片机的定时器计数器.ppt

1,5.1 定时方法概述1.软件定时：执行一个循环程序进行时间延迟。但是单片机CPU被占用，无法进行多任务处理。2.硬件定时：定时时间较长。3.可编程定时器定时：对系统时钟脉冲的计数来实现。采用专门的定时器和计数器独立运行，有利于提高单片机的性能，适用于实时多任务处理的要求,第五章2 单片机的定时器计数器,2,5.2、定时器/计数器的结构和功能,以8051系列为例：2个16位可编程定时器/计数器：T0和T1.T0:TL0/TH0；T1:TL1/TH1TMOD/TCON:工作方式寄存器/控制寄存器1.结构,3,2.功能16位的定时器/计数器的实质：加法计数器。（1）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。计数频率fosc/12，即1个机器周期；“定时”时间：开始计数到溢出；预置计数法：初值越大，定时越短。,4,（2）计数对外部脉冲信号计数（T0P3.4/T1P3.5)。下降沿出现时，计数器值加1.在每个机器周期的S5P2拍节时对外部计数脉冲进行采样；如果前一个机器周期采样为高电平，后一个机器周期采样为低电平，即为一个有效的计数脉冲。下一个周期的S3P1期间，新的计数值装入计数器。最高计数频率fosc/24，即2个机器周期。注：定时器按设定的工作方式独立运行，不占用CPU的操作时间，除非定时器计满溢出，中断CPU。,5,1.定时器控制寄存器TCON功能：控制定时器T0或T1的运行或停止，并标志定时器的溢出和中断情况。位地址：88H，可以位寻址。TF0/TF1:定时器溢出标志。溢出时，硬件自动使TF0/TF1置1,并申请中断。TR0/TR1:定时器运行控制位。置1启动工作，置0停止工作。IE0/IE1:外部中断0(INT0)/1(INT1)请求标志。IT0/IT1:外部中断0/1触发方式选择位。,5.3 控制寄存器和方式寄存器,6,2.方式寄存器GATE门控位GATE=0 以运行控制位TR启动定时器GATE=l 以外中断请求信号或启动定时器 C/T定时方式或计数方式选择位C/T=0 定时工作方式C/T=1 计数工作方式,7,TMOD的位地址是89H，不能位寻址，只能用字节传送指令设置定时器的工作方式。复位时，TMOD所有位均清零。,8,5.4.1 工作方式01.电路逻辑结构,C/T=0:定时器工作方式：C/T=1:计数器工作方式：下降沿有效。,GATE=0:或门输出为1,与INTX无关；TRx1,接通计数器，否则断开停止计数。GATE=1：TRx1,或门、与门输出仅受INTX控制。,5.4 定时器/计数器的工作方式,9,2.定时和计数应用在方式0下，当为计数工作方式时，计数值的范围是：18192（213）当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为:（213 计数初值）晶振周期12 或（213 计数初值）机器周期其时间单位与晶振周期或机器周期相同（s）。如晶振频率为6 MHz，则最小定时时间为213(213 1)2us=2（s）最大定时时间为（213 0）2 us=16 384（s）,10,例5.1设单片机晶振频率为6MHz，使用定时器1以方式0产生周期为500s的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出，以查询方式完成。1计算计数初值（213 X）2=250十六进制表示，高8位为：0FCH，低5位为03H。其中高8位放入TH1，即TH1=0FCH；低5位放入TL1，即TL1=03H,11,2.TMOD寄存器初始化为把T1设定为方式0，则M1M0=00；为实现定时功能，应使C/T=0；为实现T1的运行控制，则GATE=0。T0不用，有关位设定为0。因此TMOD寄存器应初始化为00H。3.由TCON中的TR1位控制定时的启动和停止TR1=1启动TR1=0停止。,12,例5.1 ORG 0030H;查询方式 P112MAIN:MOVTMOD,#00HMOVTH1,#0FCHMOVTL1,#03HMOVIE,#00HSETBTR1LOOP:JBCTF1,LOOP1AJMPLOOPLOOP1:MOVTH1,#0FCHMOVTL1,#03HCPLP1.0AJMP LOOP END,13,5.4.2 工作方式1 P113,M1=0 M0=1 与方式0一样，唯一差别是16位定时/计数器，由THx8位和TLx8位组成16位加1计数器计数。,14,2.定时和计数当为计数工作方式时，计数值的范围是 165536（216）当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为（216 计数初值）晶振周期12 或（216 计数初值）机器周期其时间单位与晶振周期或机器周期相同（s）。,15,以中断方式完成例6.1。单片机晶振频率为6MHz，使用定时器1以工作方式1产生周期为500s的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出。