微机原理及应用 第6章 MCS-51单片机的定时、计数器.ppt

1、第6章 MCS-51单片机的定时/计数器,复 习,1、SFR使用的注意事项？ 字节地址、位地址；位定义；区分控制位和标志位；标志位的清除。 2、中断的处理过程？ 采样；查询；响应；处理；返回。 3、主程序设计及结构框架？ 中断子程序设计及结构框架？ 4、MCS-51中断源有哪些？,第6章 MCS-51单片机的定时/计数器,6.1 定时器的定时与计数功能 6.2 定时器的有关特殊功能寄存器 6.3 定时器的四种工作方式 6.4 定时器的应用,6.1 定时器的定时与计数功能,1 定时器的结构 2 定时器的计数功能 3 定时器的定时功能,1 定时器的结构,定时器的实质是16位加1计数器,1 定时器的

2、结构,加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。 每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。 如果定时/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。 可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。,2 定时器的计数功能,设置为计数器模式时。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。 当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1

3、/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 s。,3 定时器的定时功能,设置为定时器模式时：加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。 计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。,6.2 定时器的有关寄存器,6.2.1 TCON定时器控制/状态寄存器,1）启动控制位TR0、TR1 =0，停止定时器工作;=1，启动定时器工作 例：启动T0：SETBTR0 停止T0：CLRTR0,2）溢出中断标志位TF0、TF1 定时器溢出时,由硬件置位TFx=1； 若中断开放，向CPU请求中断，CPU响应Tx中断后，自动清0 TFx。,若中断禁止，可用软件检测

4、TFx（判跳），必须软件清0。 WAIT：JBC TF0，NEXT；检测T0是否溢出，溢出，TF0清0。 SJMPWAIT ；未溢出，继续检测 NEXT： ；处理溢出,JNB TF0, $ ;检测T0是否溢出,未溢出，继续检测 CLR TF0;溢出，TF0清0. ;处理溢出.,6.2.2 TMOD定时器方式寄存器（89H）,2）功能选择位C/T： =0，定时功能，计数内部机器周期脉冲； =1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的负脉冲。,3）方式选择位M1、M0：4种工作方式：13/16/8位,1）门控方式选择位GATE ： =0，非门控方式(内部启动)： 只要TRx=1，就启动定时器工作；

5、只要TRx=0，就停止定时器工作。 =1，门控方式(外启动)：只有当TRx=1且引脚INTx=1才启动定时器。,确定定时器工作方式指令：MOV TMOD，#方式字；字节访问 例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。 MOVTMOD，#,11010010B,6.2.3 定时器的数据寄存器 TH1 TL1、TH0 TL08DH 8CH、8BH 8AH,可预置初值的16位加1计数器 TH0、TL0、 TH1、TL1 预置T0初值指令：MOVTH0，#XH MOVTL0，#XL,任何时候都可对它的当前值进行读/写操作， 它们都只能字节寻址。,6.3 定时器的四种工作方式,6.3.1 定时/

6、计数器的工作方式0 方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成加1计数器。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。,定时器模式时有:Nt/Tcy 计数初值计算的公式为： 定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。 计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。,门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相后使 或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出1 时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时，由外中断引脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TR0共同控制。当TR

7、0=1时，外中断引脚信号引脚的高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。,6.3.2 定时/计数器的工作方式1 方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器 。,计数个数N与计数初值X的关系为：,6.3.3 定时/计数器的工作方式2 方式2为自动重装初值的8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。如：串行口波特率发生器的使用,计数个数N与计数初值X的关系为：,6.3.4 定时/计数器的工作方式3 方式3只适用于定时/计数器T0，将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。

8、,TL0作为定时/计数器：TL0占用原T0控制位及相关引脚：其操作和功能与方式0、1基本相同 TH0仅作定时器：TH0占用T1控制位： TR1、TF1及T1中断源。,6.3.4 定时/计数器的工作方式3 定时器T0工作于方式3时， T1只能工作在方式0、1、2,计数溢出时输出送串行口，此时T1作为串行口波特率发生器使用。以确定串行通讯的速率。 启动：设置好工作方式0、1、2时相当于TR1=1,T1便自动开始运行; 停止：当设置为工作方式3时相当于TR1=0， T1停止计数。,6.4 定时器的应用,1、定时器的初始化编程 2、定时器的溢出处理编程格式 3、定时器的应用举例,1、定时器初始化编程,

