第七章-51系列单片机定时器计数器.ppt

1、71 定时器/计数器概述,711 定时方法,在单片机控制系统中，定时的方法有： 1. 软件定时 靠执行一个循环程序以进行时间延迟。特点是:时间精确，且不需外加硬件电路。缺点是:定时时要占用CPU，增加CPU的开销。 2硬件定时 使用硬件电路来完成。方法是:定时功能全部由硬件电路完成，不占CPU的时间。缺点是:定时参数一旦设定，修改比较困难。适用于：时间较长的定时 3可编程定时器 通过系统对时钟脉冲的计数来实现。通过程序可以改变计数值，也就改变了定时时间。同时可编程定时器具有定时和计数功能。,7.1.2 定时器/计数器的结构,MCS-51系列单片机有两个16位的定时器，分别为T0和T1。它们都有

2、定时和事件计数的功能,可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合 。,T0由两个8位特殊功能寄存器TH0和TL0构成； T1由TH1和TL1构成。 T0、T1由软件设置为定时器工作方式或计数方式及其他灵活多样的可控功能方式。 T0、T1的功能都由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。,AT89C51定时器结构：,定时器工作方式：每个机器周期使定时器（T0或T1）的数值加1直至计数溢出。,计数器工作方式：在每个机器周期的S5P2期间采样T0和T1引脚，若某一个机器周期采样值为1，下一个机器周期采样值为0，则计数器加1。最高计数频率为振荡频率的1/24。,8位寄存器TMOD和TCON，用来

3、设置T0和T1的操作模式和控制功能。当系统复位时，两个寄存器所有位被清0。,72 定时器/计数器的控制,GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0,1.工作模式寄存器TMOD (89H，不能位寻址只能由字节设置定时器工作模式),定时器T0工作模式定义,M1、M0：工作模式控制位 ( 定义4 种方式 ):,0 0： 模式0 13位定时器作用不大 0 1： 模式1 16位定时器经常用到 1 0： 模式2 可自动重装的8位定时器经常用到 1 1： 模式3 T0分为2个8位定时器；T1不工作几乎无用,定时器T1工作模式定义,C/T ：计数器/定时器选择位 0 片内时钟定时器。对

4、机器周期脉冲计数定时 1 外部事件计数器。对T0（T1)引脚的负脉冲计数；,GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0,T1,T0,GATE门控位: 定时器可由软件与硬件两者控制 GATE = 0 普通用法 定时器的启/停由软件对TR0（TR1)位写“1”/“0”控制,不管INT0、INT1的电平。,(89H), GATE = 1 门控用法 INT0或INT1引脚为高电平且由软件使TR0或TR1置1时，才能启动定时器工作。,2.定时器控制寄存器TCON (88H，可位寻址),TF0(TF1):定时器0/1计数溢出标志位。 =1 计数溢出； =0 计数未满 TF0(TF1

5、) 可用于申请中断或供CPU查询。 在进入中断服务程序时会自动清零； 但在查询方式时必须软件清零。,TR0（TR1): 定时器0/1运行控制位。 =1 启动计数； =0 停止计数 在程序中用指令“SETB TR1”使TR1位置1，定时器T1便开始计数。,IT0,IE0,IT1,IE1,TR0,TF0,TR1,TF1,88H,89H,8AH,8BH,8CH,8DH,8EH,8FH,定时器T0/T1 中断申请过程,在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下： T0/T1加满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指令： LCALL 000BH/

6、LCALL 001BH 执行中断服务程序, TF0/TF1标志位会自动清“0”,以备下次中断申请。,定时/计数器可按片内机器周期定时，也可对由T0/T1引脚输入一个负脉冲进行加法计数,7.3 定时器计数器的四种工作模式及应用,1. 模式0及应用（以T0为例）,振荡器,12,TL0 TH0 (5位) (8位),TF0,申请中断, TR0,GATE,INT0端,1, TMOD=0X00; TL0=0X18; TH0=0XE0; TR0=1; while(1) if(TF0=1) TF0=0; TL0=0X18; TH0=0XE0; P1_0=P1_0; ,（4）定时器溢出中断程序 程序清单如下：

