单片机原理及接口技术(C51编程)第7章-定时器计数器课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《单片机原理及接口技术(C51编程)第7章-定时器计数器课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 原理 接口 技术 C51 编程 定时器 计数器 课件
- 资源描述:
-
1、 第第7章章 定时器定时器/计数器的工计数器的工 作原理及应用作原理及应用 17.1 定时器定时器/计数器的结构计数器的结构 AT89S51定时器定时器/计数器结构计数器结构见见图图 7-1,定时器,定时器/计数器计数器T0由特殊功能由特殊功能寄存器寄存器TH0、TL0构成,构成,T1由特殊功能寄存器由特殊功能寄存器TH1、TL1构成。构成。2图图7-1 定时器定时器/计数器结构框图计数器结构框图 T0、T1都有都有定时器定时器和和计数器计数器两种工作模式两种工作模式,两种两种模式实质都是对脉冲信模式实质都是对脉冲信号进行计数,只不过计数信号来源不同。号进行计数,只不过计数信号来源不同。计数器
2、模式计数器模式是对加在是对加在T0(P3.4)和)和T1(P3.5)两个引脚上的外部脉冲进)两个引脚上的外部脉冲进行计数(见图行计数(见图7-1););定时器模式定时器模式是对系统时钟信号经是对系统时钟信号经12分频后的内部脉冲信号(机器周期)分频后的内部脉冲信号(机器周期)计数。由于系统时钟频率是定值,可根据计数值计算出定时时间。两个定计数。由于系统时钟频率是定值,可根据计数值计算出定时时间。两个定时器时器/计数器属于计数器属于增增1计数器计数器,即每计一个脉冲,计数器增,即每计一个脉冲,计数器增1。T0、T1具有具有4种工作方式种工作方式(方式(方式0、1、2和和3)。)。GATE=1,定
3、时器是否计数,由外中断引脚,定时器是否计数,由外中断引脚INTx*上的电平与运行控上的电平与运行控制位制位TRx共同控制。共同控制。(2)M1、M0工作方式选择位工作方式选择位 M1、M0 4种编码,对应于种编码,对应于4种工作方式的选择,种工作方式的选择,见见表表7-1。表表7-1M1、M0工作方式选择工作方式选择6(3)C/T*计数器模式和定时器计数器模式和定时器模式选择位模式选择位 C/T*=0,定时器模式,对系统时钟,定时器模式,对系统时钟12分频后的脉冲进行计数。分频后的脉冲进行计数。C/T*=1,计数器模式,计数器对外部输入引脚,计数器模式,计数器对外部输入引脚T0(P3.4)或)
4、或T1(P3.5)的外部脉冲(负跳变)计数。)的外部脉冲(负跳变)计数。7.1.2 定时器定时器/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON TCON字节地址字节地址88H,位地址为,位地址为88H8FH。格式。格式见见图图7-3。7图图7-3 TCON格式格式第第6章已介绍与外中断有关的低章已介绍与外中断有关的低4位。这里仅介绍高位。这里仅介绍高4位功能。位功能。(1)TF1、TF0计数溢出标志位计数溢出标志位 当计数器计数溢出时,该位置当计数器计数溢出时,该位置“1”。使用查询方式时,此位可供。使用查询方式时,此位可供CPU查询,但应注意查询后,用软件及时将该位清查询,但应注意查询后,用软件
5、及时将该位清“0”。使用中断方式。使用中断方式时,作为中断请求标志位,进入中断服务程序后由硬件自动清时,作为中断请求标志位,进入中断服务程序后由硬件自动清“0”。(2)TR1、TR0计数运行控制位计数运行控制位 TR1位(或位(或TR0)=1,启动计数器计数的必要条件。,启动计数器计数的必要条件。TR1位(或位(或TR0)=0,停止计数器计数。,停止计数器计数。该位可由软件置该位可由软件置“1”或清或清“0”。7.2 定时器定时器/计数器的计数器的4种工作方式种工作方式 4种工作方式,分别介绍如下。种工作方式,分别介绍如下。87.2.1 方式方式0 当当M1、M0=00,设置为方式,设置为方式
6、0,定时器,定时器/计数器等效逻辑结构计数器等效逻辑结构见见图图7-4(以(以T1为例,为例,TMOD.5、TMOD.4=00)。)。9图图7-4 定时器定时器/计数器方式计数器方式0的逻辑结构框图的逻辑结构框图 方式方式0为为1313位计数器位计数器,由,由TLx(x=0,1)的低)的低5位和位和THx的高的高8位构成位构成。TLx低低5位溢出则向位溢出则向THx进位,进位,THx计数溢出则把计数溢出则把TCON中的溢出标志位中的溢出标志位TFx置置“1”。图图7-2中,中,C/T*位控制电子开关决定位控制电子开关决定2种工作模式。种工作模式。(1)C/T*=0,电子开关打在上面,电子开关打
