第六课--定时器.

第6章定时器/计数器6.189C52的定时/计数器实现定时功能，比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法：软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用率。采用时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程。采用可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功能强，使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时，可以考虑进行扩展。定时器/计数器模块的基本用途常用于测量时间、速度、频率、脉宽，提供定时脉冲信号，还能为编程人员提供准确定时AT89C52中有3个定时器/计数器定时器/计数器0定时器/计数器1定时器/计数器26.1定时器/计数器的基本用途6.2定时器/计数器0和1的结构和工作原理定时器/计数器0和1工作原理相关的特殊功能寄存器四种工作模式相关仿真实例6.2定时/计数器的结构和工作原理一、定时/计数器的结构定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0TH1TL1TH0TL0T1方式T0方式T1引脚T0引脚机器周期脉冲内部总线TMODTCON外部中断相关位TF1TR1TF0TR0二、定时/计数器的工作原理加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2s。三、定时器/计数器结构1、工作寄存器：T0、T1为16位T0分为：TH0（高8位），TL0（低8位）T1分为：TH1（高8位），TL1（低8位）例：向T0送0FEDHMOVTH0，#0FHMOVTL0，#0EDH2、定时/计数器的控制89C52单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。1）工作方式寄存器TMOD（*）工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：GATE：门控位。GATE＝0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。即GATE表示/INT0，/INT1是否参与对T1，T0进行控制。:定时/计数模式选择位。＝0为定时模式；=1为计数模式。M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置。TMOD不能进行位寻址。系统复位后为0C/TC/TC/T例：设置T1为软件启动，为定时器工作方式，选择操作模式2，T0为计数方式，软件启动，选择操作模式1TMOD各位为：00100101即25HMOVTMOD，#25H或MOV89H，#25H3、控制寄存器TCONTCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。它可进行位寻址，复位后为0。TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。6.3定时/计数器的工作方式一、方式0方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。TF1TR1TF0TR0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M01&≥110T0引脚INT0引脚00机器周期TH0TL08位5位溢出TCONTMODD0D7D7D0申请中断1二、方式1方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器。TF1TR1TF0TR0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M01&≥110T0引脚INT0引脚10机器周期TH0TL08位8位溢出TCONTMODD0D7D7D0申请中断三、方式2方式2为自动重装初值的8位计数方式。工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。TF1TR1TF0TR0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M01&≥110T0引脚INT0引脚10机器周期TH0TL08位溢出TCONTMODD0D7D7D0申请中断四、方式3方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0。TF1TR1TF0TR0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M01&≥110T0引脚INT0引脚11机器周期TH0TL08位溢出TCONTMODD0D7D0申请中断机器周期8位申请中断溢出6.4T0，T1编程时应注意的问题一、初始化1、将工作方式控制字写入TMOD（确定工作方式，操作方式，启动控制方式）例：T1为16位，/INT1不参与控制，T1为定时器。