最新单片机-第五章2-单片机的定时器计数器课件PPT.ppt 34页

'单片机-第五章2-单片机的定时器计数器 一、结构和功能8051单片机内有两个可编程16位定时器/计数器，常称为定时器0和定时器1，简称为T0和T1，每个定时计数器都由两个8位专用寄存器组成，T0由TH0,TL0组成，T1由TH1,TL1组成，同时还有TCON,TMOD两个专用寄存器对其进行控制。常用于定时控制、延时、外部计数和检测等。1.结构：外部控制门 2.功能：a.定时：对机器周期进行计数，即计数脉冲来自单片机的内部。即每个机器周期产生一个计数脉冲使得计数器加1，直至计满溢出。一个机器周期＝12*振荡周期12MHZ晶体，计数周期(机器周期)＝1us。即每1us计数器加l。从开始计数到溢出这段时间就是“定时”时间。因此，若机器周期一定，计数初值越大，则定时越短  1、方式0(T1,T0)当M1M0两位为00时，定时/计数器被选为工作方式0，13位计数器，其逻辑结构如图所示。控制振荡器÷12TL0低5位TF0中断T0端C/T=0C/T=1+INT0端GATETR0TH0高8位第二节定时器/计数器的工作方式 在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是：1～8192(213)定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(213一计数初值)×晶振周期×12或(213一计数初值)×机器周期若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2μs则最小定时时间为：最大定时时间为：[213–0]x2μs=16384μs=16.384ms[213–(213-1)]x2μs=2μs 2、方式1(T1,T0)当M1M0两位为01时，定时/计数器被选为工作方式1，16位计数器，其逻辑结构如图所示。控制振荡器÷12TL0(8位)TF0中断T0端C/T=0C/T=1+INT0端GATETR0TH0(8位) 在方式1下，计数工作方式时，计数值的范围是：1～65536(216)定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(216一计数初值)×晶振周期×12或(216一计数初值)×机器周期若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2μs则最小定时时间为：最大定时时间为：[216–(216-1)]x2μs=2μs[216–0]x2μs=131072μs=131.072ms 控制振荡器÷12TL0(8位)TF0中断T0端C/T=0C/T=1+INT0端GATETR0TH0(8位)重新装入3、方式2(T1,T0)当M1M0两位为10时，定时/计数器被选为工作方式2，自动重加载8位计数器，其逻辑结构如图所示。方式0和方式1有个共同的特点，就是计数溢出后计数器全清0，因此，循环定时时就需要反复设定计数器初值，比较麻烦，而方式2具有自动重加载初值的功能，免去很多反复设置初值的工作。 在方式2下，计数工作方式时，计数值的范围是：1～256(28)定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(28一计数初值)×晶振周期×12或(28一计数初值)×机器周期若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2μs则最小定时时间为：最大定时时间为：[28–(28-1)]x2μs=2μs[28–0]x2μs=512μs 控制振荡器÷12TL0(8位)TF0中断T0端C/T=0C/T=1+INT0端GATETR0TH0(8位)1/12fosc1/12foscTF1中断1/12foscTR14、方式3（T0）当M1M0两位为11时，定时/计数器被选为工作方式3，只用于定时器0，T0被分成两个独立的8位计数器，其逻辑结构如图所示。定时器T0方式3结构 控制振荡器÷12TL1(8位)串行口T1（P3.5)端C/T=0C/T=1TH1(8位)重新装入振荡器÷12TL1(8/5位)T1（P3.5)端C/T=0C/T=1TH1(8位)串行口定时器T0用作方式3时，T1仍可用于方式0～2结构这时，仅用C/T来切换定时或计数。T1方式0或1T1方式2 在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是：1～8192(213)213－计数初值＝计数的脉冲数定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(213一计数初值)×晶振周期×12＝定时时间或(213一计数初值)×机器周期＝定时时间若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2μs则最小定时时间为：最大定时时间为：[213–(213-1)]x2μs=2μs[213–0]x2μs=16384μs=16.384ms第三节定时/计数器应用我们编程时，通常是求计数初值 (1)计算计数初值：例1：设单片机晶振频率Fosc＝6MHz，使用定时器1以方式0产生周期为200μs的等宽正方波脉冲，并由P1.0输出。