第六章单片机的定时

1、李一男主要内容 定时定时/计数器的工作原理计数器的工作原理 定时定时/计数器的控制计数器的控制 定时定时/计数器的工作模式及其应用计数器的工作模式及其应用定时定时/计数器的工作原理计数器的工作原理 计数？ 定时？定时/计数器的工作原理 定时和计数关系？定时和计数关系？ 一个闹钟定时一小时后响铃一个闹钟定时一小时后响铃 =也即秒针走了也即秒针走了3600次次结论：只要计数脉冲的间隔相等，计数值就结论：只要计数脉冲的间隔相等，计数值就代表了时间的流逝。代表了时间的流逝。 单片机的定时器和计数器是一个东西，只不过计单片机的定时器和计数器是一个东西，只不过计数器记录的是外界发生的事情，而定时器则是由数

2、器记录的是外界发生的事情，而定时器则是由单片机提供一个稳定的计数源，通过计数来达到单片机提供一个稳定的计数源，通过计数来达到定时时间的目的。定时时间的目的。定时/计数器的工作原理 MCS-51单片机的定时单片机的定时/计数器计数器 在在MCS-51单片机里有单片机里有2个可编程的定时个可编程的定时/计计数器，分别称为数器，分别称为T0和和T1。他们都是。他们都是16位的位的加法计数结构。加法计数结构。 其中其中T0由专用寄存器由专用寄存器TH0和和TL0构成构成 T1由专用寄存器由专用寄存器TH1和和TL1构成。构成。定时定时/计数器的工作原理计数器的工作原理 定时定时/计数器的结构计数器的结

3、构图图1 定时定时/计数器结构图计数器结构图计数功能计数功能-计数脉冲来自外部输入引脚，计数脉冲来自外部输入引脚，T0为为P3.4，T1为为P3.5，在脉，在脉冲冲 信号的下降沿（由信号的下降沿（由1到到0的跳变），计数器增的跳变），计数器增1定时功能定时功能-输入信号是内部时钟脉冲输入信号是内部时钟脉冲eg：一个：一个12M的晶振，它提供的计数器脉冲时间间隔是多少？的晶振，它提供的计数器脉冲时间间隔是多少？结论：计数脉冲的间隔与晶振有关，结论：计数脉冲的间隔与晶振有关，12M的晶振，计数脉冲的间隔的晶振，计数脉冲的间隔(机器机器周期周期)是是1us。TFxTxC/T=1振荡器12分频TLx

4、THx高8位低8位控制主要内容 定时定时/计数器的工作原理计数器的工作原理 定时定时/计数器的控制计数器的控制 定时定时/计数器的工作方式及其应用计数器的工作方式及其应用定时/计数器的控制 与定时与定时/计数器有关的控制寄存器有计数器有关的控制寄存器有3个：分别是个：分别是控制寄存器控制寄存器 TCON，工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器 TMOD和和中断允许寄存器中断允许寄存器 IE。1.定时器控制寄存器定时器控制寄存器 TCON TCON既参与定时控制又参与中断控制，有关定时控制的有既参与定时控制又参与中断控制，有关定时控制的有4位，作用是控制定时器位，作用是控制定时器/计数器的启动、停

5、止，标志计数器的启动、停止，标志 计数溢出。计数溢出。表示如下：表示如下： TF1/TF0：当：当T1/T0的计数器计数溢出时，该位置的计数器计数溢出时，该位置“1”。 TR1/TR0：T1/T0运行控制位。软件将其置运行控制位。软件将其置“1”时，启动时，启动 T1/T0工作。工作。定时/计数器的控制2.工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD TMOD用于用于2个定时个定时/计数器计数器T1/T0的工作方式设定，各位的工作方式设定，各位的含义表示如下：的含义表示如下： GATE：门控位，定义：门控位，定义T1/T0的启动方式的启动方式 C/T ： 定时定时/计数功能选择位。为计数功能选择位。为

6、“0”，作定时器用；为，作定时器用；为“1”， 作计数器用作计数器用 。M1M0：工作方式选择位：工作方式选择位 定时/计数器的控制M1 M0M1 M0工作方式工作方式功能功能0 00 0方式方式0 01313位计数器位计数器0 1 0 1 方式方式1 11616位计数器位计数器1 01 0方式方式2 2初值自动重装初值自动重装8 8位计数器位计数器1 11 1方式方式3 32 2个个8 8位计数器，仅适用于位计数器，仅适用于T0T02.工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD定时/计数器的控制3.中断允许寄存器中断允许寄存器 IE IE与定时与定时/计数器有关的位有计数器有关的位有2位，其他为控

7、制中位，其他为控制中断的控制位。断的控制位。 EA：中断允许总控制位：中断允许总控制位 ET0和和ET1：定时：定时/计数中断允许控制位。计数中断允许控制位。ET0(ET1)=0,禁止定时禁止定时/计数中断；计数中断；ET0(ET1)=1,允许定时允许定时/计数中断。计数中断。 主要内容 定时定时/计数器的工作原理计数器的工作原理 定时定时/计数器的控制计数器的控制 定时定时/计数器的工作方式及其应用计数器的工作方式及其应用定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式 对对TMOD寄存器的寄存器的M1、M0位的设置，可选择定时位的设置，可选择定时/计数器的计数器的四种工作方式，即方式四种工作方式

