单片机原理及应用教程(C语言版) 第6章 MCS 51单片机的定时器计数器ppt课件.ppt

单片机原理及应用教程 （C语言版）第6章 MCS-51单片机定时器/计数器,主 编：周国运中国水利水电出版社,第6章 MCS-51单片机定时器/计数器,目 录6.1 单片机定时器/计数器的结构及原理6.2 定时器/计数器T0、T16.3 定时器/计数器T26.4 定时器/计数器应用举例,定时器/计数器应用极其广泛。本章主要讨论MCS-51单片机定时器/计数器T0、T1、T2的逻辑结构、工作原理、使用方法和应用。本章为单片机的主要内容，也是学习第七章串行口的基础。,第6章 MCS-51单片机的定时器/计数器,6.1 单片机定时器/计数器的结构及原理,主要内容6.1.1 单片机定时器/计数器的结构6.1.2 单片机定时器/计数器的工作原理,6.1.1 单片机定时器/计数器的结构,MCS-51单片机定时器/计数器的原理结构图,6.1.1 MCS-51单片机定时器/计数器的结构,MCS-51主要由如下构成：三个16位的可编程定时器/计数器：定时器/计数器0、1和2。每个定时器有两部分构成：THx和TLx特殊功能寄存器TMOD和TCON ，主要对T0和T1进行控制。特殊功能寄存器T2MOD和T2CON ，主要对T2进行控制，RCAP2H、RCAP2L为T2服务。引脚P3.4、P3.5、P1.0，为计数脉冲输入。定时器T0、T1和T2有中断功能，计数器溢出或被触发（T2），向CPU 发出中断请求。,6.1.2 单片机定时器/计数器的工作原理,定时器/计数器T0、T1、T2 的内部结构简图如下图所示。,做定时器,做计数器,6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理,从上图可以看出： 定时器的实质是一个加1计数器。C/T =0 ，为定时器计数频率：fosc/12计数信号由片内振荡电路提供，振荡脉冲n分频送给计数器，每个机器周期计数器值增1。 C/T =1 ，为计数器计数信号由Tx引脚(P3.4、P3.5和P1.0)输入，每输入一有效信号，相应的计数器中的内容进行加1计数器的最高计数频率为：fosc/24 1）每1个输入脉冲的下降沿使计数器计1个数 2）每1个机器周期对引脚采样1次，当上1个机器周期采样为高、本机器周期采样为低为1个下降沿。,6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理,控制信号TRx=1时，定时器启动。当定时器由全1加到全0时计满溢出，TFx=1，向CPU申请中断；同时，定时器从0开始继续计数。,6.2 定时器/计数器T0、T1,主要内容6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器6.2.2 T0、T1的工作模式6.2.3 T0、T1的使用方法,6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器,1. T0、T1 模式寄存器TMOD 功能：确定定时器的工作模式。其格式为：,GATE外部门控制位。GATE1，使用外部控制门，且TRx=1当P3.2（P3.3）为高时启动定时器， P3.2（P3.3）为T0、T1运行外部控制引脚。,6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器,GATE0，禁止外部信号控制定时器/计数器。C/T定时或计数方式选择位 C/T0，为定时器；C/T1，为计数器 计数采样：CPU在每机器周期的S5P2期间，对计数脉冲输入引脚进行采样。若前一机器周期采样值为1，下一机器周期采样值为0，则计数器增1，即下降沿计数。,6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器,M1、M0工作模式选择位。,6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器,2. T0、T1控制寄存器TCON,TF1、TF0：T1、T0的溢出标志位 计数溢出，TFx=1。 中断方式：自动清零； 查询方式：软件清零。,6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器,TR1、TR0：T1、T0启停控制位。 置1，启动定时器； 清0，关闭定时器。