定时器-计数器-优秀课件.ppt
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1、定时器定时器-计数器计数器-2022/10/232022/10/231 1第1页,本讲稿共34页本章主要内容本章主要内容n n定时器定时器/计数器的结构与控制计数器的结构与控制n n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n n定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例2022/10/232第2页,本讲稿共34页6.1.1 6.1.1 89S51定时器定时器/计数器的结构计数器的结构uu89S5189S51单片机内部有两个单片机内部有两个单片机内部有两个单片机内部有两个16-bit16-bit的定时器的定时器的定时器的定时器/计数器计数器计数器计数器T1T1和和和和T0T0,受
2、特殊功能寄存器,受特殊功能寄存器,受特殊功能寄存器,受特殊功能寄存器TMODTMOD和和和和TCONTCON的控制,是的控制,是的控制,是的控制,是16-bit16-bit加加加加1 1计数器。结构如图计数器。结构如图计数器。结构如图计数器。结构如图6.16.1所示:所示:所示:所示:2022/10/233第3页,本讲稿共34页 定时器工作模式定时器工作模式n n单片机芯片内振荡器输出经单片机芯片内振荡器输出经1212分频后的脉分频后的脉冲加计数,即每个机器周期使定时器冲加计数,即每个机器周期使定时器/计数计数器(器(T0T0或或T1T1)的数值加)的数值加1 1直至计满溢出。直至计满溢出。2
3、022/10/234第4页,本讲稿共34页 计数器工作模式计数器工作模式n n通过引脚通过引脚T0(P3.4)和)和T1(P3.5)对外部脉)对外部脉冲信号计数。当输入脉冲信号产生由冲信号计数。当输入脉冲信号产生由1至至0的的下降沿时定时器下降沿时定时器/计数器的值加计数器的值加1。n nCPU检测一个检测一个1至至0的跳变需要两个机器周期,的跳变需要两个机器周期,故最高计数频率为振荡频率的故最高计数频率为振荡频率的1/24。n n为了确保某个电平在变化之前被采样一次,为了确保某个电平在变化之前被采样一次,要求电平保持时间至少是一个完整的机器要求电平保持时间至少是一个完整的机器周期。输入信号波
4、形如下图所示。周期。输入信号波形如下图所示。2022/10/235第5页,本讲稿共34页 对输入脉冲宽度的要求对输入脉冲宽度的要求对输入脉冲宽度的要求对输入脉冲宽度的要求2022/10/236第6页,本讲稿共34页6.1.2 定时器定时器/计数器的控制计数器的控制uu工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMOD特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器TMODTMOD是是是是89S5189S51单片机的定时器单片机的定时器单片机的定时器单片机的定时器/计数器工计数器工计数器工计数器工作方式控制寄存器,用于选择定时器作方式控制寄存器,用于选择定时器作方式控制寄存器,用于选择定时器作
5、方式控制寄存器,用于选择定时器/计数器的工作模式和工作计数器的工作模式和工作计数器的工作模式和工作计数器的工作模式和工作方式,字节地址为方式,字节地址为方式,字节地址为方式,字节地址为89H89H,不能位寻址,其格式如图,不能位寻址,其格式如图,不能位寻址,其格式如图,不能位寻址,其格式如图6.26.2所示。所示。所示。所示。2022/10/237第7页,本讲稿共34页TMOD各位定义及具体的意义各位定义及具体的意义2022/10/238第8页,本讲稿共34页2022/10/239第9页,本讲稿共34页6.1.2 定时器定时器/计数器的控制计数器的控制uu定时器定时器/计数器控制寄存器计数器控
6、制寄存器TCOM特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器TMODTMOD的字节地址为的字节地址为的字节地址为的字节地址为88H88H,可位寻址。,可位寻址。,可位寻址。,可位寻址。TCONTCON的格式如图的格式如图的格式如图的格式如图6.36.3所示所示所示所示 。2022/10/2310第10页,本讲稿共34页 控制寄存器控制寄存器TCOM各位定义各位定义uuTCON中的低中的低4-bit与外部中断有关,已与外部中断有关,已在本书第在本书第5章中介绍章中介绍。uuTF1、TF0计数溢出标志位计数溢出标志位 当计数器作加当计数器作加1 1计数而产生溢出时,该位被单片机内部硬件
