第五章 MCS-51单片机定时计数器原理及应用

第5章定时/计数器原理及应用一、定时/计数器的原理2个16位定时器/计数器——(52系列有3个16位Timer)定时器:对片内机器时钟(周期方波)进行计数计数器:对Tx引脚输入的脉冲进行计数与Timer工作有关的特殊功能寄存器：TCON和TMOD251子系列单片机内有两个十六位加1定时/计数器TH0计数值高八位TL0计数值低八位TH1计数值高八位TL1计数值低八位TMODTCON工作方式定时/计数控制控制控制3GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器方式寄存器TMOD(89H)T1T0M1,M0：工作方式定义位(定义4种方式):C/T：计数器/定时器选择位=1外部事件计数器。对Tx引脚的脉冲计数；=0片内时钟定时器。对机器周期脉冲计数定时00：13位Timer01：16位Timer——常用10：可自动重装的8位Timer——常用11：T0分为2个8位Timer；T1不工作——极少用4GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0GATE门控位:Timer可由软件与硬件两者控制GATE=0——普通用法Timer的启/停由软件对TRx位写“1”/“0”控制定时器方式寄存器TMOD（续）(89H)GATE=1——门控用法Timer的启/停由软件对TRx位写“1”/“0”和在INTx引脚上出现的信号的高/低共同控制5定时器控制寄存器TCON(88H)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCONTF0/TF1：定时器溢出中断申请标志位：=0：定时器未溢出；=1：定时器溢出申请中断，进中断后自动清零。TR0/TR1：定时器运行启停控制位：=0：定时器停止运行；=1：定时器启动运行。TCON：Timer控制寄存器，是管理定时器工作的SFR（其中低4位管外部中断）二、定时/计数器的四种工作方式M1M0方式说明00013位定时/计数器高八位TH（7~0）+低五位TL（4~0）01116位定时/计数器TH（7~0）+TL（7~0）1028位计数初值自动重装TL（7~0）TH（7~0）113T0运行，而T1停止工作，8位定时/计数。1、工作方式0计数寄存器TLi低5位+THi8位（T1、T0的等效逻辑结构）C//T=0——定时；C//T=1——对外计数。定时：fosc/12=1/（12/fosc）=1/T波形等间隔，次数已定，时间确定，即对机器周期进行计数。左图定时时间为N*TN个方波T计数：脉冲不等间隔。每个下降沿计数一次确认一次负跳变需两个机器周期，所以，计数频率最高为fosc/24。9能否启动定时/计数器工作与GATE有关，分两种情况：GATE=0时，若TRi=1，开启Ti计数工作；(i=0或1）若TRi=0，停止Ti计数。GATE=1时，若TRi=1且/INTi=1时开启Ti计数；若TRi=1且/INTi=0时不能开启Ti计数。若TRi=0，停止Ti计数。2、工作方式1与模式0相似，与模式0的区别：计数位数不同。计数寄存器：THi（高8位）+TLi（低8位）TFi中断TLi(8位)THi(8位)0~70~7控制BAC/T=0振荡器1/12&≥1TiTRiGATEINTiC/T=13、工作方式2与方式0、1的区别：1）计数位数不同；2）初值自动重装。124、工作方式3T0定时/计数，而T1停止计数，但可作波特率发生器。T0分成两独立定时/计数器TL0和TH0。TF0中断控制BAC/T=0振荡器1/12&≥1T0TR0GATEINTiC/T=1TL0(8位)振荡器1/12TH0TF1中断（a）TL0作8位定时/计数器（b）TH0作8位定时器TR1编程前确定参数：（1）定时/计数器——T0、T1选择其一（2）工作模式——C//T及GATE（3）工作方式——M1、M0三、定时/计数器的应用（4）定时计数初值计数初值：X=M－N；M=213=8192（方式0）M=216=65536（方式1）M=28=256（方式2、3）定时：X=M–N=M–t/T（t为所要求的定时时间，T为机器周期）N00101046MX15定时器应用程序举例：分析：已知fosc=6MHz则：（振荡周期）P=1/6MHz（机器周期）T=12P=12/6MHz=2S粗略地说：Tmin2S16位定时器最大数值为：216=65536=0FFFFH+1故选择方式1工作可以得到：Tmax=655362=131072S＝131.072mS例1：若晶振频率为6MHz，计算在工作方式1下的最小与最大定时时间：16分析：已知fosc=6MHz则：机器周期T=2S100mS÷2S=5000016位定时器最大数值为：216=65536(=0FFFFH+1)故选择方式1工作可以满足要求。计算初值：65536－50000=15536=例2：要求对T0产生100mS定时进行初始化，晶振6MHz。3CB0H17GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器方式寄存器TMOD由分析得知：T0选择方式1，初值=3CB0HXXXX0001初始化：MOVTMOD，#01H;选T0方式1MOVTH0，#3CH;赋初值高8位MOVTL0，#0B0H;赋初值低8位SETBTR0;启动T0定时18例3：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500s的等宽周期性方波，并由P1.0输出。分析：已知fosc=6MHz则机器周期T=2S，t=500S/2=250St/T=125方式0：13位定时器最大数值为：213=8192计算初值：8192－125=8067=500us1F83H19=0001111110000011B，1F83H00011TL111111100TH1FCH03H由分析得知：T1选择方式0，初值=FC03H20MOVTMOD,#00H；T1定时，工作方式0；MOVTH1,#0FCHMOVTL1,#03H；装入初值；SETBTR1；开启定时器；SETBP1.0;P1.0初态；LOOP:JBCTF1,LOOP1；判断是否溢出；溢出则定时已到，跳转；SJMPLOOP；未溢出返回，等待；LOOP1:MOVTH1,#0FCH；MOVTL1,#03H；重装初值（溢出归0）；CPLP1.0；求反，输出方波；SJMPLOOP；继续产生方波END2122