1计算计数初值TH1=0FFH TL1=83H2TMOD寄存器初始化TMOD=10H3程序设计,16,ORG 0000HLJMP MAINORG 001BHLJMP TOINTMIAN:MOVTMOD,#10HMOVTH1,#0FFHMOVTL1,#83HSETBEASETBET1SETBTR1HERE:SJMPHERETOINT:MOVTH1,#0FFHMOVTL1,#83HCPLP1.0RETI,17,例5.2:利用定时器T1方式1进行定时，使P1.1端每隔1s取反一次，设晶振频率为12MHz。解：方式1下最大定时时间：Tmax2161us65536us65.536ms当定时时间大于Tmax时，可设置软件计数器。设T1定时时间为50ms，则计满20次就可。（216X）1us50000usX15536=3CB0H所以TH1=3CH,TL1=B0H程序如下：,18,START:MOVA,#00;A赋计数初值0MOVTMOD,#10H;T1为方式1MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HSETBTR1;启动T1LOOP:JBCTF1,NEXTSJMPLOOPNEXT:MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HINCACJNEA,#20,LOOPCPLP1.1MOVA,#00SJMPLOOP,19,5.4.3 定时工作方式2 P113,M1=1 M0=0 自动装载初值8位定时/计数器。TLx为8位加1计数器，THx为8位初值暂存器。用于需要重复定时和计数的场合，最大计数值：256(28)最大定时时间(12MHZ T=1s)：256s 定时时间=（28-Tx初值）x 振荡周期 x 12,20,例5.3 使用定时器0以工作方式2产生100s定时，在P1.0输出周期为200s的连续正方波脉冲。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2us，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（256X）2=100us求解得X=206D=11001110B=0CEH把0CEH分别装入TH0和TL0中：TH0=0CEH，TL0=0CEH,21,例5.3(查询方式)ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN:MOVIE,#00HMOVTMOD,#02HMOVTH0,#0CEHMOVTL0,#0CEHSETBTR0LOOP:JBCTF0,LOOP1AJMPLOOPLOOP1:CPLP1.0AJMP LOOP END,22,（中断方式）,ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPT1INT,23,例5.4:用定时器1以工作方式2实现计数，每计100次进行累加器加1操作。1.计算计数初值256-100=156D9CH则TH1=TL1=9CH2.TMOD初始化M1M0=10,C/T=1,GATE=0因此TMOD=60H,24,例5.4 ORG0000H P115LJMPMAIN ORG 0030H;查询方式MAIN:MOVIE,#00HMOVTMOD,#60HMOVTH1,#9CHMOVTL1,#9CHSETBTR1DEL:JBCTF1,LOOPAJMPDELLOOP:INCAAJMP DEL END,25,例：（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500s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fosc6MHz。,26,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，考虑如何检测负跳变？）同时使用两个定时计数器:T0:（28-x）2us500us x=6D=06H TH006H，TL006HT1:X=28-1 X=255D=0FFH TH1=0FFH,TL1=0FFHT0用于定时CT0，方式2 M1 M010，GATE=0 T1用于计数CT1，方式2 M1 M010，GATE=0 TMOD寄存器初始化：TMOD62H,27,ORG 0030HSTART1:MOV TMOD,#62HMOV TH0,#06H；T0，定时500usMOV TL0,#06HMOV TH1,#0FFH;T1,计数一个脉冲MOV TL1,#0FFHSETB P1.0 CLR P1.1 SETB TR1;启动T 1LP1:JBC TF1,NEX1；检测外部跳变信号SJMP LP1,NEX1:CLR P1.0SETBP1.1 SETB TR0;启动T 0LP2:JBC TF0,NEX2；定时500usSJMP LP2NEX2:SETB P1.0LP3:JBC TF0,NEX3SJMP LP3NEX3:CLR P1.1;定2次500us共1msCLR TR0;T0停止工作AJMP LP1,28,5.4.4 定时工作方式3 P115,只适用于定时器T0,被分成两个独立的8位计数器TL0和TH0.