单片机的定时器计数器.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单片机的定时器/计数器,主讲 朱兆优,本章学习要点：,(1),定时器,/,计数器内部结构、工作原理；,(2),定时器,/,计数器的,控制寄存器,设置和工作方式选择；,(3),定时器,/,计数器,初值,计算、,初始化,和中断的应用。,单片机有,2,个可编程的定时器/计数器,T1、T0,2,种,工作模式,：,（1）计数器工作模式,（2）定时器工作模式,4种,工作方式,(,方式0-方式3),6.1 定时器/计数器的结构,TMOD,：,选择定时器/计数器,T0、T1,的工作模式和工作方式。,TCON,：,控制,T0、T1,的启动和停止计数，同时包含了,T0、T1,的状态。,单片机,复位,时，两个寄存器的所有位都被,清0,。,6.1.1 工作方式控制寄存器,TMOD,8位分为两组，,高4位控制,T1,，,低4位控制,T0,。,（1）GATE,门控位,0,：,以,TR0,/,TR1,来启动定时器/计数器运行。,1：,用外中断引脚(,INT0,*,或,INT1,*,)上的高电平和,TRX,来启动定时器/计数器运行。,（,2）M1、M0,工作方式选择位,M1 M0,工 作 方 式,0 0,方式0,，13位定时器/计数器。,0 1,方式1,，16位定时器/计数器。,1 0,方式2,，8位常数自动重新装载,1 1,方式3,，仅适用于,T0，T0,分成两个8 位计数器，,T1,停止计数。,(3),C/T,*,计数器模式和定时器模式选择位,0：,定时器,模式。,1：,计数器,模式。,6.1.2 定时器/计数器控制寄存器,TCON,低4位,与外部中断有关，已介绍。,高4位,的功能如下：,(1)TF1、TF0,计数溢出标志位,(2)TR1、TR0,计数运行控制,位,1：,启动定时器/计数器工作,0：,停止定时器/计数器工作,6.2 定时器/计数器的4种工作方式,6.2.1 方式0,(,M1-M0,为00,),定时器/计数器的框图：,GATE,位：一般,GATE=0,，定时器/计数器的,运行由,TR0/TR1,决定。,做外部信号脉宽测量时，,GATE=1,，置,TR1=1,则,定时器/计数器,运行由,INT1,决定,控制端,=1,启动计数,控制端,=0,停止计数,方式,0,为13位的计数器，,C/T,*,位决定工作模式：,0：,开关打在上面，为,定时器,工作模式；,1：,开关打在下面，为,计数器,工作模式，计数脉冲为,P3.4、P3.5,引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生,负跳变,时，,计数器加1,。,6.2.2 方式1,M1-M0,=,01,，,16位,的计数器。,6.2.3 方式2,计数满后自动装入计数初值,。,M1、M0=,10，等效框图如下：,TL1,作为计数器,，,TH1,作常数备份。当,TL1,计数溢出时，,自动将,TH1,中的值送至,TLX,，,使,TLX,从初值开始重新计数。,6.2.4 方式3,增加一个,附加,的8位定时器/计数器，从而具有,3个定时器/计数器。,只适用于定时器/计数器,T0。T1,不能工作在方式3，,T1,方式3,时相当于,TR1=0，,停止计数（此时,T1,可用来作串行口波特率产生器）。,1工作方式3下的,T0,T0,分为,2,个独立的8位计数器:,TL0,和,TH0,。TL0,使用,T0,的状态,控制位,C/T,*,、GATE、TR0，TH0,被固定为一个8位定时器（不能作外部计数模式），并使用,T1,的控制位,TR1,和,TF1,，,同时,占用,T1,的中断请求源,TF1,。,各引脚与,T0,的逻辑关系如图所示：,2,T0,工作在方式3下,T1,的各种工作方式,当,T1,用作串行口的波特率发生器时，,T0,才工作在方式3。,T0,处于方式3时，,T1,可定为方式0、方式1和方式2,，用来作为串行口的波特率发生器，或不需要中断的场合。,6.3 定时器/计数编程,6.3.1,定时器,/,计数器的初始化,1,初始化的步骤,(1),确定工作方式,(,即对,TMOD,赋值,),(2),预置定时器,/,计数器的初值，,(3),定时器,/,计数器的中断 设置,(4),启动定时器,/,计数器。,2,定时器,/,计数器初值的计算,计数器模式,下：,初值,=,最大计数值,-,计数值,定时器模式,下：,初值,=,最大计数值,-,定时时间,/Tcy,方式,0,：,最大计数值,=213=8192,，最长定时,8192Tcy,。,方式,1,：,最大计数值,=216=65536,最长定时,65536Tcy,方式,2,：最大计数值,256,，最长定时,256Tcy,方式,3,：,定时器,0,分成两个,8,位计数器，其最大计数值均为,256,，最长定时时间均为,256Tcy,。