7、主程序： MAIN：MOV TMOD，#00H ；设置T0模式0 MOV TL0，#18H ；送初值 MOV TH0，#0E0H ； SETB EA ；CPU开中断 SETB ET0 ；T0中断允许 SETB TR0 ；启动T0 HERE：SJMP HERE ；等待中断，返回主程序 中断服务程序： ORG 000BH ；T0中断的入口 AJMP CTC0 ；跳转 CTC0： MOV TL0，#18H ；重装初值 MOV TH0，#0E0H ； CPL P1.0 ；输出方波 RETI ；中断返回,#include main() P1_0=0; TMOD=0X00; TL0=0X18; TH0=0

8、XE0; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1); void inte_T0() interrupt 1 TL0=0X18; TH0=0XE0; P1_0=P1_0; ,振荡器,12,TL0 TH0 (8位) (8位),TF0,申请中断,TR0,GATE,INT0端,1, TMOD=0 x10; TH1=0XD8; TL1=0XF0; TR1=1; while(1) if(TF1) TR1=0; TF1=0; TH1=0XD8; TL1=0XF0; P1_1=P1_1; TR1=1; ,分析：已知fosc = 6MHz 则： （振荡周期）1Tc=1/6MHz （机器周期）1T

9、m=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 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：,附录：,振荡器,12,TR0,GATE,INT0端,1, while(1) TMOD=0X06; TH0=0XFF; TL0=0XFF; TR0=1; if(TF0) TR0=0; TF0=0; TMOD=0X02; TH0=0X06; TL0=0X06;,P1_0=0; TR0=1; while(!TF0); /if(

10、TF0) TF0=0; P1_0=1; /TR0=0; ,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 定时器最大若选择方式2 工作,8位数值为： 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定时中断。,Th：半周期,T：周期,附录：,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH ；T1的中断矢量 CPL P1.0 ；中断服务：P1.0取非 RETI ；中断返回 MAIN: MOV

11、 TMOD，#20H MOV TH0， #6 MOV TL0， #6 SETB ET1 SETB EA SETB TR1 HERE: AJMP HERE ；原地等待中断 END,初始化,；选T1方式2 ；赋重装值 ；赋初值 ；开T1中断 ；开总中断 ；启动T1,#include main() P1_0=1; TMOD=0X20; TH1=0X06; TL1=0X06; EA=1; ET1=1; TR1=1; while(1); void inre_T1(void) interrupt 3 P1_0=P1_0; ,振荡器,12,TL0 (8位),TF0,申请中断,T0端,C/T=0,C/T=1,

12、控制 =1开关接通,TH0 (8位),TF1,申请中断,TR1位,控制 =1,四、模式3及应用,GATE,M0（0）,M1（0）,C/T,INT0端,1, TL0=0X18; TH0=0XE0; P1_0=0; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1); void inter_T0() interrupt 1 TL0=0X18; TH0=0XE0; P1_0=P1_0; ,例题2：设晶振频率fOSC=6MHz，分别讨论各种工作方式下最长定时时间。,解： 1.由fOSC=6MHz可知，MC=2us; 2.由于是加1计数，所以最长定时应是计数初值最小时（即为0时）的定时时间。 所以

13、此时有： 方式0： （2130）2us= 214us=16384us=16.384ms,方式1： （2160）2us= 217us=131.072ms,方式2、3 （280）2us= 29us=0.512ms,注意：以上是当fOSC=6MHz，即MC=2us时各种方式下的定时时间，若fOSC=12MHz，则最长定时时间将缩短一半。,第五章上机实验（1）,1.分别用2种定时方式使P1口输出信号，轮流点亮8个LED，每个LED点亮时间为50ms。 方式1：利用调用延时子程序方式； 方式2：利用定时器定时50ms，设晶振频率为12MHz；参考习题13。 2.每个LED点亮时间为2s。 参考P9596

14、 接口实训（一）一.定时器/计数器应用实训。,T1控制,T0控制,控制字02H,3.题目中没有指明用T0还是T1，可任意，我 们用T0。,确定TMOD控制字, 计算计数器的计数初值；,（28X）210 -6 =50010 -6 即28X=250 X28-250=100H-FAH 06H 所以，初值为： TH0=06H，TL0=06H, 采用中断方式： 编程时打开全局中断:置位EA 局部中断：置位ET0。, 置位TR0位控制定时器的启动。,程序设计,ORG 0000H LJMP MAIN ；主程序入口 ORG 000BH LJMP INTT0 ；T0中断入口,INTT0： CPL P1.1 ；输