控制字：00010000MOVTMOD，#10H2、将定时或计数初值写入THi，TLi中（16位计数初值须分两次写入对应的计数器）例：MOVTH1，#55HMOVTL1，#00H3、置ET1/ET0允许T1/T0申请中断例：SETBET0；允许T0中断4、置EA，CPU对所有中断开放SETBEA5、启动T1或T0（*）SETBTR1SETBTR0二、初值计算T0,T1选择不同的工作方式，不同的操作方式，其初值均不相同。设最大计数值为M，则各方式下的M值为：方式0：M=213=8192方式1：M=216=65536方式2：M=28=256方式3：M=256（T0分为TH0和TL0，其M均为256）设计数初值为X，则X=M-计数值1、计数工作方式脉冲由外部引入，对外部脉冲计数，计数值根据要求确定。计数初值X=M-计数值例：某工序要求对外部脉冲信号计100次X=M-100若为方式2，则X=256-100=1562、定时工作方式（*）计数脉冲由内部供给（相当于对机器周期计数），计数脉冲频率fcont=晶振频率fosc/12所以：计数周期T=12/fosc，即每个脉冲的时间为12/fosc若要求的定时时间为t，则此时计数初值X=M-t/T=M-t/（12/fosc）=M-t*fosc/12例：设T0为计数器，以方式2工作，外界发生一次事件，溢出中断；T1作为定时器，以操作方式1工作，定时时间为1ms（即延时1ms后就申请中断），晶振频率为6MHZ，计算T0，T1的计数初值。解：T0：计数器，方式2，X0=256-1=255=FFHT1：定时器，方式1，1msX1=65536-1ms*6*106/12=65536-1*103/2=65536-500=65036=FE0CH三、初始化举例（*）设T1为定时工作方式，定时50ms，选择方式1，允许中断，软启动；T0为计数工作方式，对外部脉冲计数10次，硬启动，禁止中断，选择工作方式2；fosc=6MHZ解：T0：X0=256-10=246=F6HT1：X1=65536-50ms*6M/12=65536-25000=40536=9E58HTMOD=00011110=1EH初始化程序如下：MOVTMOD,#1EHMOVTH0,#0F6HMOVTL0,#0F6HMOVTH1,#9EHMOVTL1,#58HMOVIE,#88HSETBTR0;要等到/INT0=1时方可真正启动SETBTR16.5定时器的操作方式及应用1、方式0及应用（仅用了TH和TL的低5位）（*）例：选用T0，操作方式0，用于定时，由P1.0输出周期为1ms的方波，设fosc=6MHZ解：定时时间为500μs初始值X0=8192-t*fosc/12=8192-250=7942=1F06H但由于是13为定时器，TL0的高3位未用，则填入0，所以X0的实际值为F806HORG8000HMOVTMOD,#00HMOVTL0,#06HMOVTH0,#0F8HSETBTR0;启动T0，该程序未涉及中断，所以可以不用设置IELP1:JBCTF0,LP2;TF0只有在申请中断被响应后才会自动清0，这里不涉及中断，所以人工清0AJMPLP1LP2:MOVTL0,#06HMOVTH0,#0F8HCPLP1.0SJMPLP12、方式1及应用（16位）设单片机的fosc=12MHZ，要求在P1.0脚上输出周期为2ms的方波解：定时间隔为1ms，每次时间到时，P1.0取反。机器周期为1μs，所以需计1000次初值X=65536-1000采用定时器0的方式1编程，采用中断方式。#includereg51.hsbitp1_0=p1^0;voidtimer0(void)interrupt1using1{p1_0=!p1_0;TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;}voidmain(void){TMOD=0x01;p1_0=0;TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;ET0=1;EA=1;TR0=1;do{}while(1);}3、方式2及应用（如：用于外部中断扩展）扩展方法是，将定时/计数器设置为计数器方式，计数初值设定为满程，将待扩展的外部中断源接到定时/计数器的外部计数引脚。从该引脚输入一个下降沿信号，计数器加1后便产生定时/计数器溢出中断。即实现边沿触发的外部中断请求。例如，利用T0扩展一个外部中断源。将T0设置为计数器方式，按方式2工作，TH0、TL0的初值均为0FFH，T0允许中断，CPU开放中断。其初始化程序如下：MOVTMOD，#06H；置T0为计数器方式2MOVTL0，#0FFH；置计数初值MOVTH0，#0FFHSETBTR0；启动T0工作SETBET0；允许T0中断SETBEA；CPU开中断4、方式3及应用（仅T0有此方式，T1没有）1）结构（*）T0：TH0（8位）只用作简单的内部定时器功能，使用原T1的TR1和TF1，占用了T1的中断源。TH0的启动和关闭仅受TR1的控制。与GATE无关。TL0（8位）使用原T0的各控制引脚如GATE、TR0、TF0、T0的P3.4引脚及/IN