单片机05(10)-第五章MCS-51单片机的定时器计数器ppt

1、第五章 MCS-51单片机的定时器/计数器 MCS-51单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器，即 定时器T0和定时器T1它们既有定时功能又有计数功能。5-1 MCS-51单片机定时器结构 定时器/计数器的基本结构如图5.1所示。基本部件是两个8位计 数器（其中TH1和TL1是T1的计数器，TH0和TL0是T0的计数器）。80511TH1TL0TH0TLTMODTCON1T0T)1(T5.3P)T(P04.3图5.1 定时器/计数器结构 在作定时器使用时，输入的时钟脉冲是由晶体振荡器的输出 经12分频后得到的。 当它用作对外部事件计数时，接相应的外部输入引脚T0（P3.4）或T1（P3

2、.5）。5-2 定时器工作方式控制字1. 定时器控制寄存器（TCON） 各位定义：位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TF0/TF1：查询方式：禁止中断，软件查询TF0的值，软件清“0”中断方式：硬件查询TF0的值，硬件自动清“0”2. 工作方式寄存器（TMOD） 功能：确定定时器的工作方式及功能选择。 不能位寻址，TMOD各位的定义： D7D6D5D4D3D2D1D0GATEGATET/C1M0MT/C1M0M GATE：门控位 0：定时器/计数器仅受TR的控制 1：只有 INT 为高电平，且TR=1时，定时器/计数器才

3、工作 T/C：功能选择位 0：定时功能 1：计数功能 1M0M：工作方式选择位 00 方式001 方式110 方式211 方式33. 中断允许控制寄存器（1E）0AFH0AEH0ADH0ACH0ABH0AAH0A9H0A8HEA/ESET1EX1EF0EX0每一位的内容在前面已作详细介绍，在此不作赘述。查询方式时：关闭中断，使用软件查询TF0/TF1 中断方式时：开放中断，使用硬件自动查询TF0/TF15-3 定时器的工作方式MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式。工作在方式0、方式1和方式2时，定时器/计数器0和定时器/计数器1的工作原理完全一样，现以定时器/计数器0为例介绍前三种工作

4、方式。1. 方式0（M1M0=00）（1）电路逻辑结构 方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH0全部8位和TL0的低5位构成。TL0高三位弃之不用。图5.2 是定时器/计数器0工作在方式0的逻辑结构。晶体振荡器0M1MTCGATE120T1TC0TC0INT00THTL0TF0TR供中断或查询使用+低五位高八位 图5.2 定时器/计数器方式0逻辑结构当 0T/C时，多路转换开关接通 振 荡 脉冲的12分频输出， 13位计数器以此作为计数 脉冲，这时实现定时功能当 1T/C 时， 多路换开关接通计数引脚（T0），计 数 脉冲由外部引入，当计数 脉冲发生负跳变时，计数器加1，这时实现计数

5、功能。不管哪种功 能，当13位计数 发生溢 出时，硬件自动把13位清零，同时硬件置 位溢出标志位TF0。 在这里需要说明门控位（GATE）的用途，当GATE = 0时，或输出的高电平与 0INT无关，此时与门的输出只受运行控制位T R0控 制。如果TR0=0，则与门输出为低电平，则模 拟开关断开，定时器/计数 器不工作。如果TR01，则与门输出为高电平，则模 拟开关闭合，定时器/计数器工作。 当GATE=1时，只有TR0和 0INT 同时为高电平，定时器/计数器才工作，否则，定时器/计数器不工作。（2）定时和计数的应用 计数范围：1213 计数计算公式：计数值213计数初值 定时范围：1机器周

6、期213机器周期 定时计算公式：定时时间（213定时初值）机器周期 如果晶振频率为6MHz ，则最大定时时间为： 2131/6MHz122142. 方式1（M1M0=01） 方式1是16位计数结构的工作方式，其计数器由TH0全部8位和TL0的全部8位构成。其逻辑电路和工作情况与方式0完全相同，所不同的只是计数 器的位数。MCS-51单片机之所以设置几乎完全一 样 的方式0和方式1，是出于与 MCS-48单片机兼容的要求。因为，MCS48单片机的定时器/计数器是13位的计数结构。s 定时和计数的应用 计数范围：1216 计数计算公式：计数值216计数初值 定时范围：1机器周期216机器周期 定时