定时器T1没有方式3状态，若设置为方式3,则停止工作。,29,T0方式3时T1的工作方式,30,5.5 外部中断源的扩展,5.5.1 通过OC门线或实现,利用一个外部中断输入线INT0(或INT1)，采用集电极开路的非门构成或非电路。查询P1.0P1.3的逻辑电平来判断哪个中断源引起中断。,31,中断INT1服务程序段如下：ORG00013H；中断矢量地址LJMPINTRPT;转到入口地址INTRPT:PUSHPSW;保护现场。PUSHACCJBP1.0,SERV1JBP1.1,SERV2JBP1.2,SERV3JBP1.3,SERV4EXIT:POPACCPOPPSWRETISERV1:.AJMPEXIT,32,利用T0/T1的外部事件计数输入端作为边沿触发器的外部中断输入端；将T0/T1设置成计数方式，计数器初值设为满量程值，即全1状态；T0/T1端出现负跳变脉冲时，计数器加1就溢出产生中断；TF0/TF1作为外部中断请求标志。,5.5.2 通过定时器/计数器实现,33,例：定时器T1设置为方式2外部计数方式，允许T1中断，且CPU开放中断。MOVTMOD,#60HMOVTL1,#0FFHMOVTH1,#0FFHSETBEASETBET1SETBTR1,5.5.2 通过定时器/计数器实现,34,5.6 定时器与中断综合应用,例: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1s，采用方式0，则计数初值为 X=213 TH0=E0H，TL0=18H 方波为100ms，定时时间为50ms，可采用50次1ms定时,35,ORG 0000HLJMP BEGINORG 000BHLJMP TOINTORG 2000HBEGIN：MOV TMOD，#00H MOV TL0，#18H MOV TH0，#0E0H MOV R2，#50 SETB EA SETB ET0 SETB PT0 SETB TR0HERE：SJMP HERE,TOINT：MOV TL0，#18H MOV TH0，#0E0H CPL P1.0 DJNZ R2，RETURN CPL P1.1 MOV R2，#50RETURN：RETI,36,查询方式,中断方式,LOOP1:JBCTF0,LOOP2SJMPLOOP1,HERE：SJMP HERE,ORG 000BHLJMP TOINT,SETB EA SETB ET0 SETB PT0 SETB TR0,SETB TR0,TOINT:,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。,37,例:设单片机振荡频率为6MHz，要求每隔100ms，从外部ROM以data开始的数据区传送一个字节数据到P1口输出，共传送100个数据。要求（1）定时采用定时器T0以方式2实现（2）数据输出在中断服务程序中完成。解：定时器T0,方式2,最大定时时间512us0.512ms因此，设定时时间为0.5ms500us，采用一个软件计数器计数200次实现达到100ms。（256X）2=500X6=06H。程序如下：,38,ORG0000HAJMPSTARTORG000BHAJMPTOINTSTART:MOVTMOD,#02HMOVTL0,#06HMOVTH0,#06HSETBEASETBET0SETBPT0SETBTR0MOVDPTR,#dataMOVR6,#100DLOOP:MOVR7,#200DMOVA,R7HERE:JNZHEREDJNZR6,LOOPCLRTR0,TOINT:DJNZR7,LP1CLRAMOVCA,A+DPTRMOVP1,AINCDPTRLP1:MOVA,R7RETI,39,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。,40,作业,1、8051单片机内有几个定时器/计数器？每个定时器/计数器有几种工作方式，如何选择？2、定时器工作在方式2有什么特点？适用于什么场合？3、假定单片机的晶振频率为6MHz，使用定时器0以定时方法在P1.0输出周期为400us，占空比为10:1的矩形脉冲，以定时工作方式2编程实现。4、假定单片机的晶振频率为12MHz，利用定时器T0（工作方式2）在P1.1引脚上输出周期为0.4ms的方波信号，采用中断方式实现。5、假定单片机的晶振频率为6MHz，要求每隔50ms，从内部RAM以30H开始的数据区传送一个字节数据外部RAM以2000H开始的连续存储区，共传送50个数据。要求以定时器T1的工作方式2实现，并且数据传送在中断服务程序中完成。,