7、在上面,T1(或(或T0)为定时器工作模式,系)为定时器工作模式,系统时钟统时钟12分频后的脉冲作为计数信号。分频后的脉冲作为计数信号。(2)C/T*=1,电子开关打在下面,电子开关打在下面,T1(或(或T0)为计数器工作模式,对)为计数器工作模式,对P3.5(或(或P3.4)引脚上的外部输入脉冲计数,当引脚上发生负跳变时,计)引脚上的外部输入脉冲计数,当引脚上发生负跳变时,计数器加数器加1。GATE位状态决定定时器位状态决定定时器/计数器运行控制取决于计数器运行控制取决于TRx一个条件,还是一个条件,还是取决于取决于TRx和和INTx*引脚状态两个条件。引脚状态两个条件。10(1)GATE=
8、0时,时,A点(见图点(见图7-4)电位恒为)电位恒为1,B点电位仅取决于点电位仅取决于TRx状态。状态。TRx=1,B点为高电平,控制端控制电子开关闭合,允许点为高电平,控制端控制电子开关闭合,允许T1(或(或T0)对脉冲计数。)对脉冲计数。TRx=0,B点为低电平,电子开关断开,禁止点为低电平,电子开关断开,禁止T1(或(或T0)计数。)计数。(2)GATE=1时,时,B点电位由点电位由INTx*(x=0,1)的电平和)的电平和TRx的状的状态两个条件来确定。当态两个条件来确定。当TRx=1,且,且INTx*=1时,时,B点才为点才为1,电子开关闭,电子开关闭合,允许合,允许T1(或(或T
9、0)计数。故这种情况下计数器是否计数是由)计数。故这种情况下计数器是否计数是由TRx和和INTx*两个条件来共同控制的。两个条件来共同控制的。7.2.2 方式方式1 当当M1、M0=01时,工作于方式时,工作于方式1,等效电路逻辑结构,等效电路逻辑结构见见图图7-5。12图图7-5 方式方式1的逻辑结构框图的逻辑结构框图方式方式1和方式和方式0差别仅仅在于计数器的位数不同,方式差别仅仅在于计数器的位数不同,方式1为为16位位计数器,由计数器,由THx高高8位和位和TLx低低8位构成(位构成(x=0,1),方式),方式0则为则为13位计数器,有关控制状态位含义(位计数器,有关控制状态位含义(GA
10、TE、C/T*、TFx、TRx)与方式)与方式0相同。相同。7.2.3 7.2.3 方式方式2 2 方式方式0 0和方式和方式1 1最大特点是计数溢出后,计数器为全最大特点是计数溢出后,计数器为全0 0。因此在循。因此在循环定时或循环计数应用时就存在用指令反复装入计数初值的问题,这会环定时或循环计数应用时就存在用指令反复装入计数初值的问题,这会影响定时精度,方式影响定时精度,方式2 2就是为解决此问题而设置的。就是为解决此问题而设置的。当当M1M1、M0=10M0=10时,工作方式时,工作方式2 2,等效逻辑结构,等效逻辑结构见见图图7-67-6(以(以T1T1为例,为例,x=1x=1)。)。
11、工作方式工作方式2 2为为自动恢复初值(初值自动装入)自动恢复初值(初值自动装入)的的8 8位定时器位定时器/计数计数器,器,TLxTLx(x=0 x=0,1 1)作为常数缓冲器,当)作为常数缓冲器,当TLxTLx计数溢出时,在溢出标志计数溢出时,在溢出标志TFxTFx置置“1 1”的同时,还自动将的同时,还自动将THxTHx中的初值送至中的初值送至TLxTLx,使,使TLxTLx从初值从初值开始重新计数。定时器开始重新计数。定时器/计数器方式计数器方式2 2工作过程工作过程见见图图7-77-7。1314图图7-67-6 方式方式2逻辑结构框图逻辑结构框图15图图7-7 方式方式2工作过程工作
12、过程方式方式2可省去用户软件中重装初值的指令执行时间,简化定时初可省去用户软件中重装初值的指令执行时间,简化定时初值的计算方法,可相当精确地定时。值的计算方法,可相当精确地定时。7.2.4 方式方式3 方式方式3是为增加一个附加的是为增加一个附加的8位定时器位定时器/计数器而设置的,从而使计数器而设置的,从而使AT89S51具有具有3个定时器个定时器/计数器。计数器。方式方式3只适用于只适用于T0,T1不能工作在方不能工作在方式式3。T1方式方式3时相当于时相当于TR1=0,停止计数(此时,停止计数(此时T1可作为串口波特率可作为串口波特率产生器)。产生器)。1工作方式工作方式3下的下的T0