注意： GATE=1 ，TRx与P3.2（P3.3）的配合控制。IE1、IE0：外部中断1、0请求标志位IT1、IT0：外部中断1、0触发方式选择位,6.2.2 T0、T1的工作模式,MCS-51的T0、T1共有4种工作模式，前三种模式下两个定时器/计数器工作原理是相同的，只有模式3下两者才有差别。以下主要以T0为例进行介绍，T1类似。,模式0与模式1 的区别仅仅是计数器的位数不同，前者是13位，后者是16位，其它完全相同，现在一般都不使用模式0，故不讲。 当设置M1M001时，选择模式1，为16位定时器/计数器。模式1原理结构模式1原理结构由4部分构成（下页图）：信号源运行控制计数器溢出标志,1模式1,6.2.2 T0、T1的工作模式,6.2.2 T0、T1的工作模式,图6-6 T0模式1原理结构,6.2.2 T0、T1的工作模式,信号源C/T设为1，为计数器，用P3.4引脚脉冲C/T设为0，为定时器，用内部脉冲运行控制GATE=1，由外部信号控制运行此时应该设置TR0=1P3.2引脚为高电平，T0运行GATE=0，由内部控制运行TR0设置为1，T0运行,6.2.2 T0、T1的工作模式,计数部件由TL0、TH0组成，是一个16位的加法计数器，对送来的脉冲进行计数，计数溢出后输出由低变高，设置溢出标志。溢出标志：TF0。当计数部件溢出后对其置1，向CPU 请求中断。模式1定时时间的计算公式如下：定时时间=计数值机器周期 =（216 - 定时初值）振荡周期12最大定时时间（初值为0时）为： 216 振荡周期 12。,2模式2,6.2.2 T0、T1的工作模式,M1 M0 10时，选择模式2，为8位定时器/计数器，且初值自动重装。模式2原理结构原理结构如下页图所示，由4部分构成：信号源运行控制计数器溢出标志在能够满足计数要求时，尽可能地选择模式2。,图6-7 T0（T1）模式2原理结构8位初值自动重装,6.2.2 T0、T1的工作模式,M1 M0 11，选择模式3。逻辑结构如图6-8和6-9所示： 结构： TL0、TH0分为两个独立的8位计数器 TL0： 8位定时器/计数器使用T0所有的资源和控制位 TH0：8位定时器使用T1所有的资源(中断向量、中断控制ET1、PT1)和控制位（TR1、TF1）,6.2.2 T0、T1的工作模式,3模式3,图6-8 模式3下T0的原理结构图,6.2.2 T0、T1的工作模式,T0模式3时T1的工作模式T1可以模式0模式2工作。T1的结构如图6-9所示由于TF1及中断矢量被TH0占用，所以T1仅用作波特率发生器或其它不用中断的地方。T1作波特率发生器，其计数溢出直接送至串行口。设置好工作方式，串行口波特率发生器开始自动运行。 TMOD中T1的M1M0=11，T1停止工作，因为T1没有模式3。,6.2.2 T0、T1的工作模式,图6-9 T0模式3时T1的原理结构,6.2.2 T0、T1的工作模式,6.2.3 T0、T1的使用方法,T0、T1各有两种功能（定时/计数）、4种或3种工作模式，如何选择其功能和工作模式，是使用T0、T1编写程序需要首先解决的问题。1.选择定时和计数概念如果需要对单片机外部输入的脉冲进行计量，则选择计数功能（如统计产品数量、轮子转到周数（每周产生的脉冲数目一定）、液滴的数目等）;否则选择定时功能（如定时启动/停止机器运转、定时打开/关闭阀门、产生方波、产生某种频率的声音等）。,6.2.3 T0、T1的使用方法,2.选择工作模式（1）计算计数值N1）计数情况需要计的数N往往是给定的，如计100个数、200个数等。2）定时情况在这种情况下往往给出的是定时的时间t根据定时器每个机器周期计1个数的规律，则计数值N与定时时间t、机器周期TMC、晶振频率fosc的关系如下：t = N TMC 、 TMC = 12/fosc N = t / TMC = t fosc /12 （公式6-1）,6.2.3 T0、T1的使用方法,（2）确定工作模式如果N256，则选择模式1；否则选择模式2，或者选择模式3。首选模式2。3计数初值X的计算计数初值X = 最大计数值 - 计数值N (公式6-2)计数初值和工作模式有关，即与计数位数有关:模式1：16位计数，N=65536,（216）模式2：8位计数，N=256,（28）模式3：8位计数，N=256,（28）,6.2.3 T0、T1的使用方法,4什么情况下选择模式3模式3是在系统既需要波特率发生器，又需要多个定时器/计数器，而且计数值都比较小（N256）的情况下使用。