以查询方式完成。欲产生200μs的等宽正方波脉冲，只需在P1.0端以100μs为周期交替输出高低电平即可实现，为此定时时间应为100μs。使用6MHz晶振，则一个机器周期为2μs。方式0为13位计数结构。设待求的计数初值为x，则：(213—x)×2μs＝100μs，求解得：x＝8142(D)=1FCEH=1111111001110B=1111111001110B。低5位和高8位分别转换为十六进制数，高8位为FEH，低5位为0EH。其中高8位放入THl，即THl＝FEH；低5位放入TLl，即TL1＝0EH。(2)TMOD寄存器初始化为把定时器／计数器1设定为方式0，则MlM0＝00H；为实现定时功能，应使C／T＝0；为实现定时器／计数器1的运行控制，则GATE＝0。定时器／计数器0不用，有关位设定为0。因此TMOD寄存器应初始化为00H。由定时器控制寄存器TCON中的TR1位控制定时的启动和停止：TR1＝1启动，TR1＝0停止 (4)程序设计MOVTMOD,#00HMOVTH1,#0FEHMOVTL1,#0EHSETBTR1LOOP1:JBCTF1,LOOP2SJMPLOOP1LOOP2:MOVTL1,#0EHMOVTH1,#0FEHCLRTF1CPLP1.0SJMPLOOP1 在方式1下，计数工作方式时，计数值的范围是：1～65536(216)216－计数初值＝计数的脉冲数定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(216一计数初值)×晶振周期×12＝定时时间或(216一计数初值)×机器周期＝定时时间若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2μs则最小定时时间为：最大定时时间为：[216–(216-1)]x2μs=2μs[216–0]x2μs=131072μs=131.072ms 例2：设单片机晶振频率Fosc＝12MHz，使用定时器0以方式1产生周期为2S的等宽正方波脉冲，并由P1.0输出。以查询方式完成。(1)计算计数初值设待求的计数初值为x，则：(216—x)×1μs＝50000μs，求解得：x＝15536D＝3CB0H。即TH0＝3CH；TL0＝B0H。(2)TMOD寄存器初始化TMOD＝00000001B (3)程序设计START:MOVR2,#20MOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HSETBTR0LOOP1:JBCTF0,LOOP2SJMPLOOP1LOOP2:MOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHDJNZR2,LOOP1CPLP1.0MOVR2,#20SJMPLOOP1 在方式2下，计数工作方式时，计数值的范围是：1～256(28)28－计数初值＝计数的脉冲数定时工作方式时，定时时间的计算公式为：(28一计数初值)×晶振周期×12＝定时时间或(28一计数初值)×机器周期＝定时时间若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6x10-6x12=2μs则最小定时时间为：最大定时时间为：[28–(28-1)]x2μs=2μs[28–0]x2μs=512μs 例3：使用定时器0以工作方式2产生100μs定时，在P1.0输出周期为200μs的连续方波。已知晶振频率fosc＝6MHz。(1)计算计数初值6MHz晶振下，一个机器周期为2μs，以TH0作重装载的预置寄存器，TL0作8位计数器，假设计数初值为x。则：(28—x)×2μs＝100μs求解得：X＝206D＝11001110B＝CEH把CEH分别装入TH0和TL0中：TH0＝CEH，TL0＝CEHTMOD寄存器初始化（2）定时器／计数器0为工作方式2，MlM0＝10；为实现定时功能C/T=0;依题意GATE＝0；定时器／计数器1不用，有关位设定为0。综上情况TMOD寄存器的状态应为02H。（3）程序设计(查询方式)：MOVTMOD,#02HMOVTH0,#0CEHMOVTL0,#0CEHSETBTR0LOOP:JBCTF0,LOOP1SJMPLOOPLOOP1:CPLP1.0SJMPLOOP 例4：用定时器l以工作方式2计数，每计100次进行累计器加1操作.