7、计算公式：定时时间（216定时初值）机器周期 如果晶振频率为6MHz ，则最大定时时间为：2161/6MHz12217（ ）s【例5-1】设单片机晶振频率为6MHZ，使用T1以工作方式1，产生周 期为500s的等宽正方波，并由0 . 1P输出，以中断方式编程。分析：题目的要求可用下图来表示。0.1P250s 250s 8051。 1)计算计数初值 设计数初值为x，由定时计算公式知：H83TL,FFH0THH83FF0 xB0110,1000,1111,1111xD65411xs250s2)x2(1116 2)专用寄存器的初始化T/C1M0MTC /1M0MD7D6D5D4D3D2D1D0GAT

8、EGATE 所以，TMOD应设置为：10H 开放定时器/计数器1中断，所以IE应设置为：88H 3) 编写程序ORG0000HSJMPMAINORG001BHAJMPINTT1MAIN：MOVTMOD， #10HMOVIE，#88HMOVTH1， #0FFHMOVTL1， #83H；初始化LOOP：SETBTR1；启动HERE：SJMPHERE；等待中断AJMPLOOPINTT1：MOVTH1， #0FFH；中断响应程序MOVTL1， #83HCPLP1.0RETI；中断返回3.方式2（M1M0=10）(1)电路逻辑结构 电路逻辑结构如图5.3所示，由图可以总结出方式2具有以下特点：晶体振荡器

9、0M1MTCGATE120T1TC0TC0INT0TL0TF0TR中断查询0TH重新装入控制+ 图5.3 定时器/计数器方式0逻辑结构8位计数器TL0作计数器，TH0作预置寄存器使用，计数溢出时，TH0中的 计数初值自动装入TL0，即TL0是一个自动恢复初值的8位计数器。在使用时，要把计数初值同时装入TL0和TH0中。优点是提高定时精度，减少了程序的复杂程度。（2）定时和计数的应用 计数范围：128 计数计算公式：计数值28计数初值 定时范围：1机器周期28机器周期 定时计算公式：定时时间（28定时初值）机器周期【例5-2】 用定时器1以工作方式2实现计数，每计数100，累加器进行加1操作，以

10、查询方式编写程序。解：1)计算计数初值CH9TLTHCH9D156x100 x21182)专用寄存器初始化T/C1M0MT/C1M0MD7D6D5D4D3D2D1D0GATEGATE 0 1 1 0 0 0 0 0所以，TMOD60H使用查询方式，所以关闭中断，即IE=00H3) 程序设计MOVIE，#00H；禁止中断MOVTMOD，#60H；T1工作在方式2，计数功能MOVTH1，#9CHMOVTL1，#9CH；装载计数初值START：SETBTR1；启动DEL：JBCTF1， LOOPAJMPDELLOOP：INCA；溢出响应程序AJMPSTART4. 方式3（M1M0=11） 前面介绍的

11、三种工作方式对两个定时器/计数器而言，工作原理是完全一样的。但在工作方式3下，两个定时器工作原理却完全不同，因此要分开介绍。（1）工作方式3下的定时器/计数器0 在方式3下，定时器/计数器0被拆为两个独立的8位的计数器TL0和TH0。其中TL0 既可以作为计数功能使用，又可以作定时功能使用，享用定时器/ 计数器0的运行控制位TR0和溢出标志位TF0。对于TH0，只能作定时器使用，由于定时器/ 计数器0的运行控制位TR0和溢出标志位TF0已被TL0占用，因此TH0占用了定时器/计数器1的运行控制位TR1和溢出标志位TF1。即定时的启动和停止受TR1的状态控制，而计数溢出时则置位TF1。（2）工作方式3下的定时器/计数器1 当定时器/计