情境二 项目二.ppt

1、微控制器系统设计与应用,刘燎原,徐州建筑职业技术学院,徐州建筑职业技术学院,情境二 倒计时 项目二 60s倒计时（1） -微控制器的定时器中断,徐州建筑职业技术学院,知识目标： 1.掌握数码管的识别与编程 2.掌握数码管和单片机的接口 3.理解并运用相关指令 4.掌握单片机的定时器 技能目标： 1.掌握数码管的识别与检测 2.掌握倒计时电路的制作 3.掌握相应电路的程序编写,徐州建筑职业技术学院,定时器/计数器 在实际的控制系统中常要求有外部实时时钟,以实现定时或延时控制;还要求有外部计数器,以实现对外界事件进行计数。 比如,在单片机控制的电力拖动系统中,控制的对象为电动机,就需要定时地对转速

2、进行采样。若采用光电脉冲发生器作为检测元件,则先应对每个采样周期中光电脉冲发生器发出的脉冲进行计数,然后再通过实时计算求得对应的转速。 用到定时/计数 定时/实现方式： 1.软件定时；（延时程序） 2.不可编程硬件定时（555）； 3.可编程定时（8253，单片机定时/计数器）,徐州建筑职业技术学院,一、定时/计数器概述 1.核心 定时/计数器的核心部件是16位二进制加1计数器(TH0、TL0或TH1、TL1) 。 每来一个计数脉冲信号，T0或T1会在原来计数值（或初值）的基础上加1.直到计满，发生溢出。再从0开始下一轮计数。 它的输入脉冲有两个来源:一个是外部脉冲源,另一个是系统机器周期(时

3、钟振荡器经12分频以后的脉冲信号)。 这和它的定时/计数功能有关。 单片机的定时/中断功能软件控制和切换,徐州建筑职业技术学院,2计数器 对外部信号计数，外部计数脉冲从T0(P3.4)和T1(P3.5)输入，外部脉冲的下降沿有效，将触发计数。 因检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期，故外部信号的最高计数频率为时钟频率的二十四分之一。如果晶振频率为12MHz，则最高计数频率为0.5MHz。虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保给定电平在变化前至少被采样一次，外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。,徐州建筑职业技术学院,3.定时器 定时器也是一种计数器，是对振荡器

4、经过12分频后信号的计数。 计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生，即每过一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出。 定时器的定时时间与晶振频率和计数次数、初值等有关有关。 如果晶振频率为12MHz，则机器周期为1s。若计数器对此信号计数100次，则定时时间=100 1s100s。,徐州建筑职业技术学院,与定时计数有关的特殊功能寄存器 ，：定时器的高位，低位（存放计数值） ，：定时器的高位，低位（存放计数值） ：定时控制寄存器 ：定时方式寄存器 二、定时计数器的控制 （工作方式寄存器） 定时器方式寄存器TMOD的作用是设置T0、T1的工作方式。 TMOD的格式： 各位的功能说明： (1) G

5、ATE：门控位。用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号的影响。 GATE=0：定时的启动与外部中断无关,把TCON寄存器中的TR1(TR0)置1即可启动定时器1(定时器0)。 GATE=1：由控制位TR1(TR0)和引脚INT0(INT1)共同控制启动,只有在没有外部中断请求信号的情况下即外部中断引脚 INT0(INT1)引脚=1时,把TR1(TR0)置1才能定时器启动。,徐州建筑职业技术学院,：计数/定时功能选择位。 =0，设置为定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期等于机器周期。实际上是对机器周期进行计数。从计数值可以求得计数的时间，所以称为定时器模式 =1，设置为计数器方式，计

6、数器的输入来自T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲，对外部输入引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）的外部脉冲（负跳变）计数，允许的最高计数频率为晶振频率的1/24。 M1、M0位：工作方式选择位,徐州建筑职业技术学院,定时器/计数器控制寄存器TCON TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、T1 的溢出标志位, 加法计数器计满溢出时硬件自动置1, 申请中断。 对该标志位有两种处理方法： 一种是以中断方式工作，即TF1置1并申请中断，响应中断后，执行中断服务程序，并由硬件自动使TF1清0； 另一种以查询方式工作，即通过查询该位是否为1来判断是否溢出，TF1置1后必须用软件使TF1清0

7、。 TR1、TR0 分别是定时器 /计数器T1、 T0 的定时器1启停控制位。 GATE=0时，用软件使TR1置1即启动定时器1，若用软件使TR1清0则停止定时器1。 GATE=1时，用软件使TR1置1的同时外部中断INT1的引脚输入高电平才能启动定时器1。,徐州建筑职业技术学院,三定时/计数器的工作方式 MCS-51单片机的T/C有4种工作方式,分别由TMOD寄存器中的M1、M0两位的二进制编码所决定。 1.方式0 13位计数器 在方式0下，T0和T1工作在13位的定时/计数器方式，由TH的高 8 位和TL的低 5 位组成。 当T1的低五位TL1计满时向它的高八位TH1进位，当T1的13位计

8、数器加到全部为 1 以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF1为 1 ，同时把计数器全部变 0 。然后从 0 开始继续计数。 最大计数次数213=8192,徐州建筑职业技术学院,2.方式1 16位计数器 在方式1下，T0和T1工作在16位的定时/计数器方式，由TH的高 8 位和TL的低 8 位组成。 当T1的低8位TL1计满时向它的高八位TH1进位，当T1的16位计数器加到全部为 1 以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF1为 1 ，同时把计数器全部变 0 。然后从 0 开始继续计数。 最大计数次数216=65536,徐州建筑职业技术学院,3方式2 8位自动重装初值计数器 在方式2下

