《实验三秒表实验》PPT课件.ppt
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1、实验三实验三 秒表实验秒表实验主主 要要 内内 容容MCS-51 MCS-51 MCS-51 MCS-51 单片机定时单片机定时单片机定时单片机定时/计数器的结构计数器的结构计数器的结构计数器的结构MCS-51 MCS-51 MCS-51 MCS-51 单片机的中断系统单片机的中断系统单片机的中断系统单片机的中断系统 定时器工作原理定时器工作原理定时器工作原理定时器工作原理一、一、MCS-51 MCS-51 MCS-51 MCS-51 单片机定时单片机定时单片机定时单片机定时/计数器的结构计数器的结构计数器的结构计数器的结构1 1 1 1、MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51定时定
2、时定时定时/计数器的结构计数器的结构计数器的结构计数器的结构 MCS-51 MCS-51 的的单单片片机机内内有有两两个个1616位位可可编编程程的的定定时时/计计数数器器,它它们们具具有有四四种种工工作作方方式式,其其控控制制字字和和状状态态均均在在相相应应的的特特殊殊功功能能寄寄存存器器中中,通通过过对对控控制制寄寄存存器器的的编程,就可方便地选择适当的工作方式。编程,就可方便地选择适当的工作方式。定定定定时时时时器器器器/计计计计数数数数器器器器的的的的主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是用用用用来来来来精精精精确确确确地地地地确确确确定定定定某某某某一一一一段段段段时时时时间间间间
3、间间间间隔隔隔隔(作作作作为为为为定定定定时时时时器器器器用用用用)或或或或累累累累计计计计外外外外部部部部输输输输入入入入的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲个个个个数数数数(作作作作为为为为计计计计数数数数器器器器用用用用)。当当当当用用用用作作作作为为为为定定定定时时时时器器器器时时时时,在在在在其其其其输输输输入入入入端端端端输输输输入入入入周周周周期期期期固固固固定定定定的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲,根根根根据据据据定定定定时时时时器器器器/计计计计数数数数器器器器中中中中累累累累计计计计(或或或或事事事事先先先先设设设设定定定定)的的的的周周周周期期期期固固固固定定定定的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲个个
4、个个数数数数,即即即即可可可可计计计计算算算算出出出出所所所所定定定定时时时时间间间间的的的的长度。长度。长度。长度。定时器定时器/计数器的作用计数器的作用定定时时器器T0 T0 特特性性功功能能寄寄存存器器TL0TL0(低低8 8 位位)和和TH0TH0(高高8 8 位位)构构成成,定定时时器器T1 T1 由由特特性性功功能能寄寄存存器器TL1TL1(低低8 8 位位)和和TH1TH1(高高8 8 位位)构构成成。方方式式寄寄存存器器TMODTMOD控控制制定定时时/计计数数器器的的工工作作模模式式和和方方式式,控控制制寄寄存存器器TCONTCON则则用用于于控控制制计计数数器器的的启启动动
5、和和停停止止以以及及计计数数溢溢出出的的标标志志的的设设置置。并并可可以以向向CPUCPU发发出出中中断断请请求求,完完成成定定时时计计数数器器的的控控制制功功能能。程程序序开开始始时时需需对对TL0TL0、TH0TH0、TL1 TL1 和和TH1 TH1 进进行初始化编程,以定义它们的工作方式和控制行初始化编程,以定义它们的工作方式和控制T0 T0 和和T1 T1 的计数。的计数。(1 1 1 1)方式寄存器)方式寄存器)方式寄存器)方式寄存器 TMOD TMOD TMOD TMODGATE GATE GATE GATE 门控位,控制方式选择位。门控位,控制方式选择位。门控位,控制方式选择位
6、。门控位,控制方式选择位。GATE=0 GATE=0 GATE=0 GATE=0 启动不受启动不受启动不受启动不受/INT0/INT0/INT0/INT0或或或或/INT1/INT1/INT1/INT1的控制;的控制;的控制;的控制;GATE=1 GATE=1 GATE=1 GATE=1 启动受启动受启动受启动受/INT0 /INT0 /INT0 /INT0 或或或或/INT1 /INT1 /INT1 /INT1 的控制。的控制。的控制。的控制。C/T C/T C/T C/T 外部计数器外部计数器外部计数器外部计数器/定时器方式选择位。定时器方式选择位。定时器方式选择位。定时器方式选择位。C/
