D__幻灯片定稿_第6章定时器

1、第第6 6章章 MCS-51MCS-51单片机的定时器单片机的定时器/ /计数器计数器本章要点：单片机定时器/计数器的内部逻辑结构单片机定时器/计数器的控制寄存器单片机定时器/计数器的具体应用6.1定时/计数方法概述在单片机的控制应用中，定时和计数是必不可少的，MCS-5l单片机有两个可编程的定时器/计数器T0和T1，都是16位加法计数结构，分别由TH0和TL0及TH1和TL1组成。单片机的计数是指对外部事件进行计数，从T0（P3.4）和T1（P3.5）引脚输入信号。即对外来脉冲进行计数。外部输入的脉冲负跳变时计数器加1（加法计数）。单片机的定时是通过计数器的计数来实现的，计数脉冲来自单片机的

2、内部，即每个机器周期产生一个计数脉冲。也就是每个机器周期计数器加1。6.1.1 定时器定时器/计数器的控制寄存器计数器的控制寄存器1.定时器控制寄存器（TCON）TCON寄存器有关定时的控制位共有4位，在第五章中已提到，现介绍如下：TF0和TF1：计数溢出标志位。当计数器计数溢出（计满）时，该位置l。使用查询方式时，此位作状态位供查询，但应注意查询有效后应以软件方法及时将该位清0；使用中断方式时，此位作中断标志位，在转向中断服务程序时由硬件自动清0。TR0和TR1：定时器运行控制位。当TR0（TR1）=0，停止定时器/计数器工作；TR0（TR1）=1，启动定时器/计数器工作。该位根据需要以软件

3、方法使其置1或清0。2.工作方式控制寄存器门（TMOD）TMOD用于设定定时器/计数器的工作方式，不能位寻址，它的低4位定义T0，高4位定义T1。GATE:门控位。GATE=0时，以运行控制位TR启动定时器；GATE=1，且TR=1时，以外中断请求信号（或）启动定时器。 :定时方式或计数方式选择位。=0，定时工作方式；=1，计数工作方式。M1M0：工作方式选择位，其对应关系如表6-1所示。位序D7D6D5D4D3D2D1D0符号GATEM1M0GATEM1M0M1M0工作方式功能说明00方式013位定时器/计数器01方式116位定时器/计数器10方式2可自动加载的8位定时器/计数器11方式3T

4、0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0，定时器T1停止计数表6-1 定时器/计数器工作方式选择3.中断允许控制寄存器（IE）与定时器/计数器有关的位是：EA、ET0、ET1。在第五章中已提到，现重复介绍如下：EA：中断允许总控制位。ET0和ET1：定时计数中断允许控制位。ET0（ET1）=0，禁止定时（或计数）中断；ET0（ET1）=1，允许定时（或计数）中断。6.1.2定时工作方式定时工作方式MCS-51单片机的定时器有单片机的定时器有4种工作方式，由种工作方式，由TMOD的的M1M0来设定工作方式。来设定工作方式。定时器T0用作定时器方式定时器T0的功能TMODGATE=0GATE=10

5、13位定时器00H08H116位定时器01H09H28位定时器02H0AH38位定时器03H0BH定时器T0用作计数器方式定时器T0的功能TMODGATE=0GATE=1013位计数器04H0CH116位计数器05H0DH28位计数器06H0EH38位计数器07H0FH表6-2 定时器/计数器0工作方式控制寄存器的设定定时器T1用作定时器方式定时器T0的功能TMODGATE=0GATE=1013位定时器00H80H116位定时器10H90H28位定时器20HA0H定时器T0工作在方式3下，T1只能工作在方式0、方式1、方式2下。定时器T1用作计数器方式定时器T0的功能TMODGATE=0GAT

6、E=1013位计数器40HC0H116位计数器50HD0H28位计数器60HE0H定时器T0工作在方式3下，T1只能工作在方式0、方式1、方式2下。表6-3 定时器/计数器1工作方式控制寄存器的设定1.方式方式0方式0下的电路逻辑结构如图6-2所示，以T0为例。内部计数器是13位，由TH0的8位和TL0的低5位构成。当TL0低5位计数溢出时向TH0进位，TH0计数满时则将TF0置1。振荡器 12C/T 0C/T 1控制T0TR0GATE& 11INT0中断TL0低5位TH08位TF0如图所示，当=0时，多路开关接通振荡脉冲的12分频输出，为定时工作方式。当=l时，多路开关接通计数引脚（