7、电计数而产生溢出时,该位被单片机内部硬件电路自动置路自动置“1”1”。使用查询方式时,此位作为状态位供。使用查询方式时,此位作为状态位供CPUCPU查查询,但应该注意的是,当询,但应该注意的是,当CPUCPU查询有效后,应采用软件指令及查询有效后,应采用软件指令及时将该位清时将该位清“0”0”。使用中断方式时,此位作为中断请求标。使用中断方式时,此位作为中断请求标志位,志位,CPUCPU进入中断服务程序后,该位由单片机内部硬件电路进入中断服务程序后,该位由单片机内部硬件电路自动清自动清“0”0”2022/10/2311第11页,本讲稿共34页 控制寄存器控制寄存器TCOM各位定义各位定义uuT
8、R1、TR0加加1计数运行控制位计数运行控制位当当当当TR1=1TR1=1时,启动定时器时,启动定时器时,启动定时器时,启动定时器/计数器计数器计数器计数器T1T1进行加进行加进行加进行加1 1计数;计数;计数;计数;TR1=0TR1=0时,停止定时器时,停止定时器时,停止定时器时,停止定时器/计数器计数器计数器计数器T1T1的计数。的计数。的计数。的计数。TR0=1TR0=1时,启动定时器时,启动定时器时,启动定时器时,启动定时器/计数器计数器计数器计数器T0T0进行加进行加进行加进行加1 1计数;计数;计数;计数;TR0=0TR0=0时,停止定时器时,停止定时器时,停止定时器时,停止定时器
9、/计数器计数器计数器计数器T0T0的计数。的计数。的计数。的计数。TR1TR1、TR0TR0可以由软件置可以由软件置可以由软件置可以由软件置“1”1”和清和清和清和清“0”0”。2022/10/2312第12页,本讲稿共34页6.2 6.2 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 1.1.工作方式工作方式工作方式工作方式1 12.2.工作方式工作方式工作方式工作方式2 23.3.工作方式工作方式工作方式工作方式3 34.4.工作方式工作方式工作方式工作方式0 02022/10/2313第13页,本讲稿共34页6.2.1 6.2.1 工作方式工作方式 1 当当当当M1M1、M0M0
10、为为为为0101时,定时器时,定时器时,定时器时,定时器/计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式1 1,等,等,等,等效逻辑结构图如图效逻辑结构图如图效逻辑结构图如图效逻辑结构图如图6.46.4所示(以定时器所示(以定时器所示(以定时器所示(以定时器/计数器计数器计数器计数器T1T1为例,所为例,所为例,所为例,所以以以以 TMOD.5TMOD.5、TMOD.4=01TMOD.4=01)。)。)。)。2022/10/2314第14页,本讲稿共34页6.2.1 6.2.1 工作方式工作方式 11.两种工作模式的选择两种工作模式的选择 定时器工作模式定时器
11、工作模式()计数器工作模式计数器工作模式()2.软件控制和硬件控制的选择软件控制和硬件控制的选择 软件控制软件控制(当(当(当(当GATE=0GATE=0时时时时 )软件和硬件联合控制软件和硬件联合控制(当(当(当(当GATE=1GATE=1时时时时 )2022/10/2315第15页,本讲稿共34页6.2.2 6.2.2 工作方式工作方式 2 当当当当M1M1、M0M0为为为为1010时,定时器时,定时器时,定时器时,定时器/计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式2 2,等效逻辑结构图如图等效逻辑结构图如图等效逻辑结构图如图等效逻辑结构图如图6.46
12、.4所示(以定时器所示(以定时器所示(以定时器所示(以定时器/计数器计数器计数器计数器T1T1为为为为例,所以例,所以例,所以例,所以 TMOD.5TMOD.5、TMOD.4=10TMOD.4=10)。)。)。)。2022/10/2316第16页,本讲稿共34页6.2.2 6.2.2 工作方式工作方式 21.1.工作方式工作方式工作方式工作方式2 2时,时,时,时,16-bit16-bit的定时器的定时器的定时器的定时器/计数器计数器计数器计数器T1T1被拆分为两个被拆分为两个被拆分为两个被拆分为两个8-bit8-bit寄存器寄存器寄存器寄存器TH1TH1和和和和TL1TL1,其中,其中,其中
13、,其中,TL1TL1为加为加为加为加1 1计数器,计数器,计数器,计数器,TH1TH1作为作为作为作为TL1TL1的初值预置寄存器,并始终保持为初值常数。的初值预置寄存器,并始终保持为初值常数。的初值预置寄存器,并始终保持为初值常数。的初值预置寄存器,并始终保持为初值常数。当当当当TL1TL1加加加加1 1计数溢出时,溢出标志位计数溢出时,溢出标志位计数溢出时,溢出标志位计数溢出时,溢出标志位TF1TF1被硬件电路自动被硬件电路自动被硬件电路自动被硬件电路自动置置置置“1”1”,同时,自动将,同时,自动将,同时,自动将,同时,自动将TH1TH1中的初值送给中的初值送给中的初值送给中的初值送给T
