工作。●GATE=1,

门控方式(外部启动)●TRO/1=1且引脚INT0/1=1才启动。(2)状态控制寄存器TCON>SFR

寄存器，地址88H>即参与定时控制又参与中断控制>与定时控制相关的有4位>TF1/TF0:当T1/TO的计数器计数溢出时，该位置“1”;>TR1/TR0:T1/T0运行控制位。软件将其置“1”时,

启

动T1/TO工作。8FH8EH

8DH8CH

8BH8AH89H

88HTF1

TR1

TF0

TRO

IE1IT1

IE0

ITO模块四

定时器/计数器4.2

定时器/计数器的工作方式4.2定时器/计数器工作方式1.工作方式0■

M1M0=00;作定时器：TMOD=00000000=00H作计数器：TMOD=00000100=04H■13位计数器；TH:8

位TL:低5位，高3位不用。方式0的工作原理方式0的应用>

计数初值最大计数值为2¹³=8192定时时间：△T=(21³-TO

的初值)×Tey计数个数：

S=21³-TO

的初值定时器初始化编程(1)向TMOD寄存器中写入工作方式控制字(2)向定时/计数器THO

、TLO

(

或TH1

、TL1)

装入初值(3)启动定时/计数器(置位TRO/TR1)(4)如采用中断方式，置位ETO(ET1)、

EA

、IP

等中断寄存器例：已知单片机晶振频率6MHz,

利用TO的方式0在

P1.0引脚输出周期为500us的方波解：1)方波波形如图所示2)TMOD

初始化00H3)计数初值：计数初值=2¹³-欲计数脉冲数=2¹³-△T/T=2¹³-250/2=1F83H=

0001111110000011B∴TH1=0xFC,TL1=0x034)TCON

初

始

化

.

TR0=1500us#include<reg51.h>sbitp10=P1^0;main()TMOD=0;TH0=0XFC;TLO=0X03;TR0=1;while(1)while(TF0==0);p10=~p10;TH0=0XFC;TL0=0X03;

TF0=0;查询方式程序清单#include<reg51.h>sbit

p10=P1^0;void

isr

t00;main(){TMOD=0;THO=0XFC;TLO=0X03;TR0=1;EA=1;ETO=1;while(1);void

isr

t0()interrupt

1p10=~p10;TH0=0XFC;TLO=0X03;中断方式程序清单例单片机晶振频率12MHz,

利用TO的方式0实现1s延时,每隔1s钟使P1.0引脚翻转一次。■

1)TMOD

初始化

00H■2)计数初值：定时时间：tmax=8192×1us=8.192ms;取5ms1秒延时实现：5ms延时200次TO的初值：=2¹³-5000μs/1s=3192=0C78H=000

0110001111000B■

∴THO=63H,TLO=18H#include<reg51.h>void

isr

time0(void);sbitP10=P1^0;unsignedintcounter=200;

voidmain(){TMOD=0X00;TH0=0X63;TLO=0X18;TRO=1;EA=1;ETO=1;while(1);}void

isr

time0()interrupt{counter--;if(!counter){counter=200;P10=~P10;}TH0=0X63;TLO=0X18;源程序清单：2.

定时/计数器工作方式1M1M0=01作定时器：TMOD=00000000=01H作计数器：TMOD=00000100=05H>16位计数器，逻辑结构框图如下：THO

TLO(8位)

(8位)

TFO控制

EAETO

&振荡器

÷12TOTR0—GATE—INTO端C/T=0C/T=1&中断&例

利用TO的方式1完成例3-6的功能(即在P1.0引脚

输出周期为500us的方波)。■1)TMOD

初始化

01H■2)计数初值：计数初值=21⁶-欲计数脉冲数=21⁶-△T/Tcy=2¹⁶-250/2=65411=FF83H因此TH1=0xFF,TL1=0x83■

3)TCON初始化，TR0=1■

4)开中断：

EA=1;ET0=1源程序清单//主函数#include<reg51.h>void

isr

time0(void);sbitP10=P1^0;void

main(){TMOD=0X01;THO=-125>>8;TLO=-125;TRO=1;EA=1;ETO=1;while(1);小技巧

：实

服务函数利用C51编

程时，计数初值可以直接

yid

is方法me(void)interrμBt518

;//

取计数初值的高8位(0FFH)Tp9o-125P10;