9、使用定时器工作之前，先写入方式、控制寄存器，确定好定时器工作方式：,MOV TMOD，# 方式字;启动方式选择（内外共同启动/内启动） 功能选择（计数/定时） 位数选择 （8/13/16位） MOV THx，#XH；计算时间常数X， MOV TLx，#XL ；Tx时间常数初值装入数据寄存器 ， (SETB EA) ；开Tx中断 (SETB ETx) SETB TRx ；启动控制Tx定时器（启动/停止）,定时器初始化编程：在主程序中进行,.计算时间常数X(计算初值),计数功能：X= 2n -计数值n：13/16/8 定时功能：X= 2n - t/T t：定时时间s 、T：机器周期s,由于计数器是

10、加1计数器，并在益处时产生中断请求， 因此不能将计数值送入计数器作为初值，而应送入计数值的补码数作为初值,计数器运行之前，需要预先给定初值,.预置初值,方式0 MOVTHx，#X高8位 MOVTLx，#X低5位,方式1 MOVTHx，#X高8位 MOVTLx，#X低8位,方式2 MOVTHx，#X8位 MOVTLx，#X8位,方式3 MOVTH0，#X8位 MOVTL0，#Y8位,2、 溢出处理编程格式及初值恢复方式（自动重装/软件重装）,1）查询方式：先查询定时器溢出标志，再进行溢出处理。 ；定时器初始化 WAIT：JBC TFx，PT ；检测溢出标志 SJMP WAIT PT：MOVTHx

11、，#XH ；软件恢复初值，重装时间常数 MOVTLx，#XL ；溢出处理 SJMPWAIT,2）中断方式：初始化后执行其他任务，中断服务程序中处理溢出 ORG0000H LJMPMAIN ORG000BH(001BH)；T0（T1）中断入口 LJMPPTS MAIN：；初始化后执行其他程序 PTS：MOVTHx，#XH；软件重装时间常数 MOVTLx，#XL ；溢出中断服务程序 RETI,3、定时器的应用举例,【例6-2、3】 ：设fosc=12MHz。由P1.0输出周期为2ms的等宽度连续方波，使用T1的方式0、1。,解：每隔1ms改变一次P1.0的输出状态。用T1非门控方式定时。 计算时间

12、常数：方式1：X = 216 - t/T = 216 -1000/1 = FC18H,（1）查询方式： ORG0000H START:MOVTMOD, #10H;（主程序开始）定时器T1工作方式1 CLRP1.0;设置方波的起始状态 MOVTL1, #18H MOVTH1, #0FCH;送初值，保证定时时间为1ms SETBTR1;启动定时器 LOOP:JNBTF1, $;查询是否溢出，等待1ms定时到 MOVTL1, #18H;溢出处理 MOVTH1, #0FCH;再送计数初值，保证定时时间始终为1ms CLRTF1;清溢出标志，以便下次判断 CPLP1.0;改变P1.0的状态 SJMPLO

13、OP;产生连续的方波 END,方式0：X = 213 - t/T = 213 -1000/1 = 1C18H,0000 0000B MOVTL0，#18H MOVTH0，#0E0H 。 MOVTL0，#18H MOVTH0，#0E0H,（2）中断方式,ORG0000H AJMPSTART;跳转主程序 ORG 001BH LJMPPITO1;跳转中断服务程序 ORG 0100H START:MOVSP, #60H;堆栈初始化 MOVTMOD, #10H;（主程序开始）定时器T1工作方式1 MOVTH1, #0FCH;设置计数初值 MOVTL1, #18H CLRP1.0;设置方波的起始状态 SE

14、TBEA;开中断 SETBET1 SETBTR1;启动定时器 SJMP$;等待中断 PITO1:MOVTL1, #18H MOVTH1, #0FCH;再送计数初值，保证定时时间始终为1ms CPLP1.0;输出方波 RETI;中断返回 END,00000000B MOVTL0，#18H MOVTH0，#0E0H MOVTL0，#18H MOVTH0，#0E0H,解：计算初值：方式2：X = 28 - 100 = 156 = 9CH TMOD初始化： GATE=0 ， C/T=1， M1M0=10B,ORG0000H AJMPSTART;转主程序 ORG0100H START:MOVIE, #0

