单片机 定时计数器

单片机定时计数器第1页，课件共35页，创作于2023年2月时间选择按钮电视机睡眠时间设定第2页，课件共35页，创作于2023年2月秒表计时3当计时启动后，1/100秒位的两位数字在1秒内飞快的由00增加到99。秒表内部的电路需要有较高的精度才能准确地以1/100秒为间隔更新显示数字。第3页，课件共35页，创作于2023年2月定时与计数什么是定时？4定时过程可视为单片机计算单位时间（可以是1s、1ms、1µs）的个数，当计时完成后，把单位时间乘以个数就得到了定时的时间长度。第4页，课件共35页，创作于2023年2月什么是计数？5计数就是计算事件的发生次数。霍尔开关每当车轮转过一圈时磁铁接近一次霍尔开关，于是就会输出一个脉冲。如果把这个脉冲输入单片机，单片机可以在每次脉冲到来时计一个数，假设60秒内单片机的计数值为n，于是车轮每转过一圈的时间，即脉冲的周期为：如果车轮的半径为r，于是车轮的周长为C=2πr，得自行车的行驶速度为：第5页，课件共35页，创作于2023年2月定时/计数器的模式控制寄存器TMOD6用来设置定时/计数器的工作模式。TMOD的长度为1个字节（8位），高4位和低4位分别控制T1和T0。其中由M11、M01控制T1的工作模式，M10、M00控制T0的工作模式。如想令T0工作在定时器的模式0下（软件启动），而T1工作在计数器的模式1下（软件启动），则设置Timer的指令为“MOV TMOD,#01010000B”。第6页，课件共35页，创作于2023年2月定时/计数器的控制寄存器TCON7TCON是“timercontrol”的缩写，用于控制定时/计数器的启动或停止，并指示其是否溢出。TCON在特殊功能寄存器的地址88H上。TCON的高4位的名称及功能描述：第7页，课件共35页，创作于2023年2月方式1方式2方式0方式3定时/计数器的4种工作方式第8页，课件共35页，创作于2023年2月1、定时/计数器的工作方式0定时/计数器工作在方式0时，为13位定时/计数器，由TL1的低5位和TH1的高8位所构成。第9页，课件共35页，创作于2023年2月

T1工作于方式0的等效框图T1T2第10页，课件共35页，创作于2023年2月

——计数/定时方式选择位

,计数工作方式，对外部引脚输入脉冲计数,用作计数器。

,定时工作方式，对片内机器周期脉冲计数，用作定时器。

GATE——门控位

GATE=0，运行只受启动控制位TR1的控制。

GATE=1，运行同时受TR1和的双重控制。只有当且,定时计数器才能运行第11页，课件共35页，创作于2023年2月

GATE位的状态决定定时/计数器的运行控制取决于

TR1一个条件还是TR1和INT1引脚两个条件。方式0说明计数控制由TR1和INT1两个条件控制计数控制仅由TR1的状态确定：TR1=1，计数，TR1=0停止计数当GATE=0时当GATE=1时第12页，课件共35页，创作于2023年2月设计方式0的计数初始值13方式0下的设置过程与方式1相同，只是TMOD中的M1x和M0x位均为0。计数初始值的设计：①－将定时时长t（fc=12MHz）除以1。②－用8192减去步骤①得到的数。③－用科学计算器把步骤②的得数转换成13位二进制数MN3N2N1N0P3P2P1P0Q3Q2Q1Q0，高位如果是空的用0补上，依次填入THx的8位和TLx的低5位中，TLx的高3位用0代替。第13页，课件共35页，创作于2023年2月设计模式0的计数初始值14④－最后得计数初始值：THx=MN3N2N1N0P3P2P1（二进制），TLx=000P0Q3Q2Q1Q0（二进制）。根据以上的步骤，晶振频率=12MHz，定时时长500μs，则有：①－500µs/1µs=500②－8192-500=7692③－7692（十进制）=1111000001100（二进制）④－THx=11110000B=F0H，TLx=00001100B=0CH。第14页，课件共35页，创作于2023年2月设计模式0的计数初始值15例1：第15页，课件共35页，创作于2023年2月定时/计数器的工作方式116模式1的特点方式1的特点：是一个16位的定时器或计数器，寄存器TLx和THx共16位全部用来装计数值；用指令“SETBTRx”启动定时/计数器；溢出时，溢出标志TFx被硬件置1，可通过检测TFx标志位来了解计数是否完成。当计数完成后，使用指令“CLRTRx”和“CLRTFx”来关闭Timer。如果需要循环Timer的定时或计数过程，Timer寄存器TLx和THx中必须再次装载原来的计数初始值。第16页，课件共35页，创作于2023年2月方式1的设置17例2：让P1.0口输出频率为100Hz方波信号（占空比为50%的矩形波）。第17页，课件共35页，创作于2023年2月方式1的设置18①－设置定时/计数器的工作方式。②－往定时/计数器的寄存器（TL0和TH0）载入计数初始值。T0作定时器，工作在方式1下的设置第18页，课件共35页，创作于2023年2月方式1的设置19③－启动定时/计数器（Timer）。如图所示，定时/计数器的寄存器从计数初始值EC78H计数到FFFFH。④－检测定时/计数器溢出标志（TF0）。⑤－关闭定时/计数器。定时/计数器的计数过程第19页，课件共35页，创作于2023年2月方式1的设置20⑥－清0溢出标志（TF0）。⑦－重新装载计数初始值。因为程序11-2在不断变换P1.0口状态（指令“CPL P1.0”）并进行5000µs的延时，于是就形成了频率100Hz的方波信号。第20页，课件共35页，创作于2023年2月方式1的计数初始值21已知晶振频率