这时定时器/计数器T1作为波特率发生器，定时器/计数器T0分为两个8位定时器，或者分成的两个其中一个作8位定时器、另一个8位计数器使用。,6.2.3 T0、T1的使用方法,5使用T0、T1编程的方法步骤 计算计数值N。 确定工作模式。 计算定时或计数的初值X。 编写初始化程序：设置TMOD，设置TLx和THx，（需要时开T0、T1中断和总中断），设置TRx启动运行。 编写T0、T1的应用程序。前3项为编写初始化程序的准备，称之为初始化准备。,6.2.3 T0、T1的使用方法,6在运行中读取TLx、THx的方法在T0、T1运行情况下，TLx和THx中的值在变化，读的期间有可能进位，读出的数据不正确。正确的读取方法如下：doxh=THx;xl=TLx;while(xh!=THx);程序中的xl、xh为已经定义过的无符号字符型变量。,6.2.3 T0、T1的使用方法,例6-1 对89C52单片机编程，使用定时器/计数器T0以模式1定时，以中断方式实现从P1.0引脚产生周期为1000s的方波。设单片机的振荡频率为12MHz。分析与计算（1）方波产生原理 将T0设为定时器，计算出合适的初值，定时到了之后对P1.0引脚取反即可。（2）选择工作模式计算计数值N,P1.0,6.2.3 T0、T1的使用方法,定时时间t：周期为1000s的方波要求t =周期/2 = 1000/2 = 500(s)对应计数值：N = t/机器周期 = 500/1 = 500N=500256，所以选择模式1。 模式字：TMOD=0000 0001B = 0 x01（3）计算初值X X = 65536 N = 65036 = 0 xfe0c,方波周期T,定时时间t,6.2.3 T0、T1的使用方法,C语言程序：#include /包含特殊功能寄存器库sbitP1_0=P10; /定义位变量void main( ) TMOD=0 x01; /T0用模式1、定时TL0=0 x0c;TH0=0 xfe;/设置定时器的初值ET0=1; /允许T0中断 EA=1; /允许CPU中断TR0=1; /启动定时器while(1); /等待中断 ,6.2.3 T0、T1的使用方法,void time0_int(void) interrupt 1/中断服务程序TL0=0 x0c;TH0=0 xfe;/定时器重赋初值P1_0=P1_0;/P1.0取反，输出方波汇编语言程序：ORG0000HSJMPMAINORG000BH;T0中断入口地址LJMPINT_T0,6.2.3 T0、T1的使用方法,MAIN: ;主程序MOV SP,#0DFH；设置堆栈指针MOV TMOD,#01H；T0模式1定时MOVTL0,#0CH；设置定时初值MOVTH0,#0FEH SETBET0；T0开中断SETBEA；CPU开中断SETBTR0；启动T0SJMP$；等待T0中断INT_T0: ;中断服务程序MOV TL0,#0CHMOVTH0,#0FEH；重装定时初值CPLP1.0 ；P1.0取反RETI ；中断返回END,6.2.3 T0、T1的使用方法,例6-2 设单片机的振荡频率为12MHz，用T1编程实现从P1.0输出频率为2KHz的方波。1、分析与计算（1）选择工作模式要求输出方波频率为2KHz，则周期为500s，只需对P1.0每250s取反一次即可，即定时时间t为250s。需要计算计数值N计算计数值N：N= t/ TMC = t fosc/12 =25012M/12=250N=250256，所以选择模式2。,6.2.3 T0、T1的使用方法,模式字：TMOD=0010 0000 B = 0 x20（2）初值X计算 X=256N X=6则TH1=TL1=6 2、采用中断处理方式的程序,6.2.3 T0、T1的使用方法,（1）中断方式C语言程序# include /包含特殊功能寄存器库sbit P1_0=P10;voidmain( )TMOD=0 x20; /设置工作模式TL1=0 x06;TH1=0 x06; /为定时器赋初值ET1=1; /允许定时1中断EA=1;TR1=1;/启动定时器1while(1);/等待中断void time0_int(void) interrupt 3 P1_0=P1_0;,6.2.3 T0、T1的使用方法,（2）中断方式汇编语言程序ORG0000HLJMPMAIN ORG001BH；中断处理程序CPLP1.0RETIORG 0030H；主程序MAIN:MOV SP，#0DFHMOV