,6.3.2,定时器,/,计数器的编程示例,例,6-1,假设系统晶振频率,f,osc=6 MHz,，使用定时器,/,计数器,1,作定时，在,P1.1,上输出周期为,1 ms,方波。,采用工作方式,0,计算初值：,机器周期,Tcy=12/,f,osc=12/(610 6)Hz=2 ms,初值最大计数值定时时间,/Tcy,213,500/2,=7942 D=,1,1111,0000,0110,B,所以,(TH1)=11111000B=F8H,，,(TL1)=00000110B=06H,。,参考程序如下：,ORG2000H,MOVTMOD,#00H,MOVTL1,#06H;,定时器,/,计数器,1,赋初值,MOVTH1,#0F8H,SETBTR1;,启动定时器,/,计数器,1,LP1,：,JBCTF1,LP2;,查询定时时间到否？,AJMPLP1;,定时时间未到，继续查询,LP2,：,MOVTL1,#06H;,定时时间到，重新赋初值,MOVTH1,#0F8H,CPLP1.1;P1.1,的状态取反,AJMPLP1;,循环,(2),采用工作方式,1,TMOD,可设置为,10H,。,计算初值：,机器周期,Tcy=12/,f,osc=12/(610 6)Hz=2 ms,初值,=,最大计数值,-,定时时间,/Tcy=216-500/2,=65286D=FF06H,(TH1)=FFH,，,(TL1)=06H,参考程序,如下,：,ORG0000H,AJMPMAIN,ORG001BH;,定时器,/,计数器,1,中断入口,IT0P,：,MOVTL1,#06H;,重新赋初值,MOVTH1,#0FFH,CPLP1.1;P1.1,的状态取反,RETI,ORG0100H,MAIN,：,MOVTMOD,#10H;,定时器,/,计数器,1,工作方式,1,MOVTL1,#06H;,定时器,/,计数器,1,赋初值,MOVTH1,#0FFH,SETBTR1;,启动定时器,/,计数器,1,MOVIE,#88H;,允许定时器,/,计数器,1,中断,SJMP$;,等中断,6.4,定时器,/,计数器的应用实例,6.4.1,门控位,GATE,的应用,利用门控位,GATE,可对,(x,为,0,或,1),引脚上正脉冲的宽度进行测量。,例,6-2,利用定时器,/,计数器测量，波形的正脉冲宽度如图,6-7,所示。,参考程序如下：,ORG0100H,MAIN,：,MOVTMOD,#90H;,设置,T1,为门控方式,1,MOVTL0,#00H,MOVTH0,#00H,JBP3.3,$;,等待,P3.3=0,SETBTR1;,启动,T1,JNBP3.3,$;,等待,P3.3=1,JBP3.3,$;,等待,P3.3=0,CLRTR1;,停止,T1,计数,MOV30H,TL1;,保存,T1,的计数值,MOV31H,TH1,6.4.,2,实时时钟的设计,1实时时钟实现的基本思想,如何获得1秒的定时，,可把,定时时间定为100,ms,，,采用中断方式进行溢出次数的累计，计满10次，即得到秒计时。,片内,RAM,中规定,3个单元,作,为秒、分、时单元,，具体安排如下：,42,H：“,秒”单元；41,H：“,分”单元；40,H：“,时”单元,从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。,2程序设计,（1）主程序的设计,流程如图所示。,（2）中断服务程序的设计,中断服务程序的主要功能是实现秒、分、时的计时处理。参考程序略。,6.4.,3,运行中读定时器/计数器,在读取运行中的定时器/计数器时，,需注意：若恰好出现,TLX,溢出向,THX,进位的情况，则读得的（,TLX）,值就完全不对。,同样，先读（,THX）,再读（,TLX）,也可能出错。,方法：先读（,THX），,后读（,TLX），,再读（,THX）。,若两次读得（,THX）,相同，则读的内容正确。,若前后两次读的（,THX）,有变化，则再重复上述过程，这次重复读得的内容就应是正确的。下面是有关的程序，读得的（,TH0）,和（,TL0）,放置在,R1,和,R0,内。,RDTIME:MOV A,TH0；,读（,TH0）,MOV R0,TL0；,读（,TL0）,CJNE,A,TH0,RDTIME,；,比较2次读得的（,TH0）,；不相等则重复读,MOV R1,A；（TH0）,送入,R1,中,RET,6.4.4,用定时器,/,计数器作外部中断,定时器,/,计数器工作在,计数器模式,时，,T0(,或,T1),引脚上发生,负跳变,，定时器,/,计数器,0(,或,1),加,1,，当定时器,/,计数器,0(,或,1),出现,计数溢出,时，溢出中断标志,TF0(,或,TF1),置,1,，向,CPU,申请中断。,