8、，即方式0、方式、方式1、方式、方式2和方式和方式3。1.定时工作方式定时工作方式0定时器定时器(T0或或T1)工作于工作于13位定时、计数方式。位定时、计数方式。图图2 定时定时/计数器计数器0的工作方式的工作方式0逻辑结构逻辑结构定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式2.定时工作方式定时工作方式1 其结构与操作几乎与模式其结构与操作几乎与模式0完全相同，差别仅在于计数器完全相同，差别仅在于计数器的位数不同。定时器的位数不同。定时器(T0或或T1)工作于工作于16位定时、计数方式。位定时、计数方式。图图3 定时定时/计数器计数器0的工作方式的工作方式1逻辑结构逻辑结构l 用于计数时，计数

9、范围：用于计数时，计数范围： 1 21665536(个外部脉冲个外部脉冲) l定时工作方式时，定时时间为：定时工作方式时，定时时间为： t(216一计数初值一计数初值) 机器周期机器周期 Eg：晶振频率是：晶振频率是12MHz，其定时时间范围，其定时时间范围? 1个机器周期个机器周期=1us。 1us65536us 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式3.定时工作方式定时工作方式2 工作方式工作方式0和工作方式和工作方式1最大特点是计数溢出后，计数器最大特点是计数溢出后，计数器为为“0”，因此循环定时时，需要反复置计数初值。方式，因此循环定时时，需要反复置计数初值。方式2是具有自动重新加

10、载功能的是具有自动重新加载功能的8位计数结构。位计数结构。图图4 定时定时/计数器计数器0的工作方式的工作方式2逻辑结构逻辑结构例题： 已知定时器T0选工作方式1，定时器状态，定时1ms，晶振频率fosc为6MHz，计算T0的初值，并设置寄存器TMOD，TCON的状态。 机器周期为：2us T0的初值为：65536-1000/2=65036 =FE0CH (TH0)=0FEH，(TL0)=0CH TCON-SETB TR0 (TMOD)=00000001B=01H SETB EA SETB ET0 定时器功能使用步骤定时器功能使用步骤： 1.计算定时初值 2.设置工作模式 3.开总中断控制,开

11、分中断控制 4.开定时器允许位例：晶振频率例：晶振频率fosc=12MHz,使用定时器使用定时器T1以方式以方式1产生周期为产生周期为4ms的等宽连续方伯，并由的等宽连续方伯，并由P1.0输出输出。1）计算初值）计算初值: Tc=65536-2000/1=63536=F830H（TH1）=0F8H （TL1）=30H2）TMOD初始化初始化:定时器1工作方式1 00010000B =10H3）中断控制设置）中断控制设置:SETB EA SETB ET14）TCON设置设置:启动定时：SETB TR1中断入口地址 定时器0的中断入口地址为000BH 定时器1的中断入口地址为001BH 预留只有8

12、个字节空间，一般不够存写中断程序，应跳转。如使用定时器0，在程序中应写如下语句： ORG 000BH LJMP INT_T0 . INT_T0：处理程序处理程序 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH ;跳转中断服务程序跳转中断服务程序 LJMP INT_T0 ORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H ；堆栈初始化；堆栈初始化 MOV TH1,#0F8H ；设置计数初值；设置计数初值 MOV TL1,#30H MOV TMOD,#10H ；设定时器；设定时器T1工作方式工作方式1 CLR P1.0 ；设置方波起始状态；设置方波起始状态 SETB EA ；开中断；

13、开中断 SETB ET1 SETB TR1 ；启动定时器；启动定时器 SJMP $ ；等待中断；等待中断INT_T0: MOV TH1,#0F8H MOV TL1,#30H ；重载初值；重载初值 CPL P1.0 ；输出方波；输出方波 RETI ；中断返回；中断返回实验四1).利用8051定时/计数器实现秒级定时，控制连接在P1口上的8个LED灯顺序点亮。要求每隔1秒，依次使一个LED点亮，工作频率为12MHz。2). 脉冲信号发生器的设计 使用定时器T0以定时方式在P1.7引脚输出周期为20ms，占空比为1：10的连续脉冲信号,工作频率为12MHz 。2ms18ms实验一 ORG 0H AJ

14、MP MAIN ORG 001BH AJMP T1_SUBMAIN: MOV TMOD, #10H MOV TH1, #3CH MOV TL1,#0B0H MOV IE,#88H SETB TR1 MOV R4,#10 MOV A,#0FEH MOV P1,A SJMP $ ORG 0100HT1_SUB: MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH DJNZ R4,T1_END MOV R4,#10 RL A MOV P1,AT1_END: RETI END实验二 ORG 0 SJMP MAIN ORG 1BH AJMP T1_LAMPMAIN: MOV TMOD,#16H MOV