TMOD，#20H MOV TL1，#06HMOV TH1，#06HSETB ET1；允许定时器1中断SETB EA；允许CPU中断SETB TR1；启动定时器1SJMP $；等待中断END,6.2.3 T0、T1的使用方法,3、采用查询方式程序（1）查询方式C语言程序# include sbitP1_0=P10;void main()TMOD=0 x02;TL0=0 x06;TH0=0 x06; TR0=1;while (1)while(!TF0) ;/查询计数溢出TF0=0;P1_0=P1_0; ,6.2.3 T0、T1的使用方法,（2）查询方式汇编语言程序MAIN:；主程序MOV TMOD,#02HMOVTL0,#06HMOVTH0,#06HSETBTR0LOOP:JNBTF0,$；查询计数溢出CLRTF0CPLP1.0 SJMPLOOPEND,6.3 定时器/计数器T2,主要内容6.3.1 T2的特殊功能寄存器6.3.2 T2的工作方式,定时器/计数器T2的功能结构图,定时器T2概述,1、 T2的功能：89C52中的T2是一个16位的、具有自动重装载和捕获功能的定时器/计数器。2、T2的结构：除TL2、TH2和控制寄存器T2CON及T2MOD之外，还增加了捕获寄存器RCAP2L（低字节）和RCAP2H（高字节）。 3、T2的时钟源：有两个。一个是内部机器周期，另一个是由T2端输入的外部计数脉冲。4、T2的工作方式：有4种。自动重装、捕获、波特率发生器、可编程时钟输出。 5、 T2的专用引脚：增加了两个引脚，T2(P1.0)、T2EX(P1.1)，分别称为时钟I/O和外部触发引脚。,6.3.1 T2的特殊功能寄存器,TF2：T2溢出中断标志位 T2溢出时置位，申请中断。软件清零。波特率发生器方式下(RCLK1或TCLK1)，T2溢出不对TF2进行置位。,1. T2控制寄存器T2CON 可位寻址和字节寻址 功能：选择T2的工作方式和工作模式。格式如下,EXF2：T2外部触发中断标志位 当EXEN21，且T2EX引脚上有负跳变 触发捕获或重装操作时，EXF2置1，向CPU发出中断请求。 需软件清0。RCLK：串行口接收时钟允许位RCLK=1时，T2溢出信号分频后做串行口工作在模式1和3的接收时钟。RCLK=0时，T1溢出信号分频信后做串行口接收时钟。,6.3.1 T2的特殊功能寄存器,6.3.1 T2的特殊功能寄存器,TCLK：串行口发送时钟允许位TCLK=1时，T2溢出信号分频后做串行口工作在模式1和3的发送时钟。TCLK=0时，T1溢出信号分频后做串行口的发送时钟。EXEN2：T2外部触发允许位EXEN2=1，T2未做串口时钟时，T2EX引脚（P1.1）的负跳变将触发“捕获”或“重装”。 EXEN2=0，T2EX引脚上的负跳变对T2不起作用。,TR2 ：T2运行控制位TR2=1，启动T2；TR2=0，T2停止。C/T2：T2的定时或计数方式选择位 C/T2=1，T2为计数器。从T2（P1.0）引脚输入计数脉冲行（下降沿计数）。 C/T2=0，T2为定时器。用机器周期计数,6.3.1 T2的特殊功能寄存器,CP/RL2：捕获和重装载方式选择位 CP/RL2=1，且EXEN2=1，T2EX（P1.1）的负跳变将触发捕获操作。 CP/RL2=0，且EXEN2=1，T2EX的负跳变或T2计满溢出时，触发自动重装操作。RCLK=1或TCLK=1时，T2做串口的时钟发生器，这时CP/RL2的设置不起作用，并且T2溢出时会自动装载。,6.3.1 T2的特殊功能寄存器,T2OE：T2输出允许位T2OE1，可编程时钟输出方式，输出方波信号至T2(P1.0)引脚。DCEN：T2增/减计数控制位DCEN l，T2递减计数DCEN0，T2递增计数,2. T2模式寄存器T2MOD,6.3.1 T2的特殊功能寄存器,3. 计数寄存器TL2、TH24. 捕获寄存器RCAP2L、RCAP2H有两个作用：（1）捕获计数器中的值。在捕获方式，P1.1引脚触发时，将TL2、TH2中的数装入RCAP2L、RCAP2H中；（2）作为初值装入计数器。在重装计数方式，计数溢出后，将RCAP2L、RCAP2H中的数装入TL2、TH2中,6.3.1 T2的特殊功能寄存器,6.3.2 T2的工作方式,定时器T2是一个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式：16位自动重装方式捕获方式波特率发生器方式可编程时钟输出方式,表6-2 定时器T2的四种工作方式,6.3.2 T2的工作方式,一、自动重装方式（定时或计数）1、递增定时、计数CP/RL20，DCEN=0时，自动重装方式。