(1)计算计数初值.28—100＝156D＝9CHTH1＝9CH，TL1＝9CHTMOD寄存器初始化：MlM0＝10，C／T＝1，GATE=0因此TMOD＝60H(2)程序设计序设计CLRAMOVTMOD,#60HMOVTH1,#9CHMOVTL1,#9CHSETBTR1DEL:JBCTF1,LOOPSJMPDELLOOP:INCASJMPDEL 例5：（应用两个定时器）设重复周期大于1ms的低频脉冲信号从P3.5引脚（T1）输入。要求P3.5每发生1次负跳变时，P1.0输出1个500μs同步负脉冲，同时P1.1输出1个1ms的同步正脉冲，其波形图如下，设fosc＝6MHz。P3.5P1.0P1.11ms500μs1ms计算计数初值：定时器T0定时500us，使用方式2，T1用于计数1个脉冲（每一次负跳变发生一次变化）因此同时使用两个定时计数器，T0:（28-x）×2us＝500usx=6D=06HTH0＝06H，TL0＝06HT1:X=28-1X=255D=0FFHTH1=0FFH,TL1=0FFHT0用于定时C／T＝0，方式2M1M0＝10，GATE=0T1用于计数C／T＝1，方式2M1M0＝10，GATE=0TMOD寄存器初始化：TMOD＝62H ORG0030HSTART1:MOVTMOD,#62HMOVTH0,#06H；T0，定时500usMOVTL0,#06HMOVTH1,#0FFH;T1,计数一个脉冲MOVTL1,#0FFHSETBP1.0CLRP1.1SETBTR1;启动T1LP1:JBCTF1,NEX1SJMPLP1NEX1:CLRP1.0SETBP1.1SETBTR0;启动T0LP2:JBCTF0,NEX2；定时500usSJMPLP2NEX2:SETBP1.0LP3:JBCTF0,NEX3SJMPLP3NEX3:CLRP1.1;定2次500us共1msCLRTR0;T0停止工作AJMPLP1P3.5P1.0P1.11ms500μs1ms 例6:利用定时器0控制产生周期为2ms和100ms的方波信号，分别由P1.0和P1.1引脚输出，采用中断方式。系统时钟为12MHz。分析：方波为2ms，定时时间为1ms。机器周期为1μs，采用方式0，则计数初值为X=213-1000=7192=1110000011000BTH0=E0H，TL0=18H方波为100ms，定时时间为50ms，可采用50次1ms定时 ORG0000HLJMPBEGINORG000BHLJMPTOINTORG2000HBEGIN：MOVTMOD，#00HMOVTL0，#18HMOVTH0，#0E0HMOVR2，#50SETBEASETBET0SETBPT0SETBTR0HERE：SJMPHERETOINT：MOVTL0，#18HMOVTH0，#0E0HCPLP1.0DJNZR2，RETURNCPLP1.1MOVR2，#50RETURN：RETI 查询方式中断方式LOOP1:JBCTF0,LOOP2SJMPLOOP1HERE：SJMPHEREORG000BHLJMPTOINTSETBEASETBET0SETBPT0SETBTR0SETBTR0TOINT:使用中断方式时：定时器溢出中断请求标志位TF0,TF1,由硬件自动清0。使用查询方式时：定时器溢出中断请求标志位TF0,TF1,由用户软家清0。 单片机专门固化的定时器/计数器的特点：总结1、51子系统有2个计数器、52子系统有3个计数器2、每个计数器都是一个加法计数器。3、每个计数器都可定义为8bit、13bit、16bit等4种工作方式，以方便在不同的环境下使用。4、每个计数器都可以置初值，每来一个脉冲+1。5、每个计数器都可以选择计数源，内部或外部。6、当选择内部振荡源，由于已知频率，所以可以当定时器，计数频率固定为振荡频率的12分频。7、当选择外部脉冲，由于频率未知，可用内部振荡频率去测量，最大计数脉冲为振荡频率的24分频。 ToBeSentToSchoolOrNotThedaybeforeyesterdaywehadameetingabout"tobesenttoschoolornot".Herearesomeoftheresults. Somestudentsthoughtweshouldbesenttoschool.Itwasnotsafebutalsocansaveourtime. However,othersdisagreed.Theythoughtthebestwaytotoschoolisbyschooloronfoot.itwasgoodforourhealthanditdidmakeacontributionto(做贡献)toourenvironment. Inmyopinon,howtogotoschooldependsonhowfarwelivefromtheschool.Ifwelivenearby,wecanjustwalkorrideourbikes.Ontheotherhand,ifwelivefaraway,wehadbettertaketheschoolbusbyourselves.Afterall,parentshavetheirownworktodo.Doyouagreewithme?'