13、当当TMOD的低的低2位为位为11时,时,T0被选为方式被选为方式3,各引脚与,各引脚与T0的逻辑关系的逻辑关系见见图图7-8。T0分为两个独立的分为两个独立的8位计数器位计数器TL0和和TH0,TL0使用使用T0的状态控制位的状态控制位C/T*、GATE、TR0,而,而TH0被固定为一个被固定为一个8位定时器(不能作为外部位定时器(不能作为外部计数模式),并使用定时器计数模式),并使用定时器T1的状态控制位的状态控制位TR1,同时占用定时器,同时占用定时器T1的的中断请求源中断请求源TF1。162T0工作在方式工作在方式3时时T1的各种工作方式的各种工作方式 一般情况下,当一般情况下,当T1
14、用作串口波特率发生器时,用作串口波特率发生器时,T0才工作在方式才工作在方式3。T0方式方式3时,时,T1可为方式可为方式0、1、2,作为串口波特率发生器,或不需要中断,作为串口波特率发生器,或不需要中断的场合。的场合。17 图图7-8 T0方式方式3的逻辑结构框图的逻辑结构框图(1)T1工作在方式工作在方式0 T1的控制字中的控制字中M1、M0=00时,时,T1工作在方式工作在方式0,工作示意图如,工作示意图如图图7-9所示。所示。(2)T1工作在方式工作在方式1 当当T1的控制字中的控制字中M1、M0=01时,时,T1工作在方式工作在方式1,工作示意,工作示意见见图图7-10。19图图7-
15、9 T0方式方式3时时T1为方式为方式0工作示意图工作示意图(3)T1工作在方式工作在方式2 当当T1控制字中控制字中M1、M0=10时,时,T1为方式为方式2,工作示意如,工作示意如图图7-11所示。所示。20图图7-10 T0方式方式3时时T1为方式为方式1工作示意图工作示意图 图图7-11 T0方式方式3时时T1为方式为方式2工作示意图工作示意图(4)T1设置在方式设置在方式3 T0方式方式3时,再把时,再把T1也设置成方式也设置成方式3,此时,此时T1停止计数。停止计数。7.3 对外部输入的计数信号的要求对外部输入的计数信号的要求 计数器模式时,计数脉冲来自外部输入引脚计数器模式时,计
16、数脉冲来自外部输入引脚T0或或T1。当输入信号产。当输入信号产生负跳变时,计数值增生负跳变时,计数值增1。每个机器周期。每个机器周期S5P2期间,都对外部输入引脚期间,都对外部输入引脚T0或或T1进行采样。如在第进行采样。如在第1个机器周期中采得值为个机器周期中采得值为1,而在下一个机器周期中,而在下一个机器周期中采得的值为采得的值为0,则在紧跟着的再下一个机器周期,则在紧跟着的再下一个机器周期S3P1期间,计数器加期间,计数器加1。由。由于确认一次负跳变要花于确认一次负跳变要花2个机器周期,即个机器周期,即24个振荡周期,因此外部输入的计个振荡周期,因此外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡
17、器频率数脉冲的最高频率为系统振荡器频率1/24。21 如选用如选用6MHz晶体晶体,允许输入脉冲频率最高为,允许输入脉冲频率最高为250kHz。如选用。如选用12MHz频频率晶体,则可输入最高频率率晶体,则可输入最高频率500kHz外部脉冲。对外输入信号占空比没有限外部脉冲。对外输入信号占空比没有限制,但为确保某一给定电平在变化前能被采样制,但为确保某一给定电平在变化前能被采样1次,则次,则该该电平至少保持电平至少保持1个个机器周期机器周期。故对外部输入信号要求。故对外部输入信号要求见见图图7-12,图中,图中Tcy为机器周期。为机器周期。图图7-12 对外部计数输入信号的要求对外部计数输入信
18、号的要求237.4 7.4 定时器定时器/计数器的编程和应用计数器的编程和应用 4 4种工作方式中,方式种工作方式中,方式0 0与方式与方式1 1基本相同,只是计数位数不同。方基本相同,只是计数位数不同。方式式0 0为为1313位,方式位,方式1 1为为1616位。由于方式位。由于方式0 0是为兼容是为兼容MCS-48MCS-48而设,计数初而设,计数初值计算复杂,所以在实际应用中,一般不用方式值计算复杂,所以在实际应用中,一般不用方式0 0,常采用方式,常采用方式1 1。7.4.1 P17.4.1 P1口控制口控制8 8只只LEDLED每每0.5s0.5s闪亮一次闪亮一次 【例【例7-17-
19、1】在在AT89S51AT89S51的的P1P1口上接有口上接有8 8只只LEDLED,原理电路见,原理电路见图图7-7-1313。采用。采用T0T0方式方式1 1的定时中断方式,使的定时中断方式,使P1P1口外接的口外接的8 8只只LEDLED每每0.5s0.5s闪亮闪亮一次一次。24图7-13 方式1定时中断控制LED闪亮(1)设置)设置TMOD寄存器寄存器 T0工作在方式工作在方式1,应使,应使TMOD寄存器的寄存器的M1、M0=01;应设置;应设置C/T*=0,为定,为定时器模式;对时器模式;对T0的的运行控制仅由运行控制仅由TR0来控制来控制,应使相应的,应使相应的GATE位为位为0
