第5章定时计数器.ppt

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1、在控制系统中，常常要求有一些定时或延时控制，如定时输出、定时检测和定时扫描等；也往往需要有计数功能，能对外部事件进行计数。 要实现上述功能，一般可以采用下面3种方法。 软件定时 硬件定时 可编程的定时器 MCS-51系列单片机的硬件上集成有16位的可编程定时/计数器。51系列有T0和T1两个定时/计数器。52系列有3个定时/计数器：T0、T1和T2。,第5章 定时/计数器,5.1 定时/计数器0和1,5.2 定时/计数器的应用,5.1 定时/计数器0和1,5.1.1 定时/计数器的结构及功能 5.1.2 定时/计数器0和1的控制状态寄存器 5.1.3 T0和T1的4种工作模式,5.1.1 定时

2、/计数器的结构及功能,1、定时/计数器的结构,图5-1 定时/计数器的结构,2、T0和T1的功能选择 （1）计数功能:就是对外部事件进行计数。计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0（P3.4)或T1(P3.5)。当输入信号发生由1至0的负跳变时，计数器（TH0，TL0或TH1，TL1）的值增1。计数的最高频率一般为振荡频率的1/24。 （2）定时功能:也是通过计数实现的。计数脉冲来自内部时钟脉冲，每个机器周期计数值增1，每个机器周期=12个振荡周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。所以计数值乘以机器周期就是定时时间。,5.1.2 定时/计数器0和1的控制状态寄存器,1、模式控制寄存器TMOD 格

3、式如下： （1）GATE位：门控位。当GATE=1时，只有INTO或INT1为高电平且TR0或TR1置1时，相应的定时/计数器才被选通工作，可用于测量在INTX端出现的正脉冲的宽度；当GATE=0，则只要TR0和TR1置1，定时/计数器就被选通。,控制T1,控制T0,（2）C/T位：计数/定时功能选择位。C/T=0，设置位定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期等于机器周期。C/T=1，设置为计数器方式，计数器输入来自T0（P3.4)或T1(P3.5)端外部脉冲。 M1、M0位：工作模式选择位。2位形成4种编码，对应4种工作模式。见表5-1。,模式1。TLX与THX构成16位计数器。计满

4、溢出时，16位计 数器回零。,模式2。8位自动重装载的定时/计数器，每当计数器TLX 溢出时，THX中的内容重新装载到TLX。,2、控制寄存器TCON 格式如下： TF1位：定时器1溢出标志位。 当定时/计数器1溢出时，由硬件置1。在查询方式时，做状态位供查询，查询有效后由软件清零；在中断方式时，做中断申请标志位进入中断服务后由硬件自动清零。,TR1位：定时器1运行控制位。由软件置位或清零，置位时，定时/计数器接通工作(前提是GATE=0)；清零时，停止工作。 TF0位：定时器0溢出标志位，同TF1。 TR0位：定时器0运行控制位，同TR1。 字节地址为88H，位地址为88H8FH。,3、定时

5、/计数器的初始化 （1）对TMOD赋值，以确定定时器的工作模式； （2）置定时/计数器初值，直接将初值写入寄存器的TH0、TL0或TH1、TL1； （3）根据需要，对IE置初值，开放定时器中断； （4）对TCON寄存器中的TR0或TR1置位，启动定时/计数器，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计数或开始定时。,初值计算： 设计数器的最大值为M，则置入的初值X为： 计数方式：X=M-计数值 定时方式：由(M-X)T=定时值,得X=M-定时值/T T为计数周期，是单片机的机器周期。 （模式0 M为213，模式1 M为216，模式2和3 M为28） 例如：机器周期为1s 时，工作在模式0，

6、则最大定时值为:2131s =8.192ms 若工作在模式1,则最大定时值为:2161s =65.536ms,5.1.3 T0和T1的4种工作模式,1、模式0,图5-3 定时/计数器1工作模式0（13位计数器）,2、模式1,3、模式2,图5-4 定时/计数器1工作模式2（8位自动装载模式）,4、模式3,TL0 （8位）,1,T0引脚,振荡器,12,TR0,GATE,控制,1/12fOSC,1/12fOSC,图5-5 定时/计数器0工作模式3（2个8位计数器）,5.2 定时/计数器的应用,5.2.1 定时/计数器模式0的应用 5.2.2 定时/计数器模式1的应用 5.2.3 定时/计数器模式2的

7、应用 5.2.4 定时/计数器门控位GATE的应用 5.2.5 运行中读定时/计数器,5.2.1 定时/计数器模式0的应用,【例5-1 】试利用T0产生周期为1ms、宽度为一个机器周期的负脉冲串，并由P1.0送出。 设系统晶振为12MHz，则计数频率为1MHz。 设计数初值为X，则由（M-X）T=定时值 即（213-X）10-6=110-3 得:X=7192=1110000011000B。 高8位给TH0，低5位给TL0，则TH0=0E0H，TL0=18H。,采用查询方式，编程如下： MOV TMOD，00H ；设置定时器0模式0 MOV TH0，0E0H ；设置计数初值 MOV TL0，18