7、T=0 C/T=0 C/T=0 C/T=0 定时方式;定时方式;定时方式;定时方式;C/T=1C/T=1C/T=1C/T=1计数方式。计数方式。计数方式。计数方式。M1M1M1M1和和和和M0M0M0M0为工作方式选择位。为工作方式选择位。为工作方式选择位。为工作方式选择位。确定确定定时器定时器定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式计数器的工作方式计数器的工作方式功能功能功能功能M1M1M0 M0 模式模式 说明说明0 00 00 01313位定时位定时/计数器计数器高八位高八位THTH(7 07 0)+低五位低五位TLTL(4 04 0)0 01 11 11616位定时位定时/计数器
8、计数器THTH(7 07 0)+TL+TL(7 07 0)1 10 0 2 2 8 8位计数初值自动重装位计数初值自动重装TLTL(7 07 0)TH TH(7 07 0)1 11 13 3T0T0运行,而运行,而T1T1停止工作,停止工作,8 8位定时位定时/计数。计数。M1/M0 M1/M0 M1/M0 M1/M0 工作模式工作模式工作模式工作模式选择选择选择选择位位位位(2 2)、定时)、定时/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCONTCON功能功能功能功能确定确定定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器运行状态和启动、停止运行状态和启动、停止TF1TF1:定时器:定时器1 1
9、溢出标志位。当定时器溢出标志位。当定时器1 1计满溢出时,由硬件使计满溢出时,由硬件使TF1TF1置置“1”“1”,并且申请中断。进入中断服务程序后,由硬件自,并且申请中断。进入中断服务程序后,由硬件自动清动清“0”“0”,在查询方式下用软件清,在查询方式下用软件清“0”“0”。TR1TR1:定时器:定时器1 1运行控制位。由软件清运行控制位。由软件清“0”“0”关闭定时器关闭定时器1 1。当。当GATE=1GATE=1,且,且INT1INT1为高电平时,为高电平时,TR1TR1置置“1”“1”启动定时器启动定时器1 1;当;当GATE=0GATE=0,TR1TR1置置“1”“1”启动定时器启
10、动定时器1 1。TF0TF0:定时器:定时器0 0溢出标志。其功能及操作情况同溢出标志。其功能及操作情况同TF1TF1。TR0TR0:定时器:定时器0 0运行控制位。其功能及操作情况同运行控制位。其功能及操作情况同TR1TR1。IE1IE1:外部中断:外部中断1 1请求标志。请求标志。IT1IT1:外部中断:外部中断1 1触发方式选择位。触发方式选择位。IE0IE0:外部中断:外部中断0 0请求标志。请求标志。IT0IT0:外部中断:外部中断0 0触发方式选择位。触发方式选择位。(3 3 3 3)定时)定时)定时)定时/计数器编程的主要方法计数器编程的主要方法计数器编程的主要方法计数器编程的主
11、要方法 正确设置控制字(初值设置)正确设置控制字(初值设置)正确设置控制字(初值设置)正确设置控制字(初值设置)a a a a 把工作方式字写入把工作方式字写入把工作方式字写入把工作方式字写入TMODTMODTMODTMOD;b b b b 把定时、计数初值装入把定时、计数初值装入把定时、计数初值装入把定时、计数初值装入THxTHxTHxTHx、TLxTLxTLxTLx寄存器;寄存器;寄存器;寄存器;c c c c 置位置位置位置位ETxETxETxETx允许定时允许定时允许定时允许定时/计数器中断;(对中断允许寄计数器中断;(对中断允许寄计数器中断;(对中断允许寄计数器中断;(对中断允许寄
12、存器存器存器存器IEIEIEIE位赋值)位赋值)位赋值)位赋值)d d d d 置位置位置位置位EAEAEAEA,使,使,使,使CPUCPUCPUCPU开放中断;开放中断;开放中断;开放中断;e e e e 置位置位置位置位TRxTRxTRxTRx,启动计数。(对,启动计数。(对,启动计数。(对,启动计数。(对TCONTCONTCONTCON设置)设置)设置)设置)设置定时设置定时设置定时设置定时/计数器的初值:设最大值为计数器的初值:设最大值为计数器的初值:设最大值为计数器的初值:设最大值为M,M,M,M,计数值为计数值为计数值为计数值为N,N,N,N,初值为初值为初值为初值为 X X X