有两种情况引起重装，结构如下页图所示。（1）计数溢出重装 TF2置1，产生溢出中断请求； 将RCAP2L和RCAP2H的数装入TL2和TH2中。（2）外部触发重装当EXEN21，并且T2EX（P1.1）有负跳变时 EXF2置1，外部触发中断请求； 将RCAP2L和RCAP2H的数装入TL2和TH2中,图6-12 重装方式原理图,6.3.2 T2的工作方式,2、外部控制递减、递增定时或计数CP/RL20，DCEN=1，T2由外部引脚T2EX（P1.1） 控制递减、递增定时或计数。（1）外部控制递增定时、计数条件：T2EX（P1.1）引脚为高电平计满溢出时：TF2置1，请求中断；将RCAP2L和RCAP2H中的数装入TL2和TH2中。,决定于C/T2,6.3.2 T2的工作方式,递增、递减计数重装控制,递减计数重装值,递增计数重装值,控制递增、递减计数重装高：递增计数重装,RCAP2L,RCAP2H,TF2,TL2,TH2,EXF2,T2,TR2,振荡器,12,C/T2=0,C/T2=1,0,FFH,0,FFH,中断请求,TEX2,(P1.1),(P1.0),6.3.2 T2的工作方式,（2）外部控制递减定时、计数条件： T2EX（P1.1）引脚为低电平计数溢出时：TF2置1，请求中断；将0 xffff装入TL2和TH2中。递减计数的溢出： TL2和TH2与RCAP2L和RCAP2H的值相等,6.3.2 T2的工作方式,二、捕获方式 （可定时、计数）当CP/RL2l，选择捕获方式。有以下两种情况。T2捕获方式结构如下页图所示。1、捕获定时、计数（1）条件与触发捕获条件：EXEN=1；触发捕获：T2EX（P1.1）端的信号有负跳变时（2）捕获将TL2和TH2的内容装入RCAP2L和RCAP2H中 （3）EXF2置1，产生触发中断请求,6.3.2 T2的工作方式,2、一般定时、计数（非捕获时不会自动重装）设置EXEN=0计数溢出TF2置1，产生溢出中断请求,6.3.2 T2的工作方式,三、波特率发生器方式 RCLK=1或TCLK 1时，选择波特率发生器方式。结构如下页图所示。具有两个功能。1、功能一为串行口提供时钟波特率=fosc(32(65536 - (RCAP2H，RCAP2L)特点： 1）计数满后自动将RCAP2L、RCAP2H中的值装入TL2、TH2中； 2）不产生溢出中断。,6.3.2 T2的工作方式,波特率=fosc(32(65536 - (RCAP2H，RCAP2L),6.3.2 T2的工作方式,2、功能二外部中断源条件： EXEN2=1；中断请求输入引脚：P1.1触发方式：下降沿中断请求标志：EXF2， P1.1出现下降沿， EXF2置1。,6.3.2 T2的工作方式,定时器/计数器T2作为波特率发生器使用时的编程方法：RCAP2H=0 x30;/设置波特率RCAP2L=0 x38;TCLK=1;/选择定时器2的溢出脉冲/作为串口发送波特率发生器 注意：在波特率发生器工作方式下，在 T2计数过程中不能再读/写 TH2和TL2的内容。,6.3.2 T2的工作方式,四、可编程时钟输出方式 当T2OE=1，且C/T2=0时，T2工作于时钟输出方式。结构如下页图所示。具有两个功能。1、功能一时钟输出1）输出引脚：P1.02）输出方波频率：f=fosc(4(65536 - (RCAP2H，RCAP2L)(RCAP2H，RCAP2L)= 65536 -foscf43）特点：自动重装初值 计数满后，将RCAP2L和RCAP2H的值自动装入TL2和TH2；不产生溢出中断。,6.3.2 T2的工作方式,四、可编程时钟输出方式 当T2OE=1，且C/T2=0时，T2工作于时钟输出方式。结构如下页图所示。具有两个功能。2、功能二外部中断源条件： EXEN2=1；中断请求输入引脚：P1.1触发方式：下降沿中断请求标志：EXF2， P1.1出现下降沿， EXF2置1。,6.3.2 T2的工作方式,6.3.2 T2的工作方式,例6-3 对单片机编程，使用T2时钟输出方式，从P1.0输出周期为1ms的方波。设单片机的振荡频率为12MHz。（1）分析与计算T2的时钟输出方式可直接输出方波。输出方波周期为1ms，则频率fout为1KHz。根据公式6-6可知，计数初值x=65536-fosc/ (4fout) =62536。