15、 TH0,#00H MOV TL0,#00H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H MOV IE,#88H MOV R4,#20 SETB TR1 SETB TR0 SJMP $T1_LAMP:DJNZ R4,T1_END CLR TR0 CLR TR1 MOV A,TL0 ;读取脉冲的个数读取脉冲的个数 MOV B,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B CPL A MOV P1,A ;转化为转化为BCD码码,输出输出 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH MOV R4,#20 ORL TCON,

16、#50H RETIT1_END: MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH RETI END练习题1、在下列寄存器中，与定时/计数控制无关的是（ ）A、 TCON B、 TMOD C、 SCON D、 IE2、在工作方式0下，计数器是由TH的全部8位和TL的5位组成，因此其计数范围是（ ） A、 18192 B、 08191 C、 08192 D、 140963、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

17、计数初值、禁止中断4、与定时工作方式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5、要想测量INT0 引脚上的一个正脉冲宽度，那么特殊功能寄存器TMOD的内容可以为（ ）。 A、 09H B、 87H C、 00H D、 80H6、使用定时器T1时，有几种工作方式（ ） A、 1种 B、 2种 C、 3种 D、 4种7.用8051的定时器T1作定时方式，用模式1，则初始化编程为（ ）。A、MOV TMOD，#01H B、MOV TMOD，#50H C、MOV TMOD，#10H

18、 D、MOV TCON，#02H 8.启动定时器0开始计数的指令是使TCON的（ ）。A、TF0位置1 B、TR0位置 1 C、TR0位置0 D、TR1位置0 9.使8031的定时器T0停止计数的指令是（ ）。A、CLR TR0 B、CLR TR1 C、SETB TR0 D、SETB TR1 10.MCS51单片机的TMOD模式控制寄存器是一个专用寄存器，用于控制T1和T0的操作模式及工作方式，其中C/T表示的是（ ）。 A、门控位 B、操作模式控制位 C、功能选择位 D、启动位11.8051单片机晶振频率fosc=12MHz，则一个机器周期为（ ）S。A、12 B、 1 C、2 D、3 12

19、.用定时器T1方式2计数，要求每计满100次，向CPU发出中断请求，TH1、TL1的初始值是（ ）。 A、9CH B、20H C、64H D、A0H13.8051单片机计数初值的计算中，若设最大计数值为M，对于模式1下的M值为（ ）。 A、M=213=8192 B、M=28= 256 C、M=24=16 D、M=216=65536判断判断1、特殊功能寄存器SCON，与定时器/计数器的控制无关。（ ）2、特殊功能寄存器TCON，与定时器/计数器的控制无关。（ ）3、特殊功能寄存器IE，与定时器/计数器的控制无关。 （ ）4、特殊功能寄存器TMOD，与定时器/计数器的控制无关。（ ）5、在MCS5

20、1单片机内部结构中，TMOD为模式控制寄存器，主要用来控制定时器的启动与停止。（ ）6、在MCS51单片机内部结构中，TCON为控制寄存器，主要用来控制定时器的启动与停止。（ ）7、MCS51单片机的两个定时器的均有两种工作方式，即定时和计数工作方式。（ ）8、MCS51单片机的TMOD模式控制寄存器不能进行位寻址，只能用字节传送指令设置定时器的工作方式及操作模式。（ ）9、MCS51单片机系统复位时，TMOD模式控制寄存器为00H。（ ）10、启动定时器T0工作，可使用SETB TR0启动。（ ）11、指令JNB TF0，LP的含义是：若定时器T0未计满数，就转LP。（ ）实验六机电设备控制

21、实验机电设备控制实验12.1蜂鸣器实验蜂鸣器实验 利用利用P1.3控制（输出控制（输出3K到到4K频率的方波）实验箱上的频率的方波）实验箱上的蜂鸣器，使其发出不同频率的声音。设计程序利用定时器蜂鸣器，使其发出不同频率的声音。设计程序利用定时器T0（方式（方式1）控制每个音调的时间，定时器）控制每个音调的时间，定时器T1（方式（方式2）控制音调的频率。设计双字节表控制音调的频率。设计双字节表TABLE1顺序存放定时器顺序存放定时器T0用的每个音调奏响时间的时间常数；设计单字节表用的每个音调奏响时间的时间常数；设计单字节表TABLE2顺序存放定时器顺序存放定时器T1用的每个音调频率的时间常数用的每个音调频率的时间常数。在。在T0中断服务程序中查中断服务程序中查TABLE2表改变表改变T1的时间常数，的时间常数，改变音调。查改变音调。查TABLE1表改变表改变T0的时间常数，改变音调奏的时间常数，改变音调奏响时间；在响时间；在T1中断服务程序中翻转中断服务程序中翻转P1.3的状态。的状态。实验六机电设备控制实验机电设备控制实验12.2步进电机实验步进电机实验 利用利用P1口控制综合实验仪口控制综合实验仪C10区的四相步进电机转动。单片机发区的四相步进电机转动。单片机发出脉冲信号，控制步进电机定子的各相绕组以适当的时序通、断电，出