动取计数初

值的低8位(83H)不需要计算出具’体的计数

初值Q=仙2读者要清楚计算

计数初值的原理。3.定时/计数器工作方式2M1M0=10作定时器：TMOD=02H作计数器：TMOD=06H>自动重置初值的8位计数器，逻辑结构如图：振荡器

÷12

-TO—TROGATE

一D-TLO

(8位)控制THO(8位)CT=0

C/T=1&TFO重

新装入EA中断&ET0&案例——啤酒自动生产线■某啤酒自动生产线，需要每生产12瓶执行装箱操作，将生产出的啤酒自动装箱，用单片机实现该控制要

求。●解：如果啤酒生产线上装有传感装置，每检

测一瓶啤酒就向单片机发送一个脉冲信号，

使用计数功能就可实现该控制要求。●1)TMOD

初始化06HTHO=TL0=2—12=0F4H程序清单#include<reg51.h>void

isr

time0(void);void

main()void

isr

time()interrupt

1int

i,time=600;P37=0;//

驱动电机转动while(time

--)//假设装箱时间固定

for(i=500;i>0;i--);P37=1;//装箱结束电机停止转动TMOD=0x06;TLO=0Xf4;TH0=0Xf4;

TRO=1;ETO=1;EA=1;

while(1);TR0

一GATEINTO端一振荡器

÷12TLO(8位)EAETOTHO(8位)4.

定时/计数器工作方式3T0中断T1中断控制控

制TFO&一TF1振荡器T0

端□C/T=0C/T=1仅作定时器用人TR1÷12&4.

定时/计数器工作方式3>

M1M0=11>T0、T1的设置和使用不同>T0两个8位的计数器TLO:

使用T0

原有控制资源，功能与方式0、1

相

同

。TH0:

借

用T1的TR1

、TF1,只能对片内机器周期脉冲计数，作8位定时器。>

T0

初值计算完全同方式2。TO工作方式3时T1的工作■T1仍然可工作于方式0~2,C/控制位仍可使T1工作

在定时器或计数器方式，由于其TR1、TF1

被T0

的TH0占用，因而计数溢出时只能将输出结果送至串

行

口，即用作串行口波特率发生器。■T1工作于方式2,因定时初值能自动恢复，用作波特

率发生器。■因定时器1的TR1

被占用，其启动和关闭比较特殊：●当设置好工作方式时，T1

自动开始运行。●送入一个设置定时器1为方式3的方式字即可停止

T1

。例

已知系统晶振12MHz,

试用定时器0的方式3实现1s的延时(设每秒让P0.0所接的发光二极管闪烁一次)

。>TMOD初始化

07H>

THO作为定时器，定时时间250us;初值28

—250=06H>

TLO

作为计数器，计数200次；初值28—200=38H因250μs*200=50ms,则需引进一个变量，TLO

计数满后该变量加1,直至20则为1s主函数#include<reg51.h>sbitP00=PO^0;sbit

P34=P3^4;unsigned

char

count;void

delay();main()TMOD=7;THO=0x06;TLO=0x38;while(1){PO0=~P00;

delay();}}延时函数void

delay(){count=0;while(count<20){while(TF0==0){while(TF1==0);P34=0;THO=6;TF1=0;P34=1;

}TLO=0x38;TF0=0;count++;数组一维数组■在许多程序中，可能需要保留一块连续的存储空间

,相应的存储空间就是数组。■数组是一组变量，具有相同的数据类型，在某种意

义上具有一定的关系。■这些变量是所属数组的成分分量，称为数组元素，

既可以是基本数据类型，也可以是构造数据类型。1.

一维数组的定义数据类型

数组名[常量表达式]={值列表};定义了一个一维整形数组a,10表示有

10个元

素

：a[0],a[1],a[2].……a[8],a[9]定义了一个一维字符数组s1,5

表示有5个元素：s1[0],s1[1],s1[2],s1[3],s1[4]Exampleint

a[10];char

s1[5];1.

一维数组的定义■常量表达式中可以包括常量和符号常量，不能包含

变量。即C语言不允许对数组的大小作动态定义。■

如：inti=5;int

a[i];表示引用数组a中的第2个元素表示引用数组a中的第6个元素表示引用数组a中的第16个元素int

n=5,a[20];a[1]a[n]a[3*n]数组名[下标];Example2、一维数组元素的引用下标可以是整型常量、整型变量和整型表达式。2、一维数组元素的引用■

注

意

：●数组必须先定义后使用。●只能逐个引用数据元素而不能整体引用。●若一个数组长度为n,其下标值范围是0～(n-1)二维数组1.

二维数组的定义数据类型

数组名[常量表达式1][常量表达式2]={值列表};行

列int

a[3,4],b(3,4);int

c[][],d(3)(4);Exampleintx[2][3];x[(x[1二、二维数组2.

引用引

用

：

数组名[行下标][列下标]Exampleint

a[3][4];

a[3][4]=3;

/*

下标越界*/a[0][0]=3;

a[1,2]=1;/*a[1][2]=1;*/a[0][1]=a[0][0]+10;二维数组■

3.二维数组的初始化(1)分行对二维数组初始化(2)按数组排列的顺序初始化(3)对全部数组元素初始化(4)给部分元素赋初值用二层循环语句处理数组，通常外循环控制行，内循环控制列。3

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