7、TO），外部计数脉冲由引脚TO输入，为计数工作方式。当GATE=0时，由TR0控制计数器的接通与断开，TR0=，T0工作；TR0=0，T0停止工作。当GATE=1，且TR0=1时，由控制计数器的接通与断开，=1，T0工作；=0，T0停止工作。当为计数工作方式时，计数值的范围是：1213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2.方式方式1方式1是16位计数结构的工作方式，与方式0的区别仅在于计数器的位数不同，由TH0的8位和TL0的8位构成。如图6-3所示。当为计数工作方式时，计数值的范围是：1216当为定时工作方式时，定时时

8、间的计算公式为：（216-计数初值）晶振周期12 或 （216-计数初值）机器周期振荡器12控制T0TR0GATE&11INT0中断TF0TH0(8位)C/T0C/T1TL0(8位)3.方式2方式2具有自动重新加载计数初值的8位计数器，即以TL作计数器，TH作预置寄存器，初始化时把计数初值分别装入TL和TH中。当计数溢出后，置TF为1的同时，由TH自动给TL重新加载。这样，可以省去在程序中重装常数的操作。但方式3计数位数少，计数范围小，最大只能到255。如图6-4所示。当为计数工作方式时，计数值的范围是：128当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（28-计数初值）晶振周期12 或

9、 （2n-计数初值）机器周期振荡器12控制T0TR0GATE&11INT0中断TF0TL0(8位)重新输入TL0(8位)C/T 0C/T 14.方式方式3在工作方式3下，T0拆成两个独立的8位计数器TL0和TH0。TL0使用T0的各控制位和引脚信号，其工作情况与方式0或方式1完全相同。而TH0只能作为简单的定时器使用,借用TR1作为运行控制位，计数溢出去置位TF1。如图6-5所示。如果T0已工作在工作方式3，则T1只能工作在方式0、方式l或方式2下，因为TR1、TF1已被T0借用，T1没有运行控制和溢出中断功能，此时定时器T1仅由控制位切换其定时或计数功能，当计数器计数满溢出时，只能将

10、输出送往串行口。所以，T1常作为串行口的波特率发生器使用，或不需要中断的场合。因定时器1的TR1被占用，因此其启动和关闭较为特殊，当设置好工作方式时，定时器1即自动开始运行。若要停止操作，只需送入一个设置定时器1为方式3的方式字即可。振荡器12控制T0TR0GATE&11INT0中断TF0TL0(8位)121fosc中断TF1TH0(8位)TR1C/T0C/T1121fosc121fosc工作方式36.2 定时器/计数器与中断综合应用举例MCS-51的定时器/计数器是可编程的，因此，在利用定时器/计数器进行定时或者计数之前，首先要通过软件对它进行初始化。初始化包括下述几个步骤：(1)写

11、TMOD,设定各定时器/计数器的工作方式、外部计数还是内部定时等工作状态；(2)将计数初值写入对应寄存器中；(3)定时器中断开放或禁止（采用中断应开放，反之禁止）；(4)启动，即写TCON(可位寻址)。【例6-1】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500us的等宽正方波连续脉冲，并由P1.3输出。以查询方式完成。求解步骤：1.首先计算计数初值设待求的计数初值为X，根据要求可知方波宽度为250us，由定时时间的计算公式可得（213X）210-6=25010-6，则X=213125=8067。转换为二进制得X=0001111110000011B。其中高8位放入TH1，低位放

12、入TL1，即：TH1=0FCH，TL1=03H2TMOD寄存器初始化。工作方式0，M1MO=00；定时功能，=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 ，即：TMOD=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。4程序设计MOV TMOD，00H ；设置T1为工作方式0MOV TH1，OFCH ；设置计数初值MOV TL1，03HMOV IE，#00H ；禁止中断LOOP：SETB TR1 ；启动定时JBC TF1，LOOP1 ；查询计数溢出AJMP LOOPLOOP1：MOV TH1；O

