《单片机原理与应用》.ppt

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1、单片机原理与应用,电子信息教研室 葛华邮箱：,学 习 模 块,基础模块,1,2,3,4,5,6,汇编指令（软件模块）,中断系统（遇到紧急情况怎么办）,定时计数器（单片机的闹钟）,串口通信（单片机的联络）,输入输出电路及接口,单片机原理与应用,定时的实现,软件：定时准确，不需外加硬件电路，但完全占用CPU；外部硬件：不占用CPU，但需增加硬件电路，且不可编程；内部硬件：可编程，通过程序设置可实现不同的定时时间，使用方便灵活。,模块四：定时计数器,模块四：定时计数器,模块四：定时计数器,任务4-1 控制LED秒闪烁,任务4-2 外部脉冲计数,中断系统,模块四：定时计数器,任务4-1 控制LED秒闪

2、烁,一、任务目标,4-1,模块四：定时计数器,任务4-1 控制LED秒闪烁,二、任务要求,4-1,模块四：定时计数器,4-1,1、MCS-51的定时计数器,（1）数量,模块四：定时计数器,AT89C51：2个定时/计数器 T0、T1,（2）核心,由2个8位的SFR组成：TH0、TL0（T0）TH1、TL1（T1）,每计一次数（即来一个计数脉冲）就加1，最大可累加到0FFFFH,16位 的 加1 计数器,三、相关知识点,4-1,模块四：定时计数器,16位计数器,FFFFH,向CPU发出中断请求,0000H（计数器回0）,进位（溢出）,溢出脉冲置位中断请求标志位TFx,加1,（3）基本工作过程：,

3、4-1,（4）两种功能：,模块四：定时计数器,定时和计数,（5）两种功能的实现：,提供给计数器的计数脉冲有2个不同的来源。,内部：（周期信号）单片机内部的时钟脉冲经12分频后的脉冲信号。,计数脉冲周期 机器周期 计数器加1 时间加1个机器周期 计数 定时,外部：（可能是非周期信号）来源于T0（P3.4）和T1（P3.5）引脚的外部事件计数脉冲。,当引脚上出现负跳变，计数器就加1,4-1,（6）方式控制寄存器TMOD。,模块四：定时计数器,TMOD的作用：选择两个定时/计数器的控制功能和工作方式。,M1 M0：工作方式选择位,0 0 方式00 1 方式11 0 方式21 1 方式3,4-1,模块

4、四：定时计数器,选择使用定时/计数器的哪种功能：该位1 计数（C counter）0 定时（T timer）,GATE：门控信号,4-1,模块四：定时计数器,观察GATE与定时/计数器启/停的关系,定时/计数器结构示意图,4-1,模块四：定时计数器,复位时：（TMOD）00H TMOD 不能位寻址 低4位定义T0，高4位定义T1,4-1,（7）定时计数器控制寄存器TCON,模块四：定时计数器,TCON的作用：定时/计数器与中断合用的寄存器高4位 用于 定时/计数器低4位 用于 中断,4-1,（8）定时计数器四种工作方式,模块四：定时计数器,4-1,（8）定时计数器四种工作方式,模块四：定时计数

5、器,每个定时/计数器有4种工作方式，也就是每个定时器可构成4种电路结构模式。方式0、1和2，T0和T1的工作方式相同；方式3，T0和T1的工作方式不同。,下面以T1结构图为例，分述各种工作方式的特点和用法,4-1,模块四：定时计数器,THx全部8位TLx低5位,定时/计数方式0（13位计数器）,计数范围：2138K8192,4-1,模块四：定时计数器,THx全部8位TLx低8位,定时/计数方式1（16位计数器）,计数范围：21664K65536,1,4-1,模块四：定时计数器,定时/计数方式2（8位计数初值自动重装计数器）,计数范围：28256,TLx和THx互相独立：TLx作为8位的计数器

6、THx作为初值寄存器,4-1,模块四：定时计数器,定时/计数方式3（T0分成2个8位计数器，T1无效）,计数范围：28256,将T0分成两个独立的8位计数器。TL0：组成完整的8位定时/计数器，既能定时，又能计数。TH0：只能组成8位定时器（内部脉冲），只能定时。TL0占用T0全部控制信号及中断请求标志位（TR0、TF0等）TH0只能借用TR1和TF1。T1外部计数脉冲输入口（P3.5）不能占用。,4-1,模块四：定时计数器,4-1,2、定时计数器的编程,模块四：定时计数器,定时/计数器编程：初始化设置：在主程序中完成；中断服务子程序：在调用的同时，计数器已开始下一次的计数，所以在子程序一开始