13、X。对于计数:对于计数:对于计数:对于计数:X=M X=M X=M X=MN N N N;对于定时,对于定时,对于定时,对于定时,X=MX=MX=MX=M定时时间定时时间定时时间定时时间/T/T/T/T 其中,其中,其中,其中,T=12T=12T=12T=12晶振频率(设振荡频率为晶振频率(设振荡频率为晶振频率(设振荡频率为晶振频率(设振荡频率为12MHZ12MHZ12MHZ12MHZ)定时器定时器定时器定时器/计数器初始化流程图计数器初始化流程图计数器初始化流程图计数器初始化流程图 例例例例1 1 1 1 在在在在12MHz12MHz12MHz12MHz系统时钟下,实现系统时钟下,实现系统时
14、钟下,实现系统时钟下,实现5ms5ms5ms5ms定时,分别计定时,分别计定时,分别计定时,分别计 算在方式算在方式算在方式算在方式0 0 0 0、1 1 1 1下计数器的初值。下计数器的初值。下计数器的初值。下计数器的初值。计数初值为计数初值为MM:2 2k k-X*12/f-X*12/foscosc对于方式对于方式0 0,计数器为,计数器为1313位,因此位,因此k=13k=13,X=5msX=5ms,fosc=12MHzfosc=12MHzM=2M=21313-5000=3192=0C78H-5000=3192=0C78HTHTHX X=0CH=0CH,TLTLX X=78H=78H对于
15、方式对于方式1 1,计数器为,计数器为1616位,因此位,因此k=16k=16,X=5msX=5ms,fosc=12MHzfosc=12MHzM=2M=21616-5000=60536=EC78H-5000=60536=EC78HTHTHX X=ECH=ECH,TLTLx x=78H=78H 例例例例2 2 2 2 设定定时器设定定时器设定定时器设定定时器1 1 1 1为定时工作方式,要求软为定时工作方式,要求软为定时工作方式,要求软为定时工作方式,要求软件启动定时器件启动定时器件启动定时器件启动定时器1 1 1 1按方式按方式按方式按方式2 2 2 2工作。定时器工作。定时器工作。定时器工作
16、。定时器0 0 0 0为计数为计数为计数为计数方式,要求由软件启动定时器方式,要求由软件启动定时器方式,要求由软件启动定时器方式,要求由软件启动定时器0 0 0 0,按方式,按方式,按方式,按方式1 1 1 1工作。工作。工作。工作。C/TC/T位位(D6D6)是是定定时时或或计计数数功功能能选选择择位位,当当C/T=0C/T=0时时定定时时/计计数数器器就就为为定定时时工工作作方方式式。所所以以要要使使定定时时/计计 数数 器器 1 1工工 作作 在在 定定 时时 器器 方方 式式 必必 需需 使使 D6=0D6=0。定定定定 时时时时/计计计计 数数数数 器器器器 1 1 1 1工工工工
17、作作作作 在在在在 方方方方 式式式式 2 2 2 2,M0M0M0M0(D4D4D4D4)M1M1M1M1(D5D5D5D5)的值必须是)的值必须是)的值必须是)的值必须是1 01 01 01 0。设设设设定定定定定定定定时时时时器器器器0 0 0 0为为为为计计计计数数数数方方方方式式式式。定定定定时时时时/计计计计数数数数器器器器0 0 0 0的的的的工工工工作作作作方方方方式式式式选选选选择择择择位位位位也也也也是是是是C/TC/TC/TC/T(D2D2D2D2),当当当当C/T=1C/T=1C/T=1C/T=1时时时时,就就就就工作在计数器方式。工作在计数器方式。工作在计数器方式。工
18、作在计数器方式。使使使使定定定定时时时时/计计计计数数数数器器器器0 0 0 0工工工工作作作作在在在在方方方方式式式式1 1 1 1,M0M0M0M0(D0D0D0D0)M1M1M1M1(D1D1D1D1)的值必须是)的值必须是)的值必须是)的值必须是0 10 10 10 1。由由由由 软软软软 件件件件 启启启启 动动动动 定定定定 时时时时 器器器器 0 0 0 0,定定定定 时时时时 器器器器 1 1,当当当当 门门门门 控控控控 位位位位GATE=0GATE=0GATE=0GATE=0时时时时,定定定定时时时时/计计计计数数数数器器器器的的的的启启启启停停停停就就就就由由由由软软软软
19、件件件件控控控控制制制制。D7D7D7D7、D3D3D3D3为为为为0 0 0 0。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 0 1 0 0 1 0 10 0 1 0 0 1 0 10 0 1 0 0 1 0 10 0 1 0 0 1 0 1结论结论结论结论TMOD=0 x252 2 2 2、定时器、定时器、定时器、定时器/计数器工作方式计数器工作方式计数器工作方式计数器工作方式定时定时定时定时/计数器计数器计数器计数器0 0 0 0 的工作方式的工
