片机特殊功能寄存器-定时器应用.ppt

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1、单片机原理及应用-单片机工作过程导向,广东技术师范学院自动化学院 测控技术与仪器技术系,祁伟 主讲,单片机原理与接口技术牛昱光主编电子工业出版社,本次课程学习者1）掌握定时/计数器结构组成及工作原理。2）掌握理解定时/计数器的工作方式及编程方法。3）掌握理解定时/计数器“定时”、“计数”应用及应用程序设计方法。,第四次课：特殊功能寄存器定时器/计数器应用,定时器作用,计算机与外围设备之间的速度差异较大，I/O接口技术的重要任务之一就是生成一定的时间间隔即定时，来协调彼此之间的工作。计算机常用的定时有软件定时、纯硬件定时及软硬件结合的方法。纯硬件定时欠灵活、软件定时占用CPU时间，软硬件结合的方

2、法-即配置专门的定时/计数器逻辑电路，这种定时/计数器逻辑电路称为可编程定时/计数器。,MCS-51单片机的定时器/计数器,1）MCS-51单片机内部配置了两个专用的16位“加1”可编程定时/计数器（T0、T1），T0可分成两个8位TH0、TL0;同理T1可分成两个8位TH1、TL1。定时/计数器属于I/O接口部件。（P3口第二功能）2）定时/计数器是单片机的一个硬件，工作时不占用CPU时间，但需要CPU为它服务时，可向CPU申请中断。3）定时/计数器功能：可用于系统运行中的定时控制延时、对外部事件计数和检测等场合。,MCS-51单片机的定时器/计数器,1）作定时用，开关打在上方，对内部机器周

3、期脉冲计数，来一个脉冲即进行加一计数，直至计数器全为1时，再来一脉冲，计数器回零且自动置位TF0或TF1，表示定时时间到，向CPU申请中断。定时时间=计数值*机器周期,定时器工作原理,定时器加“1”过程,2）作计数用时，开关打在下方脉冲由外部经T0、或T1引脚引入。计数器全满-初值=计数值计数值=2N-计数初值（N=13、16、8由工作方式决定）,计数器工作原理,定时/计数器编程分析,从定时/计数器内部结构图看，要对其实施控制，必须对内部结构图中的C/T、控制信号（为1开关闭合）加1计数器进行设定，以保证定时/计数器正常工作。,一、定时/计数器方式寄存器TMOD 设定,16位定时器T1为例,1

4、）C/T=0设定：从定时/计数器工作原理及图分析，定时/计数器工作在定时方式时，C/T=0，计数脉冲来自内部振荡器经12分频后的脉冲；,16位定时器T1为例,2）控制信号设定：当控制信号为高电平，内部软开关闭合。控制信号受控于图中的或门和与门；分析：要使控制信号为高电平，TR1必须为高，所以TR1定义为定时器启动位，要使定时器工作，必须为“1”同时另一或门输出信号必须为“1”，从图分析或门的两路输入信号只需一路为高即可，所以这里GATE定义为门控位，定时器工作时必须设定为“0”，此时与外部INT0无关；,16位定时器T1为例,3）加1计数器：定时/计数器工作原理知道该计数器可以工作在13位、1

5、6位、8位，可以通过编程设定，即定时/计数器工作方式设定，不同的工作方式累计的脉冲数不同；,特殊功能寄存器：定时/计数器方式TMOD,4）编程设定：定时/计数器方式寄存器TMOD设定,M1M0：定时器工作方式选择，四种工作方式M1M0:00，方式0，13位定时/计数M1M0:01，方式1，16位定时/计数M1M0:10，8位自动重装M1M0:11,C/T：功能选择 C/T=0定时，C/T=1计数GATE：门控位GATE=0，定时器仅受TR0（TR1）控制 GATE=1，定时器(T0或T1)工作受外部中断引脚INT0(P3.2)或INT1(P3.3)控制.,特殊功能寄存器：定时/计数器方式TMO

6、D,编程：特殊功能寄存器TMOD 设定，选用定时器1，方式1工作MOV TMOD,#10H(汇编）TMOD=TMOD（C语言）,特殊功能寄存器：定时控制寄存器TMOD,定时/计数器编程分析,从定时/计数器内部结构图看，每一种工作方式的启动、停止及溢出标志由TCON控制。,二、定时/计数器方式寄存器TCON 设定,特殊功能寄存器：定时控制寄存器TCON,特殊功能寄存器：定时控制寄存器TCON设定,“软件置位”SETB TR0 或 SETB TR1T0 或T1（从某一值）开始加一计数，至T0或T1寄存器满时（T0=0FFH或T1=0FFH）硬件“自动置位”TF0=1或TF1=1“CPU检测”或“软