7、要为下一次计数做准备，即重新设置计数的初值。,4-1,模块四：定时计数器,初始化设置：选择定时/计数器，工作方式和控制功能 即设置TMOD：用T0？T1？定时？计数？选择合适的工作方式？启/停是否由软件决定？计算计数初值，并装入THx、TLx开中断（如不使用中断则不需要）启动计数,4-1,模块四：定时计数器,定时和计数本质上都是计数 定时时间Tc计数次数X：XTc/Tp 计数X次后应产生溢出 即不管计数次数是多少，最后都是计到回0溢出 故不能将X直接作为计数的初值送THx和TLx 计数初值计数范围计数次数 X补 2nX X：实际的计数次数 n：计数器的长度 2n：计数范围,计数初值的计算：,4

8、-1,模块四：定时计数器,例1：设时钟频率为6MHz，要求使用T0实现定时10ms，分别计算使用方式0，方式1时的计数初值。,先求机器周期：Tp2us,将定时时间转换为计数次数：XTc/Tp5000,计算计数初值：X补2nX,方式1：n=16 X补=216-5000=60536=0EC78 H TL0=78H TH0=0ECH,方式0：n=13 X补=213-5000=3192=0C78 H,0C78H=0000110001111000B,TL0=18H TH0=63H,4-1,模块四：定时计数器,例2：设时钟频率为6MHz，要求实现定时500us，选择合适的定数/计数器及工作方式。,计数次数

9、X250所以选择T0，方式2，TMOD00000010B计数初值2562506,注：使用方式2时，计数初值要同时送TL0和TH0;一般情况不使用方式3，方式3主要是为了满足既需要2个计数范围不大的定时器，又需要提供串行通信产生波特率的应用场合，此时T1一般设为方式2。,4-1,四、任务分析,1、硬件电路 P1.0口接1个LED,2、软件分析 主程序：定时计数器初始化；等待中断（等待溢出）。中断服务子程序：计数初值重装；保护现场、恢复现场；判断定时时间是否满0.5S，决定是否取反P1.0,模块四：定时计数器,4-1,中断服务子程序流程图：,模块四：定时计数器,五、任务实施,（1）根据题目要求，确

10、定定时时间，选择合适的工作方式，并计算计数初值；（2）编写完整的源程序，编译、调试、运行，观察实验现象是否与我们预期的一样；（3）思考：在P1.1接一个LED，同时控制2个LED闪烁，要求用一个定时计数器，控制2个LED以不同的频率闪烁。,模块四：定时计数器,六、小结：,4-1,任务4-2 外部脉冲计数,一、任务目标,4-2,模块四：定时计数器,二、任务要求,4-2,模块四：定时计数器,三、相关知识点,4-2,设置TMOD中的C/T1：定时计数器即工作在计数工作方式，此时，计数脉冲就来自于引脚T0（P3.4）、T1（P3.5）。计数：对外部脉冲信号计数，来一个下降沿，计数器1。,模块四：定时计

11、数器,四、任务分析,1、硬件电路 P1口接8个LED D0D7；P3.4接按键K（可使用单个脉冲输出端口）,4-2,模块四：定时计数器,2、软件分析,T0采用计数方式，按键按下4次，即输入4个下降沿,计数器4,计数器溢出,令P1口的LED闪烁6次,四、任务分析,主程序：初始化 等待按键K按下4次。中断服务子程序：保护现场、恢复现场；控制8个LED闪烁6次。延时子程序,2、软件分析,4-2,模块四：定时计数器,源程序结构：,4-2,模块四：定时计数器,五、任务实施,（1）在实验设备上连接电路；（2）编写完整的源程序，编译、调试、运行，观察实验现象是否与我们预期的一样；（3）思考：若延时用定时计数

12、器实现，应如何处理？,4-2,模块四：定时计数器,4-2,（1）编程中应尽量避免使用不必要的存储单元，及出现冗余的指令；（2）工作方式选择的基本依据；（3）工作方式2的正确使用；（4）程序存储器地址段的安排。,六、小结：,模块四：定时计数器,（1）MCS-51有2个定时计数器T0和T1；（2）T0和T1即可以作为计数器，也可以作为定时器，区别是计数脉冲的来源不一样：定时器的脉冲来源于单片机内部，周期为固定的机器周期，计数器的脉冲来源于单片机外部，从引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）输入；（3）四种工作方式，常用方式0、1、2（尤其是1、2），主要的区别是计数范围不同，此外方式2具有初值自动重装的功能；,知识梳理与总结：,模块四：定时计数器,（4）定时计数器的应用中，TMOD用于设置工作方式，选择定时还是计数，并选择启动方式；（5）TCON中的TR0和TR1用于启动T0和T1；（6）选定工作方式后，定时计数器的定时时间由启动前装入的计数初值决定，可通过改变初值改变定时时间。,知识梳理与总结：,模块四：定时计数器,模块四OVER,