5_定时器.ppt

1、8051内部定时/计数器,创新实验学院 杜 猛,概述,8051有两个16位定时/计数器。 可设置为定时和计数两种模式，在每种模式下又可设置为4种工作方式。 工作方式不同则最大定时/计数值不同。 加1计数器，计数超过所在工作方式的最大值时发生溢出，回零，同时产生中断。,控制寄存器TCON,8位寄存器，可按位寻址。 TR0/1：定时器0/1启停控制。 TF0/1：定时器0/1溢出标志，硬件复位。 中断请求受EA，ET0/1控制。,方式寄存器TMOD,8位寄存器，不可按位寻址。 GATE：门控信号。 C/T：设置工作模式为定时器（0）或计数器（1）。 M1 M0：工作方式设置 00 01 10 11

2、。,控制逻辑,定时器：对振荡器的12分频计数。 计数器：对T0引脚输入脉冲计数。 检测T0引脚下降沿需要2个机器周期。通常，T0上输入的脉冲频率小于100KHz。,控制逻辑,GATE决定INT0引脚信号是否参与对T0的控制。 若GATE=0，T0只受TR0控制。 若GATE=1，T0受INT1信号和TR0共同控制。此时INT0不再作为中断请求输入线。 门控信号可用于脉冲宽度的测量。,原理示意,定时/计数器是16位SFR，分为TH0和TL0两个8位。 工作方式决定最大计数值。 初值是人为设置的， 期待计数值 = 最大值 初值 如果计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流逝。,工作方式 - 0

3、,13位加1计数器，兼容48系列单片机。 由TH的8位和TL的低5位组成，TL高3位弃之不用。 最大计数值：213 = 8192 计满8192，再加1则溢出归零，产生中断请求。 如要再次使用，需要手动再次装入初值。,工作方式 - 1,16位计数器，TH和TL全部参与。 最大计数值：216 = 65536 其余特性与方式-0相同。,工作方式 - 2,8位自装入计数器。 最大计数值：28 = 256 自装入即计数器溢出归零后，自动装入前一次的初值。 TH保存初值，仅用TL进行计数。 初始化时对TH和TL送相同值。,工作方式 - 3,前三种方式，T0和T1完全相同。而方式-3一般只应用于T0。 T0

4、：两个独立的8位计数器。 TL0可设定为定时或计数模式，仍由TR0控制，并用TF0作溢出标志。 TH0只能作定时器，借用TR1和TF1。 一般只有将T1用作串口波特率发生器时，才将T0设置为方式-3，以增加一个计数器。,初始化步骤,根据需要，选择适当的模式和方式，写入TMOD。 根据期待的计数值和所选工作方式，计算初值，写入TH和TL。 开放中断，设置优先级，写入IE和IP。 控制定时/计数器的起停，操作TCON。,初值的计算,计数模式：TC = M C TC:初值 M:所选方式最大计数值 C:期待计数值 定时模式：TC = M T/Ts T:期待定时时长 Ts:时钟周期的12倍，即机器周期

5、最大定时时间（以12MHz晶振为例） 方式0：Tmax = 213 1us = 8.192ms 方式1：Tmax = 65.536ms 方式2和3：Tmax = 0.256ms,初值计算举例,假设采用12MHz晶振，要定时2ms，如何设置初值？ 方式2、3最大只能定时0.256ms，不用。 若采用方式0： TC = 213 2ms/1us = 6192 = 1830H 即TH = 0 xC1 TL = 0 x10 若采用方式1： TC = 216 2ms/1us = 63536 = F830H 即TH = 0 xF8 TL = 0 x30,初值计算举例,假设采用12MHz晶振，要定时1s，如何

6、设置初值？ 4种方式最大只能定时65.536ms，都不满足要求。 类似情况可采用软件复合定时。 比如，用定时器定时10ms，再额外维持一个变量，在每次溢出中断中对其加1。变量值等于100时，即得到1s，清零该变量。,软件定时示例,volatile unsigned char cnt = 0; void ISR_Timer0() interrupt 1 cnt +; if( cnt = 100 ) / your task here cnt = 0; / reload TH0 & TL0 ,关键字 volatile 指示编译器不要优化该变量。 如果某个变量可能会被“并行”地修改，应将其声明成 vo

7、latile 。 例如，某变量的值可能在中断服务程序中被修改，而在主程序中检测其值，则应用 volatile 声明之。,应用举例,采用12MHz晶振，在P1.0上输出周期为2.5秒，占空比为20%的脉冲信号。 选取合适的定时时间，太小导致频繁中断，影响效率。此例中选50ms。 高电平10次中断，低电平40次中断。,测频与测周,测频与测周均为测量脉冲信号频率的方法。 测频：在单位定时时间内对被测信号脉冲进行计数。 测周：在被测信号一个周期时间内，对某一基准时间脉冲进行计数。 主要误差是由于计数器只能进行整数计数而引入的1误差。 高频测频，低频测周。,应用举例,2个方波信号，频率 f1 = 50Hz，