20、。定时。定时器器T1不使用,各相关位均设为不使用,各相关位均设为0。所以,。所以,TMOD寄存器应初始化为寄存器应初始化为0 x01。(2)计算定时器)计算定时器T0的计数初值的计数初值 设定时时间设定时时间5ms(即(即5 000s),设),设T0计数计数初值为初值为X,假设晶振的频率为,假设晶振的频率为11.059 2MHz,则定时时间为:,则定时时间为:25 定时时间定时时间=(216X)12/晶振频率晶振频率 则则 5 000=(216 X)12/11.059 2 得得 X=60 928 转换成十六进制转换成十六进制:0 xee00,其中,其中0 xee装入装入TH0,0 x00装入装
21、入TL0。(3)设置)设置IE寄存器寄存器 本例由于采用定时器本例由于采用定时器T0中断,因此需将中断,因此需将IE寄存器中的寄存器中的EA、ET0位置位置1。(4)启动和停止定时器)启动和停止定时器T0 将定时器控制寄存器将定时器控制寄存器TCON中的中的TR0=1,则启动定时器,则启动定时器T0;TR0=0,则,则停止定时器停止定时器T0定时。定时。参考程序:参考程序:#includechar i=100;void main()TMOD=0 x01;/定时器定时器T0为为方式方式1TH0=0 xee;/设置定时器初值设置定时器初值TL0=0 x00;27P1=0 x00;/P1口口8个个L
22、ED点亮点亮EA=1;/总中断开总中断开ET0=1;/开开T0中断中断TR0=1;/启动启动T0while(1);/循环等待循环等待;void timer0()interrupt 1/T0中断程序中断程序TH0=0 xee;/重新赋初值重新赋初值TL0=0 x00;i-;/循环次数减循环次数减1if(i=0)P1=P1;/P1口按位取反口按位取反i=100;/重置循环次数重置循环次数7.4.2 计数器的应用计数器的应用【例【例7-2】如如图图7-14,T1采用计数模式,方式采用计数模式,方式1中断,计数输入引脚中断,计数输入引脚T1(P3.5)上外接按钮开关,作为计数信号输入。)上外接按钮开关
23、,作为计数信号输入。按按4次按钮开关后次按钮开关后,P1口的口的8只只LED闪烁不停闪烁不停。(1)设置)设置TMOD寄存器寄存器29T1工作在工作在方式方式1,应使,应使TMOD的的M1、M0=01;设置;设置C/T*=1,为,为计数器计数器模式模式;对;对T0运行控制仅由运行控制仅由TR0来控制,应使来控制,应使GATE0=0。定时器。定时器T0不使用,不使用,各相关位均设为各相关位均设为0。所以,。所以,TMOD寄存器应初始化为寄存器应初始化为0 x50。(2)计算定时器)计算定时器T1的计数初值的计数初值由于每按由于每按1次按钮开关,计数次按钮开关,计数1次,次,按按4次后,次后,P1
24、口口的的8只只LED闪烁不停闪烁不停。因此。因此计数器初值计数器初值为为65 5364=65 532,将其转换成十六进制后为,将其转换成十六进制后为0 xfffc,所以,所以,TH0=0 xff,TL0=0 xfc。30图图7-14 由外部计数输入信号控制由外部计数输入信号控制LED的闪烁的闪烁(3)设置)设置IE寄存器寄存器 本例由于采用本例由于采用T1中断,因此需将中断,因此需将IE寄存器的寄存器的EA、ET1位置位置1。(4)启动和停止定时器)启动和停止定时器T1 将寄存器将寄存器TCON中中TR1=1,则启动,则启动T1计数;计数;TR1=0,则停止,则停止T1计数。计数。参考程序如下
25、:参考程序如下:#include void Delay(unsigned int i)/定义定义延时函数延时函数Delay(),i是形是形 /式参数,不能赋初值式参数,不能赋初值unsigned int j;for(;i0;i-)/变量变量i由实际参数传入一个值由实际参数传入一个值/因此因此i不能赋初值不能赋初值for(j=0;j125;j+);/空函数空函数 void main()/主函数主函数 TMOD=0 x50;/设置定时器设置定时器T1为方式为方式1计数计数TH1=0 xff;/向向TH1写入写入初值的初值的高高8位位TL1=0 xfc;/向向TL1写入写入初值的初值的低低8位位EA
展开阅读全文