9、，TL0用作8位计数器， TH0用作初值寄存器。 当T1的8位计数器加到全部为 1 以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF1为 1 ；同时，TH1中的初值装入TL1TL1又从初值开始计数。 最大计数次数28=256,徐州建筑职业技术学院,4方式3 2个独立的8位计数器 方式3只适用于定时器T0， TL0既能作定时器也能作计数器使用，而TH0只能作定时器使用而不能作计数器使用。 比较：（方式0，1，2） 1.3种方式的最大区别是计数位数不同（13，16，8），所以最大计数值或定时时间也不同。 2.工作方式0和工作方式1的特点就是计数溢出后，计数器变为全0，因而循环定时或循环计数应用时就存在

10、反复设置初值。工作方式2具有自动重装载功能，即自动加载计数初值。,徐州建筑职业技术学院,四、定时/计数器的计数容量及初值 1最大计数容量（次数） 最大计数容量与计数器的二进制位数有关，关系为2N 举例，若为2位计数器，00，01，10，11，最大计数值为2N= 4 2.计数初值 计数不一定是从0开始，这要根据需要来设定。这个预先设定的计数起点值称为计数初值。 FFFFH 最大计数容量 初值 0000H 计数值=最大计数容量-初值 举例，一个杯子的总容量为最大计数容量，已经装了少量的水为初值，还能装多少水位计数值,徐州建筑职业技术学院,3.定时/计数初值计算 定时，是特殊的计数，是对机器周期的计

11、数 由 计数值=最大计数容量-计数初值，得到： 定时时间=（最大计数容量-初值）机器周期 所以，定时初值=最大计数容量-定时时间/机器周期 =2N-定时时间/机器周期 当初值为0时，为最大定时时间 不同工作方式的定时初值或计数初值的计算方法如下表所示：,徐州建筑职业技术学院,举例：,徐州建筑职业技术学院,情境二 倒计时 项目二 60s倒计时（2） -相关软件指令,徐州建筑职业技术学院,一、定时/计数器的编程步骤 定时器/计数器是一种可编程部件，在使用定时器/计数器前，一般都要对其进行初始化，以确定其以特定的功能工作。初始化的步骤如下。 (1) 确定定时器/计数器的工作方式，确定方式控制字，并写

12、入TMOD。 (2) 预置定时初值或计数初值，根据定时时间或计数次数，计算定时初值或计数初值，并写入TH0、TL0或TH1、TL1。 (3) 根据需要开放定时器/计数器的中断，给IE中的相关位赋值。 (4) 启动定时器/计数器，给TCON中的TR1或TR0置1。,徐州建筑职业技术学院,例1：用中断方法设计定时1s的程序， 然后发光二极管实现1s的闪烁。 解： 如何产生1秒定时信号? T0一次定时50ms，循环20次 确定工作方式，计算初值 程序的结构(中断方式，查询方式）,徐州建筑职业技术学院,org 000h Ljmp st org 000bh sjmp ds0 org 0030h st:m

13、ov tmod,#01h mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h Mov ie,#82h mov sp,#60h Mov r0,#20 setb tr0 sjmp $ ；等待中断（一次50ms）来 ds0:mov th0,#3ch ；重新赋初值 mov tl0,#0b0h djnz r0,d0 ；判断是否1S到 cpl p1.0 ;1s时间到 mov r0,#20 d0:reti End 看仿真,徐州建筑职业技术学院,例2：用查询方法设计定时1s的程序。然后发光二极管实现1s的闪烁 org 000h Ljmp st org 0030h st:mov tmod,#01h mov t

14、h0,#3ch mov tl0,#0b0h d1:Mov r0,#20 d0:setb tr0 jnb tf0,$ clr tf0 mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h djnz r0,d0 cpl p1.0 ;1s时间到 mov r0,#20 sjmp d1 End 看仿真,徐州建筑职业技术学院,例3：设晶振频率fOSC=6MHz，使用定时器1以方式1产生周期为500s的方波脉冲，并由P1.0 输出。试以中断方式实现。 要产生500s 的方波脉冲，只需在P1.0端以250s为间隔，交替输出高低电平即可实现。为此，定时间应为250s。使用6z晶振，则一个机器周期为2s，设待求计

15、数初值为 Org 0000h Ljmp main Org 001bh Ljmp int1 ORG 1000H MAIN：MOV TMOD， #10H ；T1为方式1 MOV TH1， #0FFH MOV TL1，#83H ；初值 SETB EA ；允许中断 SETB ET1 SETB TR1 ；启动定时 SJMP $ ；等待中断 INTT1： MOV TH1，#0FFH ；重新设置初值 MOV TL1，#83H CPL P1.0 ；输出取反 RETI,徐州建筑职业技术学院,例：对于流水灯，用定时器0及其中断实现流水灯循环点亮，点亮时间为1s. org 0000h ljmp st org 000

16、bh ljmp lsd0 org 0030h st:mov p1,#0ffh mov r0,#20 mov tmod,#01h mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h setb ea setb et0 setb tr0 mov p1,#0feh sjmp $ lsd0:mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h djnz r0,jx mov a,p1 ；1S时间到 rl a mov p1,a mov r0,#20 jx:reti end,徐州建筑职业技术学院,例：已知晶振6Mhz，检测T0 引脚上的脉冲数并将1s内的脉冲数保存在片内RAM的30H和31H单元中。（设1S内脉冲数小于65536个） 同时需要定时，计数 Org 0000h Ljmp st Org 001bh Ljmp js1 Org 0030h St:mov sp,#60h Mov r0,#20 Mov tmod,#15h Mov th0,#00h ；计数初值 Mov tl0,#00h Mov th1,#3ch ；定时初值 Mov tl1,#0b0h Mov ip,#08h Mov ie,#8dh Setb tr1 Setb tr0 Sjmp $ Js1: Mov t