20、作方式的工作方式的工作方式0 0 0 0 电路逻辑结构电路逻辑结构电路逻辑结构电路逻辑结构(1 1 1 1)工作方式)工作方式)工作方式)工作方式0 0 0 0计数器由计数器由计数器由计数器由TH TH TH TH 的全部的全部的全部的全部8 8 8 8 位和位和位和位和TLTLTLTL的低的低的低的低5 5 5 5位构成,位构成,位构成,位构成,TL TL TL TL 的高的高的高的高3 3 3 3位没有使用。当位没有使用。当位没有使用。当位没有使用。当C/T=0 C/T=0 C/T=0 C/T=0 时,多路开关接通振荡脉冲时,多路开关接通振荡脉冲时,多路开关接通振荡脉冲时,多路开关接通振荡
21、脉冲的的的的12 12 12 12 分频输出,分频输出,分频输出,分频输出,13 13 13 13 位计数器依次进行计数。这就是位计数器依次进行计数。这就是位计数器依次进行计数。这就是位计数器依次进行计数。这就是定时工作方式。当定时工作方式。当定时工作方式。当定时工作方式。当C/T=1C/T=1C/T=1C/T=1时,多路开关接通计数引脚时,多路开关接通计数引脚时,多路开关接通计数引脚时,多路开关接通计数引脚ToToToTo()或()或()或()或T1T1T1T1(),外部计数脉冲由引脚(),外部计数脉冲由引脚(),外部计数脉冲由引脚(),外部计数脉冲由引脚To To To To 或或或或T1
22、T1T1T1输入。输入。输入。输入。当计数脉冲发生负跳变时,计数器加当计数脉冲发生负跳变时,计数器加当计数脉冲发生负跳变时,计数器加当计数脉冲发生负跳变时,计数器加1 1 1 1,这就是计数,这就是计数,这就是计数,这就是计数工作方式。工作方式。工作方式。工作方式。在该工作方式下,当作为计数器使用时,其计数范围在该工作方式下,当作为计数器使用时,其计数范围在该工作方式下,当作为计数器使用时,其计数范围在该工作方式下,当作为计数器使用时,其计数范围是是是是1 18192 8192;如果晶振频率如果晶振频率如果晶振频率如果晶振频率fosc=12MHzfosc=12MHz,则定时范围为,则定时范围为
23、,则定时范围为,则定时范围为1s1s8192s8192s。工作原理工作原理工作原理工作原理当当当当TLTLTLTL的的的的低低低低5 5 5 5位位位位溢溢溢溢出出出出时时时时,都都都都会会会会向向向向THTHTHTH进进进进位位位位,而而而而全全全全部部部部13131313位位位位计计计计数器溢出时,则会向计数器溢出标志位数器溢出时,则会向计数器溢出标志位数器溢出时,则会向计数器溢出标志位数器溢出时,则会向计数器溢出标志位TF0 TF0 TF0 TF0 进位。进位。进位。进位。当当TMODTMOD中中M1M0=00M1M0=00时,定时器时,定时器/计数器选定方计数器选定方式式0 0进行工作
24、。进行工作。定时定时定时定时/计数器工作方式计数器工作方式计数器工作方式计数器工作方式1 1 1 1 等效电路等效电路等效电路等效电路(2 2 2 2)工作方式)工作方式)工作方式)工作方式1 1 1 1当当TMODTMOD中中M1M0=01M1M0=01时,定时器时,定时器/计数器选定方计数器选定方式式1 1进行工作。进行工作。工作原理工作原理工作原理工作原理其其其其逻逻逻逻辑辑辑辑结结结结构构构构与与与与方方方方式式式式0 0 0 0不不不不同同同同的的的的是是是是两两两两个个个个8 8 8 8位位位位寄寄寄寄存存存存器器器器TH0TH0TH0TH0和和和和TL0TL0TL0TL0全全全全
25、部部部部构构构构成成成成了了了了一一一一个个个个16161616位位位位的的的的定定定定时时时时器器器器/计计计计数数数数器器器器,其其其其他他他他与与与与工作方式工作方式工作方式工作方式0 0 0 0完全相同。完全相同。完全相同。完全相同。在在在在该该该该工工工工作作作作方方方方式式式式下下下下,当当当当作作作作为为为为计计计计数数数数器器器器使使使使用用用用时时时时,其其其其计计计计数数数数范范范范围是围是围是围是1 1 1 165536 65536 65536 65536;如如如如果果果果晶晶晶晶振振振振频频频频率率率率fosc=12MHzfosc=12MHzfosc=12MHzfosc
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