，可根据以下的公式计算出方式1下定时/计数器作定时器的定时时长：定时时长t的单位为µs，

为晶振频率，单位是MHz。FFFF是定时/计数器的寄存器的最大计数值。MMLL表示寄存器中装载的计数初始值。Val

的意思是将（FFFF-MMLL+1）的计算结果转换成十进制。第21页，课件共35页，创作于2023年2月练习：设计模式1的计数初始值22设计一个方波发生器，要求从P1.0口输出频率f=2kHz的方波，即P1.0口输出高、低电平持续时间分别为250µs。如何确定计数初始值？计数初始值为：THx=FF，TLx=06第22页，课件共35页，创作于2023年2月方式1的应用23利用定时/计数器延时生成2KHz方波的程序（方式1）第23页，课件共35页，创作于2023年2月定时/计数器的工作方式224模式2的特点是一个具有自动重新载入功能的8位定时器或计数器，定时/计数器的寄存器只由TLx充当。具有自动重新载入计数初始值的功能。第24页，课件共35页，创作于2023年2月方式2的特点25如：TLx和THx中都载入了计数初始值3FH，当Timer启动后，只有TLx中的计数值会随机器周期增加，直到Timer溢出后，标志位TFx=1，THx中的计数初始值被自动载入TLx中。这样在新一轮的计数一开始，TLx中已经有了初始值3FH。第25页，课件共35页，创作于2023年2月方式2的设置26例3：利用定时/计数器延时生成T=500μs方波的程序（方式2

）第26页，课件共35页，创作于2023年2月设计方式2的计数初始值27在方式2下定时/计数器作定时器的计数初始值只有8位，同时载入TLx和THx中。①－将定时时长t除以

。②－用256减去步骤①得到的数。③－用科学计算器把步骤②中的得数转换成十六进制形式TT。④－最后得计数初始值：THx=TLx=TT。假设某单片机系统的晶振频率=12MHz，定时时长t=50µs，根据以上步骤可以设计计数初始值：①－50µs/1µs=50②－256–50=206③－206（十进制）=CEH（十六进制）④－THx=CE，TLx=CE第27页，课件共35页，创作于2023年2月定时/计数器的工作方式328方式3的特点只适用于T0，T1不具有方式3.TL0和TH0变成两个独立的8位定时/计数器的寄存器。T0变成了两个独立的8位定时/计数器，但不具备自动重新装载计数初始值的特性。以TL0为Timer寄存器的Timer使用TMOD寄存器和TCON寄存器中原来与Timer0有关的控制位和标志位，设置的方法与前面相同。而以TH0为Timer寄存器的Timer使用原来Timer1的溢出标志位TF1和启动/关闭控制位TR1，但不能用作计数器使用。第28页，课件共35页，创作于2023年2月11.6.2模式3的设置29第29页，课件共35页，创作于2023年2月方式3的设置30利用定时/计数器延时生成T=300µs、占空比=1/3

方波的程序（方式3）

第30页，课件共35页，创作于2023年2月设计方式3的计数初始值31在方式3下两个独立的定时/计数器的寄存器只有8位，其计数初始值的计算方法相同。①－将定时时长t除以。②－用256减去步骤①得到的数。③－用科学计算器把步骤②中的得数转换成十六进制形式TT。④－最后得计数初始值：TH0或TL0=TT。假设某单片机系统的晶振频率=12MHz，定时时长t=150µs，根据以上步骤可以设计计数初始值：①－150µs/1µs=150②－256–150=106③－106（十进制）=6AH（十六进制）④－TH0或TL0=6AH第31页，课件共35页，创作于2023年2月计数器的应用32第32页，课件共35页，创作于2023年2月11.7.2计数器的设置33在Timer模式控制寄存器TMOD的C/Tx#位用于设置Timer用作定时器或计数器，当C/Tx#=1时，对应的Timer用作计数器。Timer0和Timer1可以被配置成两个独立的计数器，分别对输入单片机T0端（14管脚）和T1端（15管脚）的脉冲进行计数。Timer作计数器使用时，Ti