定时和计数的基本概念定时计数器的结构单片机定时计数器的特点定时计数器的使用（合理选择定时计数器工作方式初始值的计算初始化程序的设计） 定时计数器工程中运用.ppt

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1、定时和计数的基本概念 定时计数器的结构 单片机定时计数器的特点 定时计数器的使用（合理选择定时计数器工作方式，初始值的计算，初始化程序的设计）定时计数器工程中运用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望6.1 8051定时定时/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理6.2 定时定时/计数器的控制寄存器计数器的控制寄存器6.3 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式 6.4 定时定时/计数器用于外部中断扩展计数器用于外部中断扩展6.5 定时定时/计

2、数器应用计数器应用本章大纲本章大纲 6.6 定时器定时器2 6.8 实践训练实践训练简易频率计设计简易频率计设计 思考与练习思考与练习 6.7 看门狗看门狗 1、定时/计数器的结构图6-1所示是定时/计数器的结构原理框图。6.1 8051定时定时/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理图6-1 定时/计数器的结构原理框图2、定时/计数器的工作原理作为定时/计数器的加1计数器，其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，另一个是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0，且计数器的溢出使T

3、CON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。6.1 8051定时定时/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理8051系列单片机定时/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TMOD6.2 定时定时/计数器的控制寄存器计数器的控制寄存器2、控制寄存器TCON6.2 定时定时/计数器的控制寄存器计数器的控制寄存器1、工作方式06.3 定

4、时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式图6-2 定时/计数器T0工作方式02、工作方式16.3 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式图6-3 定时/计数器T0工作方式13、工作方式26.3 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式图6-4 定时/计数器T0工作方式24、工作方式36.3 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式图6-5 定时/计数器T0工作方式36.3 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式图6-6 T0方式3情况下的T1工作方式实际应用系统中如需有两个以上的外部中断源，而片内定时/计数器未使用时，可利用定时/计数器来扩展外部中断源。扩展方法是，将定时/计数器设

5、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。因此，可把定时/计数器的外部计数引脚作为扩展中断源的中断输入端。6.4 定时定时/计数器用于外部中断扩展计数器用于外部中断扩展在工程应用中，常常会遇到要求系统定时或对外部事件计数等类似问题，若用CPU直接进行定时或计数不但降低了CPU的效率，而且会无法响应实时事件。灵活运用定时/计数器不但可减轻CPU的负担，简化外围电路，而且可以提高系统的实时性，能快速响应和处理外部事件。由于定时/计数器的功能是由软件编程实现的，因此一般在使用定时/计数器

6、前都要对其进行初始化。所谓初始化，实际上就是确定相关寄存器的值。初始化步骤如下：（1）确定工作方式。对TMOD赋值。根据任务性质明确工作方式及类型，从而确定TMOD寄存器的值。6.5 定时定时/计数应用计数应用（2）预置定时/计数器的计数初值。依据以上确定的工作方式和要求的计数次数，计算出相应的计数初值。直接将计数初值写入TH0、TL0或TH1、TL1。（3）根据需要开放定时/计数器中断。直接对IE寄存器赋值。（4）启动定时/计数器工作。将TR0或TR1置1。GATE=0时，直接由软件置位启动；GATE=l时，除软件置位外，还必须在外中断引脚处加上相应的电平值才能启动。【例6-2】设单片机的振

7、荡频率为12MHz，用定时器/计数器0的模式1编程，在P1.0引脚产生一个50Hz的方波，定时器T0采用中断的处理方式。解：定时器初值计算：振荡频率为12MHz，则机器周期为1s。设定时初值为X，（65536-X）1s=10ms，则X=55536=D8F0H定时器的初值为：TH0=0D8H，TL0=0F0H6.5 定时定时/计数应用计数应用6.5 定时定时/计数应用计数应用除了定时器0和定时器1外，52系列单片机还有另外一个定时器定时器2。下面我们简单介绍一下定时器2的用法。定时器2是一个16位的定时器/计数器。T2CON中的2/TC位决定定时器2是用作定时器还是计数器。定时器2有三种工作模式