14、L1TL1,使,使,使,使TL1TL1从初值开始重新加计数。从初值开始重新加计数。从初值开始重新加计数。从初值开始重新加计数。2.2.工作方式工作方式工作方式工作方式2 2可以省去用户程序中重装初值的指令执行时可以省去用户程序中重装初值的指令执行时可以省去用户程序中重装初值的指令执行时可以省去用户程序中重装初值的指令执行时间,可以相当精确地定时。间,可以相当精确地定时。间,可以相当精确地定时。间,可以相当精确地定时。2022/10/2317第17页,本讲稿共34页6.2.3 6.2.3 工作方式工作方式 3工作方式工作方式3是为了增加是为了增加1个附加的个附加的8-bit定时器定时器/计数器而
15、设置的,从而使计数器而设置的,从而使89S51具有具有3个定个定时器时器/计数器。计数器。工作方式工作方式3只适用于定时器只适用于定时器/计数器计数器T0,定时,定时器器/计数器计数器T1不能工作在工作方式不能工作在工作方式3。2022/10/2318第18页,本讲稿共34页 工作方式工作方式3下的下的T0 当当TMOD.1、TMOD.0=11时,时,T0的工作方式的工作方式被选为工作方式被选为工作方式3,这时各引脚与,这时各引脚与T0的逻辑的逻辑关系如图关系如图6.7所示所示。2022/10/2319第19页,本讲稿共34页(a)TL0作为8-bit定时器/计数器(b)TH0作为8-bit定
16、时器图6.7 T0工作方式3时的逻辑结构框图2022/10/2320第20页,本讲稿共34页 T0工作方式工作方式3时时T1的各种工作方式的各种工作方式 1.一般情况下,当一般情况下,当T1用作串行口波特率发生器用作串行口波特率发生器时,时,T0才工作于工作方式才工作于工作方式3。2.T0处于工作方式处于工作方式3时,时,T1可设置为工作方式可设置为工作方式0、工作方式工作方式1、工作方式、工作方式2,用来作为串行口的,用来作为串行口的波特率发生器,以确定串行通信的速率波特率发生器,以确定串行通信的速率。2022/10/2321第21页,本讲稿共34页 图图图图6.8 T06.8 T0工作方式
17、工作方式工作方式工作方式3 3时时时时T1T1为工作方式为工作方式为工作方式为工作方式0 0的工作示意图的工作示意图的工作示意图的工作示意图2022/10/2322第22页,本讲稿共34页图图图图6.9 T06.9 T0工作方式工作方式工作方式工作方式3 3时时时时T1T1为工作方式为工作方式为工作方式为工作方式1 1的工作示意图的工作示意图的工作示意图的工作示意图2022/10/2323第23页,本讲稿共34页图图图图6.10 T06.10 T0工作方式工作方式工作方式工作方式3 3时时时时T1T1为工作方式为工作方式为工作方式为工作方式2 2的工作示意图的工作示意图的工作示意图的工作示意图
18、2022/10/2324第24页,本讲稿共34页6.2.4 6.2.4 工作方式工作方式 0 当当当当M1M1、M0M0为为为为0000时,定时器时,定时器时,定时器时,定时器/计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式计数器工作于工作方式1 1,等效逻辑结构图如图等效逻辑结构图如图等效逻辑结构图如图等效逻辑结构图如图6.116.11所示(以定时器所示(以定时器所示(以定时器所示(以定时器/计数器计数器计数器计数器T1T1为例,所以为例,所以为例,所以为例,所以 TMOD.5TMOD.5、TMOD.4=00TMOD.4=00)。)。)。)。2022/10/2325第25页,本
19、讲稿共34页 工作方式工作方式 0工作方式工作方式0与工作方式与工作方式1的差别仅仅在于计数的差别仅仅在于计数器的模不同,工作方式器的模不同,工作方式1为为16-bit加加1计数器,计数器,而工作方式而工作方式0为为13-bit加加1计数器,由计数器,由TL1的低的低5-bit和和TH1的的8-bit构成,当构成,当TL1的低的低5-bit计计数溢出时,向数溢出时,向TH1进位,进位,TH1计数溢出时,计数溢出时,将将TCON中的溢出标志位置中的溢出标志位置“1”。由于工作方式由于工作方式0是为了兼容是为了兼容MCS-48系列的单系列的单片机而设计的,并且其计数初值的计算比较片机而设计的,并且
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