13、FCH ；重新设置计数初值MOV TL1，03HCPL P1.3 ；输出取反AJMP LOOP ；重复循环【例6-2】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500us的等宽正方波连续脉冲，并由P1.3输出。以中断方式完成。MOV TMOD，00H ；设置T1为工作方式0MOV TH1，0FCH ；设置计数初值MOV TL1，03HSETB EA ；开中断SETB ET1 ；定时器1允许中断SETB TR1 ；定时开始HERE：SJMP$ ；等待中断中断服务程序：MOV TH1；0FCH ；重新设置计数初值MOV TL1，03HCPL P1.3 ；输出取反RETI ；中断返回

14、【例6-3】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：28一100=156D=9CH，则TH1=9CH, TL1=9CH2TMOD 寄存器初始化：M1M0=10，=1，GATE=0，因此，TMOD=60H3程序设计MOV IE，00H ；禁止中断MOV TMOD，60H ；设置计数器1为工作方式2MOV TH1，9CH ；设置计数初值MOV TL1，9CH ；保存计数初值SETB TR1 ；启动计数DEL：JBC TF1，L00P ；查询计数溢出AJMP DELLOOP：INC A ；累加器加1AJMP DEL ；循环返回本章小结 本章介绍MCS-51单片

15、机的定时器/计数器T0、T1的结构和应用，每个定时器/计数器有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；方式0为13位的定时器/计数器；方式1为16位的定时器/计数器；方式2为8位的有自动重装载功能的定时器/计数器；方式3只适用定时器0，将定时器0分为两个独立的8位的定时器/计数器，同时定时器1可作为串行口波特率发生器。思考与练习一、思考题一、思考题使用一个定时器，如何通过软硬件结合的方法，实现较长时间的定时？定时工作方式有什么特点，适用于什么场合？二、习题二、习题填空题填空题1.当计数器产生计数溢出时，把定时器控制器的TF0（TF1）位置“l”。对计数溢出的处理，在中断方式时，该位作为（

16、）位使用；在查寻方式时，该位作（）位使用。2.在定时器工作方式1下，计数器的宽度为16位，如果系统晶振频率为6MHZ，则最大定时时间为（）。选择题选择题在下列的（A）、（B）、（C）、（D）4个选项中，只有一个是正确的，请选择出来。1在下列寄存器中，与定时计数控制无关的是（）（A）TCON（定时控制寄存器）（B）TMOD（工作方式控制寄存器）（C）SCON（串行控制寄存器）（D）IE（中断允许控制寄存器）2下列定时计数硬件资源中，不是供用户使用的是（）（A）高8位计数器TH（B）低8位计数器TL（C）定时器计数器控制逻辑（D）用于定时计数控制的相关寄存器3在工作方式0下，计数器是由TH的全部8

17、位和TL的5位组成，因此其计数范围是（）（A）18192（B）08191（C）08192（D）l40964如果以查询方式进行定时应用，则应用程序中的初始化内容应包括（）（A）系统复位、设置工作方式、设置计数初值（B）设置计数初值、设置中断方式、启动定时（C）设置工作方式、设置计数初值、打开中断（D）设置工作方式、设置计数初值、禁止中断5与定时工作方1和0比较，定时工作方式2不具备的特点是（）（A）计数溢出后能自动重新加载计数初值（B）增加计数器位数（C）提高定时精度（D）适于循环定时和循环计数应用编程题编程题1.假定单片机晶振频率为6MH。，要求每隔100ms，从外部RAM以data开始的数据区传送一个数据到P1口输出，共传送100个数据。要求以两个定时器串行定时方法实现。2.一个定时器的定时时间有限如何实现两个定时器的串行定时，以满足较长定时时间的要求？3.每隔1秒钟读一次P1.0，如果所读的状态为“1”，内部RAM10H单元加1，如果所读的状态为“0”，则内部RAM11H单元加1。假定单片机晶振频率为12MHz，请以软硬件结合方法定时实现之。4.单片机用内部定时方法产生频率为