7、件查询”到TF0或TF1为高时作出相应处理。JB TF0（TF1），转移,MCS-51单片机定时/计数器典型应用举例,MCS-51单片机的定时/计数器是可编程的。因此，在利用定时/计数器进行定时/计数之前，首先通过软件对定时/计数器初始化。初始化程序包括下述几部分：1）根据选用T0或T1及其工作方式，对工作寄存器TMOD赋值。2）将定时/计数初值写入TH1/TL1、TH0/TL0。3）中断方式时，需要对中断允许寄存器IE赋值，开放相应中断。4）编程置位TR0/TR1，启动定时/计数器开始定时或计数。,定时器初值计算，看图,（1）振荡周期：为单片机提供定时信号的振荡器所产生的周期。（2）时钟周期

8、：是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号。（3）机器周期：单片机的基本操作周期，在一个操作周期内，单片机完成一项基本操作，如取指令、存储器读、存储器写等。一个机器周期由12个振荡周期、6个时钟周期。（4）指令周期：是指CPU执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有14个机器周期，指令不同所需机器周期不同。,振荡周期、时钟周期、机器周期、指令周期的计算,若MCS-51单片机外接晶振为f=12MHz时，则单片机的四个周期的具体值为：振荡周期1/f=1/（12MHz）1/（12s）0.0833s时钟周期振荡周期的2倍=2*1/（12s）0.167s机器周期12个振荡周期=1s指令周期14s,

9、【例】单片机晶振选用6MHz，试计算定时器T0或T1工作在方式0、方式1、方式2时定时器的最大定时时间若定时25ms，试计算定时器初值并初始化定时器。解：定时器初值计算：定时时间=（2X-初值）*机器周期X：由定时器工作方式决定分别为13、16、8机器周期：,MCS-51单片机定时/计数器典型应用举例,最大定时时间的计算,定时器T0工作在方式0时，TMOD=00H从定时器初值计算公式分析：定时器初值为0时，得到的定时时间即为最大定时时间。选用6MHZ晶振时最大定时时间=（213-初值）*机器周期=（213-0）*2us=16384 us=16.384ms定时器T0工作在方式1时，TMOD=01

10、H最大定时时间=（216-初值）*机器周期=（216-0）*2us=131.072 us=131.072ms定时器T0工作在方式2时，TMOD=02H最大定时时间=（28-初值）*机器周期=（28-0）*2us=512us=0.512ms,25ms定时初值计算,从单片机工作方式0、1、2看，若要一次定时25ms，只能选择T0/T1方式1工作，若选择方式0、2，则需增加定时次数。选用定时器T0，方式1工作时，计算公式为25*10-3=（216-初值）*机器周期式中，机器周期=2us，代入上式则,将计算初值装入定时器：TH0=CFH；TL0=2CH,定时器T0定时25ms初始化子程序,Initia

11、l_T025ms：MOV TMOD,#01;定时T0在定时方式1工作 MOV TH0,#0CFH;定时初值高8位装入TH0 MOV TL0,#2CH;定时初值低8位装入TL0 SETB TR0;启动T0工作 RET,选用定时器T0，方式0工作由于方式0一次最大定时时间只有16.384ms，要定时25 ms可选择定时时间5ms或1ms，连续定时5次或25次，即可以满足需要，现选择定时5ms。5 ms定时器初值的计算：5*10-3=（213-初值）*机器周期式中，机器周期=2us，代入上式则将计算初值装入定时器寄存器（注意选择13位定时/计数器）TH0=B1H；TL0=1CH,Initial_5m

12、s：MOV TMOD,#00H;定时T0在定时方式0工作 MOV TH0,#0B1H;定时初值高8位装入TH0 MOV TL0,#1CH;定时初值低8位装入TL0 SETB TR0;启动T0工作 MOV R7,#5H;定时次数 RET,定时器T0定时5ms初始化子程序：,选用定时器T1，方式2工作由于方式2一次最大定时时间只有0.512ms，要定时25 ms可选择定时时间0.2ms，连续定时125次，即可以满足需要0.2ms定时器初值的计算：0.2*10-3=（28-初值）*机器周期式中，机器周期=2us，代入上式则将计算初值装入定时器寄存器：TH1=9CH；TL1=9CH,Initial_0

13、2ms：MOV TMOD,#20H;定时T1在定时方式2工作 MOV TH1,#9CH;定时初值高8位装入TH1 MOV TL1,#9CH;定时初值低8位装入TL1 SETB TR1;启动T1工作 MOV R7,#125H;定时次数 RET,定时器T1定时0.2ms初始化子程序：,试分析方式2的工作方式及特点,【例】利用定时/计数器T0定时60ms，在P1.0引脚输出周期为120ms的方波，设晶振频率为12MHz。分析根据题意，只要每当60ms定时时间到，在P1.0端口取反一次，即可得到周期为120ms的方波。如图所示。从定时器工作方式分析，定时60ms时，须选用16位定时器所以，应初始化T0