15、0H;（主程序开始）关中断 MOVTMOD, #06H;设置定时器T0方式2计数 MOVTH0, #9CH;设置计数初值 MOVTL0, #9CH SETBTR0;启动计数 LOOP:JBCTF0, LOOP1;查询计数是否计满溢出 SJMPLOOP LOOP1:INCA;累加器加1 SJMPLOOP END,【例6-4】用T0以工作方式2计数，每计100次进行累加器加1操作。,解：计算初值：方式2：X = 28 t(fosc/12)=256-100(6/12)=CEH TMOD初始化： GATE=0 ， C/T=0， M1M0=10B,ORG0000H START:MOV TMOD, #02

16、H;定时器T0工作方式2 CLRP1.0;设置方波的起始状态 MOVTL0, #0CEH ;送计数初值, MOVTH0, #0CEH; 保证定时时间始终为100s SETBTR0;启动定时器 LOOP:JNBTF0, $;等待100s定时到 CLRTF0;清溢出标志，以便下次判断 CPLP1.0;改变P1.0的状态 SJMPLOOP;产生连续的方波 END,【例6-5】用T0以工作方式2产生5kHz的连续方波，并由P1.0输出。设fosc=6MHz，查询方式。,解：频率=每秒钟内T0输入的脉冲数 T0：计数方式2，T1：定时方式1 计算基准初值：T1定时方式1： X = 216 t(fosc/

17、12) =65536-125000(6/12) =0BDCH TMOD初始化： T1：GATE=0 , C/T=0,M1M0=01B T0：GATE=0 , C/T=1,M1M0=10B,【例6-7】用单片机的定时器设计一个工频计，并用二极管以二进制形式显示所测频率。设fosc=6MHz,ORG0000H AJMPMAIN ORG001BH AJMPT_1 ORG0100H MAIN:MOVSP, #60H;堆栈初始化 MOVP1,#00;测量前显示0 MOVTMOD, #16H; T0计数方式2，定时器T1定时方式1 MOVTH0, #00H;设置T0计数初值 MOVTL0, #00H MO

18、VTH1, #0BH;设置T1定时初值125ms MOVTL1, #0DCH MOVR3，#8;设置软件计数器 SETBEA;开中断 SETBET1 ORLTCON，#0101000B;同时启动定时器T1和计数器T0 SJMP$;等待中断,T_1:DJNZR3,NEXT;1s时间未到则中断返回，继续定时 ANLTCON，#10001111B;1s定时到，同时关闭T1、T0 MOVA，TL0；读出频率值到A CPLA；取反，低电平点亮二极管 MOVP1，A；送P1口进行显示 MOVTH0, #00H;重新设置T0计数初值 MOVTL0, #00H MOVTH1, #0BH;重新设置T1定时初值1

19、25ms MOVTL1, #0DCH MOVR3，#8;重新设置软件计数器 ORLTCON，#0101000B;同时启动定时器T1和计数器T0 RETI;中断返回 EXIT:MOVTH1, #0BH; 1s未到,重新设置T1定时初值125ms MOVTL1, #0DCH RETI;中断返回 END,解： INT1引脚输入被检测信号，记录在正脉冲的时间内包含 机器脉冲个数。设fosc=12MHz，使用门控位，定时方式1 1）设脉宽小于65.5ms 等待查询INT1，正脉冲过后，读出TH1TL1，送给R3R2。,START：MOV TMOD，#90H MOV TL1，#0H MOV TH1，#0H WAIT1：JBP3.3，WAIT1 SETB TR1 WAIT2 ：JNBP3.3，WAIT2 WAIT3 ： JBP3.3，WAIT3 CLRTR1 MOVR2，TL1 MOVR3，TH1 ,门控方式测量正脉冲宽度,2）设脉宽大于65.5ms，中断方式记录TH1TL1溢出中断次数。,计算脉宽的子程序的计算式如下： 脉宽t = （R4 216 + R3 R2 ) T（T为机器周期）,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH INCR4 ；记录T1溢出次数 RETI ORG 0100H MAIN：MO