8、：捕捉模式、自动重载（增或减计数）模式和波特率发生器模式。定时器2的工作模式由T2CON决定，详见表6-6。定时器2有两个8位的寄存器TH2和TL2。在定时器功能中，每个机器周期TL2都会增1。由于一个机器周期由12个振荡周期组成，所以定时器2的计数速率为振荡频率的1/12。与定时器2有关的寄存器为T2CON和T2MOD。6.6 定时器定时器26.6 定时器定时器2看门狗是S5x系列单片机比C5x系列多出来的功能之一。看门狗可以在CPU死机时重启CPU。看门狗由一个14位的计数器和看门狗寄存器WDTRST组成。单片机复位后，看门狗是处于禁用状态的。要使能看门狗，就要连续向WDTRST寄存器写入

9、0 x1e和0 xe1。当看门狗使能且振荡器工作时，看门狗计数器每个机器周期增1。使能看门狗后，除了复位（硬件复位或看门狗溢出复位）外没有办法禁用看门狗。当看门狗计数器溢出时，它会在RST引脚产生一个高电平脉冲，迫使单片机复位。当看门狗使能后，程序必须不断地向WDTRST写0 x1e和0 xe1以避免看门狗溢出（通常称为“喂狗”）。看门狗的14位计数器在数到16383（0 x3FFF）后溢出，这时单片机会复位。这意味着程序必须最多16383机器周期内喂一次狗。6.7 看门狗看门狗利用单片机的T0、T1的定时/计数功能，完成对输入的信号的频率进行测量，测量的结果通过8位动态数码管显示出来。这里要

10、求实现对0200KHz的信号频率进行准确测量，测量误差不超过1Hz。频率计的功能，是测出1s内的输入信号的周期个数，再用数字的方式显示出来，也就是需要完成定时1s、对输入的脉冲计数和数字显示的硬件电路和相应的程序。6.8 实践训练实践训练简易频率计设计简易频率计设计2、程序设计分析通过任务分析，要求单片机要完成三个实时任务，分别是：对输入信号周期进行计数、1s定时、动态显示，以及频率计算及频率转换为显示数据。要同时完成三个实时任务，只有使用中断的方式进行任务分割，可以用定时器T0、T1及其中断服务程序和主程序来分别完成每一个任务。其中，动态显示因人的视觉的不敏感，对实时要求最低，因而使用主程序

11、完成，同时将数据的运算也放在主程序中。剩下的两个任务分别用T0完成输入信号的计数和T1完成1s的定时。6.8 实践训练实践训练简易频率计设计简易频率计设计1、硬件电路分析从设计要求可以得出，定时1s，可以通过单片机内部的定时器来完成，不需要额外的硬件电路。同样，对脉冲的计数也可能用单片机内部的定时/计数器来完成，也不需要另外的硬件电路，只需要将外部的计数脉冲连接对应的引脚上，本训练中选择T0作为计数用，所以将计数脉冲连接到对应的T0引脚（P3.4，第二功能）。显示频率的数字，可以采用各种显示器件，如LED、LCD等，本设计中采用LED的动态显示电路，P0口接七段显示器的段码输入端，P2口接位码

12、控制端。输出脉冲的P1.0（采用定时器2产生脉冲）作为信号源。6.8 实践训练实践训练简易频率计设计简易频率计设计1.概念题1)定时/计数器在各方式下，晶振频率分别为6MHz、12MHz时的最大定时时间为多少？2)8051系列单片机的晶振频率为12MHz，要求用定时/计数器T0产生1ms的定时，试确定计数初值以及TMOD寄存器的内容。2.操作题1)设晶振频率为12MHz。编程实现以下功能：利用定时/计数器T0通过P1.7引脚输出一个50Hz的方波。2)每隔1s读一次P1.0，如果所读的状态为“1”，则将片内RAM的10H单元内容加1；如果所读的状态为“0”，则将片内RAM的11H单元内容加1。设单片机的晶振频率为12MHz，画出硬件原理图并设计相应程序。思考与练习思考与练习