,6.3.2 T2的工作方式,（2）C语言程序清单# include void main()C_T2=0;/设置T2作定时器使用CP_RL2=0;/设置T2初值自动重装T2MOD=0 x02;/设置T2输出时钟TL2=62536%256; /为T2赋初值TH2=62536/256; RCAP2L=62536%256; /重装寄存器赋初值RCAP2H=62536/256; TR2=1;/启动T2while(1);/CPU保持运行状态T2在工作,6.3.2 T2的工作方式,（3）汇编语言程序清单T2MOD EQU 0C9H;定义T2模式寄存器TL2 EQU 0CCH;定义T2计数低8位寄存器TH2 EQU 0CDHRCAP2L EQU 0CAH;定义重装低8位寄存器RCAP2H EQU 0CBHCP_RL2 BIT 0C8H;定义T2捕获/重装控制位C_T2 BIT 0C9H;定义T2计数/定时控制位TR2 BIT 0CAH;定义T2运行控制位,6.3.2 T2的工作方式,MAIN:CLR C_T2;设置T2作定时器CLR CP_RL2;设置T2初值自动重装MOV T2MOD,#02H;设置T2输出时钟MOV TL2,#48H;为定时器赋初值MOV TH2,#0F4HMOV RCAP2L,#48H;重装寄存器赋初值MOV RCAP2H,#0F4HSETB TR2;启动T2SJMP $ ; CPU保持运行状态T2在工作,6.3.2 T2的工作方式,6.4 定时器/计数器应用举例,6.4 定时器应用举例,例6-4 用89C52单片机设计一程序，测量脉冲信号的宽度。设单片机晶振频率为12MHz。分析：如图6-16所示，设置GATE0位为1，在P3.2引脚为低电平时设置TR0=1，当GATE信号为高时自动启动计数，当GATE信号变低时自动结束计数，这时设置TR0=0，读取计数值便可计算出脉冲宽度，单位为s，机器周期为1s。,6.4 定时器应用举例,C语言程序清单：#include sbit P3_2=P32;unsigned int_test( )TMOD=0 x09;/T0以模式1定时，用外部门TL0=0;TH0=0;/设置初值为0while(P3_2);/引脚为高等待变低TR0=1;/开T0内控开关由外部门控制while(!P3_2);/检测脉冲是否来到while(P3_2);/检测脉冲是否结束TR0= 0;/脉冲已结束，T0内控开关return (TH0*256+TL0);/返回计数值,6.4 定时器应用举例,汇编语言程序清单：TEST:MOV TMOD,#09H;置T0模式1定时用外部门MOV TL0,#00H;设置初值为0MOV TH0,#00HJB P3.2,$ ;引脚为高等待测量下一个正脉冲SETB TR0 ; 开T0内控开关，由外部控制行JNBP3.2,$;检测脉冲是否来到JBP3.2,$;检测脉冲是否结束CLR TR0;脉冲已结束，关内控开关MOV R7,TL0;计数器TL0的值送R7MOV R6,TH0;计数器TH0的值送R6RET,6.4 定时器应用举例,例6-5 设某单片机系统使用定时器较多，T1作串行口的波特率发生器，T2作时钟信号输出产生多种较复杂的报警声；另外需要对产品包装进行计数，每计120件使阴极接在P3.7引脚的LED亮2s，并且发出报警声音响2s。试编写程序，实现对产品的计数和声光报警，不用考虑串行通信和声音的具体产生程序。设单片机的晶振频率fosc=6MHz。,6.4 定时器应用举例,分析：（1）关于定时器及工作模式的选择T1、T2都已经被使用，仅剩下T0，还需要计数和定时，可以考虑把T0设置为模式3，TL0计数，TH0定时。由于计数仅120，虽然要求定时2s，但可以用多次中断能够满足要求。,6.4 定时器应用举例,（2）关于声光报警的实现当TL0计数120后产生中断，在中断服务程序中开声、光，开TH0运行开始计时。设置TR2=1便有声音信号输出，对P3.7输出0便使LED点亮。设置TH0计数250，由于机器周期为2s，则定时2s需要中断的次数为2000000/(2502)=4000TH0中断4000次后，设置TR2=0便关闭声音信号输出，对P3.7输出1便使LED熄灭。TL0的计数初值为256-120=136；TH0的定时初值为256-250=6。