15、出取反 RETI,ORG 1000H MAIN：MOV TMOD， #02H ；T0为方式2 MOV TH0， #06H MOV TL0，#06H ；初值 SETB EA ；允许中断 SETB ET0 SETB TR0 ；启动定时 SJMP $ ；等待中断,主程序：,中断处理程序：,8051,P1.0,P1.7,R,LED7,. . . . .,R,LED0,. . . . .,题13 思路： 1.通过P1.0P1.7分别送“1”给8个灯；,2.每次持续时间20分之一秒，即50ms，,由定时器T0来定时，又知fOSC=6MHz，由例题2可知可用方式1。,T1控制,T0控制,控制字01H,确定T

16、MOD控制字, 计算计数器的计数初值；,（216X）210 -6 =5010 -3 即216X=25000 X216-25000=10000H-61A8H 9E58H 所以，初值为： TH1=9EH，TL1=58H, 采用中断方式： 编程时打开全局中断:置位EA 局部中断：置位ET0。, 置位TR0位控制定时器的启动。,程序设计,ORG 0000H LJMP MAIN ；主程序入口 ORG 000BH LJMP INTT0 ；T0中断入口,ORG 1000H MAIN：MOV TMOD， #01H ；T0为方式1 MOV TH0， #9EH MOV TL0，#58H ；初值 SETB EA ；

17、允许中断 SETB ET0 SETB TR0 ；启动定时 MOV A,#01H ; LED0先亮 MOV P1,A ; SJMP $ ；等待中断,主程序：,中断处理程序：,INTT0： MOV TH0，#9EH ；重新设置初值 MOV TL0，#58H RL A ；依次点亮 RETI,P1.0,P1.7,R,LED3,R,LED0,R,LED1,R,LED2,R,LED4,R,LED5,R,LED6,R,LED7,P1.6,P1.5,P1.4,P1.3,P1.2,P1.1,8051,上机实验1： 方法1.调用50ms延时子程序。设晶振频率为12MHz，则机器周期为1us。下面为延时子程序清单：

18、,DEL: MOV R7,#200 ;1MC DEL1:MOV R6,#123 ;1MC NOP ;1MC DJNZ R6,$ ;2MC DJNZ R7,DEL1 ;2MC RET ;2MC,延时时间：t=1+200(1+1+2*123+2)+2 50000us=50ms,程序清单：,ORG 1000H MOV A,#01H LOOP:MOV P1,A LCALL DEL RL A SJMP LOOP,ORG 1100H DEL: MOV R7,#200 DEL1:MOV R6,#123 NOP DJNZ R6,$ DJNZ R7,DEL1 RET,主程序,子程序,上机实验2：P9596 接口

19、实训,1.定时器/计数器应用实训,实训内容：利用T0定时，产生2s定时，使得P1口输出信号，控制8个发光二极管循环点亮，设fOSC=12MHz， 。,难点：P1口输出信号，控制8个发光二极管循环点亮的解题思路见习题5-13，但此处由于定时时间长达2s，所以单靠一个定时器不能解决问题。 可以采取硬件定时和软件计数（或硬件计数）结合方式。,方法2：见习题13,但时间常数为3CB0H,硬件定时与软件计数结合方式解题思路： 让T0作定时器用，如T0可以定时50ms，每当定时时间到，在T0中断处理程序中一个寄存器内容加1，同时判断是否加到2000/50=40，如果不到40，则直接返回，如果计到40，说明2s时间到，使P1口循环点亮8个发光二极管后再返回。 T0工作在方式1，控制字01H，计数初值：,（216X）110 -6 =5010 -3 即216X=50000 X216-50000=10000H-C350H 3CB0H 所以，初值为： TH1=3CH，TL1=B0H,程序设计,ORG 0000H LJMP MAIN ；主程序入口 ORG 000BH LJMP INTT0 ；T0中断入口,ORG 1000H