8、H SETB TR0 ；启动定时器0 T0INT：JNB TF0，T0INT CLR TF0 CLR P1.0 SETB P1.0 MOV TH0，0E0H ；用软件重新装载T0 MOV TL0，18H SJMP T0INT,5.2.2 定时/计数器模式1的应用,【例5-2】利用T0模式1产生一个50Hz的方波，由P1.0输出。 设系统晶振为12MHZ，则计数频率为1MHZ，计数器初值为X，由 （M-X）T=定时值 （216-X）10-6=1/（502） 得:X=55536=0D8F0H。 高8位0D8H给TH0，低8位0F0H给TL0。,采用查询方式，编程如下： MOV TMOD，01H ；

9、设置定时器0模式1 SETB TR0 ；启动定时器0 LOOP：MOV TH0，0D8H ；设置计数初值 MOV TL0，0F0H JNB TF0， CLR TF0 CPL P1.0 SJMP LOOP,5.2.3 定时/计数器模式2的应用,【例5-3】利用T1模式2进行计数，每计200次进行累加器加1操作。 计数初值：X=M-计数值=28-200=56D=38H 采用查询方式，编程如下： MOV TMOD，60H ；设置T1模式2计数功能 MOV TH1，38H ；保存计数初值 MOV TL1，38H ；设置计数初值 SETB TR1 ；启动计数 DEL: JBC TF1，LOOP ；查询是

10、否计数溢出 AJMP DEL LOOP:INC A AJMP DEL,【例5-4】利用T0的门控位GATE，编程实现检测外部输入脉冲的宽度。 解：外部脉冲由INT0（P3.2）输入，其宽度为TP，如图5-8。T0工作于定时方式，模式1。 测试时，当INT0=0时，TR0=1；当INT0=1时，启动计数；当INT0=0时，停止计数。使TR0=0，读出TH0、TL0的计数值，用计数值乘以定时脉冲周期即得被检测正脉冲的宽度TP。,5.2.4 定时/计数器门控位GATE的应用,编程如下： MOV TMOD，09H；设T0为模式1， 定时方式，GATE=1 MOV TL0，00H ；设置计数初值为0 M

11、OV TH0，00H MOV R0，30H ；地址指针送R0 JB P3.2， ；等待INT0变低,图5-8 利用GATE功能来检测脉冲的宽度,SETB TR0 ；准备启动定时器0 JNB P3.2， ；等待INT0变高 JB P3.2， ；变高，启动计数， 并等待INT0再次变低 CLR TR0 ；停止计数 MOV R0，TL0 ；读取计数值 INC R0 MOV R0，TH0,5.2.5 运行中读定时/计数器,读定时/计数器方法： 先读THX，后读TLX，再读THX，若两次读得的THX没有变化，则读的内容是正确的。若前后两次读得的THX有变化，则再重复读得的内容就应该是正确的了。 看下面一

12、段程序： RDTIME： MOV A，TH0 ；读TH0 MOV R0，TL0 ；读TL0 CJNE A，TH0，RDTIME；比较两次读得TH0， 必要时重复上述过程 MOV R1，A RET,Example 2 Electronic camera shutter control,P2.0,P3.0,Button,Shutter,8051,1 = Pressed,0 = Normal,0 = Closed,1 = Open,Possible solution：,Determine the working mode- Timer 1, Mode 1,TMOD=10H 2.Calculate t

13、he initial values - 3CB0H 3.Open the interrupts - Disable, polling TF1 4.Start running - TR1.,1 machine cycle = 1 ms 50 ms requires 50000 machine cycles Preload Value = Maximum value +1 - Count For Count = 50000 Preload value = 65535 + 1 50000 = 3CB0h,BUTTON EQU P2.0 SHUTTER EQU P3.0 ORG 0000H MAIN:

14、 SETB BUTTON MOV TMOD,#10h ; Timer1, Mode1 CLR TF1 REPEAT: MOV TH1,#3Ch MOV TL1,#0B0h ; Load counter JNB BUTTON,$ ; Wait for button SETB SHUTTER ; Open shutter SETB TR1 ; Start timer JNB TF1, $ ; Wait for overflow CLR TF1 CLR SHUTTER ; Close shutter JB BUTTON, $ ; Wait for Normal SJMP REPEAT,补充例题： P

15、3.4输入低频负脉冲信号，要求P3.4每次发生负跳变时，P1.0输出一个200s 的同步脉冲，设晶振为6MHz 。（T0模式2） 设计方法：初态P1.0输出高电平，外部事件计数初值为FFH；P3.4发生负跳变时，T0加1计数溢出；程序查询到TF0为1时，改变T0为200s定时器工作方式，并使P1.0输出0。计数溢出后，使P1.0恢复高电平，T0恢复为外部事件计数器。,编程如下： START：MOV TMOD，06H ；T0为方式2外部计数 MOV TH0，0FFH MOV TL0，0FFH SETB TR0 ；启动计数 LOOP1: JBC TF0，PTF01 ；溢出否？ AJMP LOOP1 PTF01：CLR TR0 MOV TMOD，#02H ；T0为方式2定时器,MOV TH0，156 ；200s定时 MOV TL0，156 CLR P1.0 SETB TR0 LOOP2：JBC TF0，PTF02 ；溢出否？ AJMP LOOP2 PTF02：SETB P1.0 CLR TR0 AJMP START,本章到此结束！,