,6.4 定时器应用举例,C语言程序清单：# include unsigned int num=0;/定义TH0中断次数变量sbit P3_7=P37;/定义控制LED发光引脚void main( )/主函数TMOD=0 x27;/T0模式3计数，T1模式2定时TL0=136;/设置TL0初值，计数TH0=6;/设置TH0初值，定时ET0=1;/开T0中断ET1=1;/开T1中断EA=1;/开总中断TR0=1;/启动T0计数while(1);/停留于此，保存程序运行状态,6.4 定时器应用举例,void TL0_int(void) interrupt 1 /TL0（T0）中断服务程序TL0=136;/定时器重赋初值P3_7=0;/开LEDTR1=1;/启动定时器TH0TR2=1;/启动T2产生声音信号void TH0_int(void) interrupt 3/TH0（T1）中断服务程序TH0=6;/定时器重赋初值num+;/中断次数加1If(num3999)P3_7=1; /关LEDTR1=0;/关闭TH0TR2=0;/关声音num=0;/中断次数设置为0 ,6.4 定时器应用举例,例6-6 对89C52单片机的定时器T0编程，设计一产生时分秒的时钟。设晶振频率为12MHz。分析：设置T0为定时功能，定时10ms产生中断，中断100次为1秒，秒加1，有了秒时间后，按照时钟的时分秒规律，对保存时分秒的变量进行相应的累加，便产生了时分秒时间。电路设计：本例用6位数码管显示出时间，其电路和模拟运行如图6-17所示。图中的排电阻RESPACK8为数码管各段的驱动限流电阻，可以设200左右，数码管的各位在实际中也需要驱动，如使用74LS245，在Proteus中模拟可以省略。,6.4 定时器应用举例,数码管显示在第9章才讲，在这里并不要求掌握，可以先了解一下，主要是便于在Proteus中模拟运行。选择工作模式、计算初值：根据定时器/计数器使用的方法步骤，初始化准备如下：这里定时时间t为10ms=10000s计算计数值N：N= t/TMC= tfosc/12=1000012M/12=10000选择模式1，因为N256计算初值X：X=216-N=65536-10000=55536,6.4 定时器应用举例,6.4 定时器应用举例,C语言程序清单如下#include #define codport P0 /显示段码输出口#define sitport P2/显示位码输出口unsigned char code ledcode= /*显示09的代码*/0 x3f,6,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,7,0 x7f,0 x6f; unsigned char data hou,min,sec,num; /时分秒中断数unsigned char data disbuf=0,0,0,0,0,0;,6.4 定时器应用举例,void display()/显示函数unsigned int j;/j用于循环unsigned char i,scan;/scan为扫描码scan=0 x01;for(i=0;i6;i+)codport=0;/先清屏，显示错乱codport=ledcodedisbufi; /输出显示数的段码sitport=scan;/输出位码scan=(scan1); /指向下一个数位for(j=0;j500;j+);/延时,void time0() interrupt 1/定时器0中断函数TL0=55536%256; /给T0赋初值TH0=55536/256;num=num+1;/百分之一秒加1if(num99) num=0; sec+;/秒加1 if(sec59) sec=0; min+; /分加1if(min59) min=0;hou+; /时加1 if(hou23)hou=0; /把时间变量分离成要显示的各位 disbuf0=hou/10; disbuf1=hou%10; disbuf2=min/10;disbuf3=min%10; disbuf4=sec/10;disbuf5=sec%10;,6.4 定时器应用举例,void main()/主函数TMOD=0 x01;/设置T0以模式1定时TL0=55536%256; /设置T0定时10ms初值TH0=55536/256;ET0=1; /开T0中断EA=1;/开总中断TR0=1;/定时器0开运行hou=9;min=25; /时间初始化sec=30;num=0;while(1)/循环，并随时处理中断 display();/调用数码管进行扫描显示,6.4 定时器应用举例,例6-7 某89C52单片机应用系统的晶振频率为12MHz，通过编程实现以下和频率计的功能：（1）从T1输入脉冲计数，实现计数器功能；（2）用T0定时1s，计算脉冲信号的频率，实现频率计的功能。