14、为定时器方式1，采用中断方式或查询方式均可完成输出周期为120ms的方波的任务。,定时/计数器初值计算：选用12MHZ晶振,采用查询方式编程,ORG 0000HMOVTMOD,#01H;定时T0在定时方式1工作MOVTH0,#15H;定时初值高8位装入TH0MOVTL0,#0A0H;定时初值低8位装入TL0SETB TR0;启动T0工作CLR P1.0;置P1.0低电平LOOP：JBC TF0,LPSJMP LOOP LP:MOV TL0,#0A0H;定时到重装定时初值TL0MOV TH0,#15H;重装定时初值TH0CPL P1.0;P1.0取反SJMP LOOPEND,采用中断方式编程,O

15、RG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH;T0中断服务程序入口 AJMP Timer0_int;T0中断服务程序 MAIN:MOV TMOD,#01H;定时T0在定时方式1工作 MOV TH0,#15H;定时初值高8位装入TH0 MOV TL0,#0A0H;定时初值低8位装入TL0 SETB EA;打开总中断 SETB ET0;开放T0中断 SETB TR0;启动T0工作 SJMP$;等待响应中断Timer0_int:MOV TH0,#15H;定时初值高8位装入TH0 MOV TL0,#0A0H;定时初值低8位装入TL0 CPL P1.0;P1.0取反 RETI END,训练项

16、目,1、试将你设计的单片机最小系统实现当按下K1键时六个发光二极管以50毫秒为周期发光，定时器允许中断。2、试将你设计的单片机最小系统当按下K5键时，六个发光二极管以50毫秒为周期发光。外部中断0及定时器均允许中断。,思考,1、试将你设计的单片机最小系统实现当按下K1键时六个发光二极管以50毫秒为周期发光，定时器允许中断，用K6键熄灭发光二极管？2、试将你设计的单片机最小系统当按下K5键时，六个发光二极管以50毫秒为周期发光。外部中断0及定时器均允许中断，用K2键熄灭发光二极管？3、如何用定时器控制二极管以2秒为周期发光，定时器允许中断？,怎样给单片机写程序？,单片机程序分c和汇编2种，那么我

17、先说说c和汇编。先说，汇编，因为汇编比c低级一些。好多学校的课本还沿用汇编。一些古典级的大师们还有可能觉得汇编更直观(这里直观和易读不是一个意思)。这里提醒大家不要盲目跟风。汇编必不可少。原因是某些芯片根本就没有c的编译器。就必须无奈写汇编。所以我在汇编中提出2个观点:1注释明确2模块清晰。,摘自工程师社区,1.注释明确,汇编的注释要最多化，哪怕是一行一个注释，不要相信自己写的代码自己能明白，出现错误的时候，一般自己找不到原因，比如mov a,dptr这种寄存器位数搞错的错误自己是绝对段时间找不出来的，这种郁闷会大大削弱你找到错误的信心。如果有注释。则先看注释是否正确,然后调试。看看注释和代码

18、功能是否一致。汇编中循环有多种判断和写法。自己选择那一种。到维护的时候根本不知道。要自己看，这样真的是自找麻烦。不如注释明确。,2.模块清晰,对于汇编,大部分都比较简单。多数人都喜欢一个大函数搞定。并且其中的跳转使用的名称都是懒得定义，因为自称是高手，所以就有AAA,BBB,DD,XS(显示)这种命名。因为当时学汇编的时候就是这个写法,留下了一个懒于命名的坏毛病.以至于写完的代码自己都维护不了了,只能跳槽走人了.模块清晰最明显的表现就是复制粘贴.最明显的用法是显示一串固定数。好,写一个显示函数,复制几次。每次改点东西。为什么不写个函数呢？调用一下,后面写这注释不就好了吗?,c是最常用的东西.如果还学不会c的话,那我就不说什么了.本来写代码就是个力气活.1.c让我们离开了石器时代一个for,while能顶太多汇编了，所以,我们应该更关注其他的东西，要提高效率，提高质量。在这里建议大家在设计寄存器配置的时候,前面写上详细的寄存器功能，详细到位,使用的和未使用的都要写，这样以后读的时候会一目了然是在配置什么,下节课授课内容,人机接口 显示应用复习内容1）熟练使用定时器编程控制预习内容1）单片机静态、动态显示原理；2）单片机资源扩展；,希望我们今天的努力能换来你明天的收获！,有问题请发邮件：电话：,感谢您的关注,