通过接在P3.7引脚的按钮选择计数器和频率计功能。,6.4 定时器应用举例,分析：用T0定时10ms，中断100次为1s。对计数功能，每中断一次读一次T1的计数值，计数值不累加，计数溢出后再从0开始计，则最大数是65535。对频率计功能，则1s读一次T1计数值，其值就是频率，理论上最大频率值是500000。其值都在数码管上显示出来。在Proteus画的电路图如图6-18所示，所截的图为计数器功能，最高位C表示计数。,6.4 定时器应用举例,6.4 定时器应用举例,C语言程序清单#include #define codport P0/显示段码输出口#define sitport P2/显示位码输出口unsigned char code ledcode=/*09的显示代码*/0 x3f,6,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,7,0 x7f,0 x6f,0,0 x39;unsigned char disbuf6; /显示数组，0元素为高位数unsigned char data int0=0, int1=0;/T0、T1中断次数unsigned long data freq;/存放读取的计数值,6.4 定时器应用举例,void display()/显示函数unsigned long data j;/j用于循环延时unsigned char data i,scan;/scan为扫描码scan=0 x01;for(i=0;i6;i+)codport=0;/清屏，防止显示混乱codport=ledcodedisbufi;/送显示段码sitport=scan;/送位码scan=(scan1); /指向下一数位for(j=0;j500;j+);/延时3ms,6.4 定时器应用举例,void calculat()/将freq各位分离存于disbufunsigned char data i; for(i=0;i5;i+)/让高位的0不显示disbufi=10;do/将freq各位分离存于disbufdisbufi-= freq%10; freq = freq/10; while(freq); void t1_int() interrupt 3/T1中断函数/计数超过65536溢出中断的次数int1+;/计数溢出次数加1,6.4 定时器应用举例,void t0_int() interrupt 1/T0中断函数，间隔10ms TL0=55536/显示freq频率值,6.4 定时器应用举例,void main()/主函数unsigned char data xl,xh;TMOD=0 x51;/设置T0模式1定时，计数TL0=55536%256;/T0定时10ms赋初值TH0=55536/256;TL1=0 x00; /T1计数赋初值TH1=0 x00;ET0=1;ET1=1; /开T0、T1中断EA=1;/开CPU中断TR0=0; TR1=1; /关T0定时、启动T1计数while(1) display();/调用数码管显示函数 if(P3_7=0)/判断按钮是否按下 flag=flag;/按下，标志取反,6.4,if(P3_7=0) /判断按钮是否按下 flag=flag;if(flag)/使用频率计功能TR0=1;/启动T0定时1s读数else/使用计数器功能TR0=0;/关闭T0定时dodisplay();while(P3_7=0); /等待释放按钮display(); /延时约18ms去后沿抖动 if(flag=0)/使用计数器功能 do/使正确读取计数值xh=TH1;xl=TL1;while(xh!=TH1);freq=xh*256+xl;calculat();/显示freq中的计数值disbuf0=11; /最高位显示C ,本章小结,本章首先介绍了单片机定时器/计数器的结构和原理。接着介绍了定时器/计数器T0、T1以及T2的控制、工作模式和用法。最后结合例子介绍了定时器/计数器的应用。定时器/计数器是单片机应用系统中最常用的部件。因此，掌握定时器/计数器编程技术是学好单片机应用技术所必须的。学习本章，要注意掌握定时器/计数器初值的计算方法，多做练习，掌握定时器/计数器编程方法。,本章完,