定时器和中断.ppt
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1、第六章 定时器和中断河工科技河工科技瓮嘉民制作瓮嘉民制作单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件第六章第六章 定时器和中断定时器和中断第四节第四节 AT89S51单片机中断系统单片机中断系统第三节第三节 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例第二节第二节 定时器定时器/计数器计数器4种工作方式种工作方式第一节第一节 定时器定时器/计数器概述计数器概述单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件第一节第一节 定时定时/计数器概述计数器概述一、定时一、定时/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理1定时定时/计数器的结构计数器的结构图6-1 TMOD、TCON与T0
2、、T1的结构框图单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件2定时定时/计数器工作原理计数器工作原理定时器工作前先装入初值,利用送数指令将初值装入TH0 和 TL0 或 TH1和TL1,高位数装入TH0 和TH1,低位数装入 TL0 和 TL1。当发出启动命令后,装初值寄存器开始计数,连续加1,每一个机器周期加1 一次,加到满值(各位全1)。若再加1,则溢出,同时将初值寄存器清零。如果继续计数定时,则需要重新赋初值。图6-2 定时/计数器的工作原理结构框图单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件二、定时二、定时/计数器工作方式控制寄存器计数器工作方式控制寄存器 TMODTM
3、OD为T0、T1的工作方式控制寄存器,其格式如下。GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器T0定时器 T1(1)GATE 门控位,控制定时器的两种启动方式,定时/计数方式选择位,=0,T0或 T1 为定时方式;=1,T0或 T1 为计数方式。当GATE=0,只要TR0 或 TR1 置1,定时器则可启动。GATE=1,除TR0 或 TR1 置1 外,还必须等待外部脉冲输入端 P3.4 或P3.5 高电平到,定时器才能启动。若外部输入低电平,则定时器关闭,这样可实现由外部控制定时器的启停,故称该位为门控位。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件M1M0模式模式说说明明000
4、13位定位定时时/计计数器,高八位数器,高八位TH(70)+低五位低五位TL(4 0)01116位定位定时时/计计数器数器 TH(7 0)+TL(7 0)1028位位计计数初数初值值自自动动重装重装 TL(7 0)TH(70)113T0运行,而运行,而T1停止工作,停止工作,8位定位定时时/计计数。数。表6-1 M1和M0 工作方式选择位(3)M1、M0工作方式选择位,其功能见表6-1。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件三、定时三、定时/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON定时器控制字TCON的格式如下。位地址位地址8FH8FH8EH8EH8DH8DH8CH8CH8BH8
5、BH8AH8AH89H89H88H88H位符号位符号TF1TF1TR1TR1TF0TF0TR0TR0IE1IE1IT1IT1IE0IE0IT0IT0各位定义如下:TF1定时器T1溢出标志。当定时器T1计满溢出时,由硬件使TF1置“1”,并且申请中断。进入中断服务程序后,由硬件自动清“0”,在查询方式下用软件清“0”。TF0定时器T0溢出标志。当定时器T0计满溢出时,由硬件使TF0置“1”,并且申请中断。进入中断服务程序后,由硬件自动清“0”,在查询方式下用软件清“0”。TR1 定时/计数器T1运行控制位。软件置位,软件复位。与GATE有关,分两种情况:当GATE=0 时,若TR1=1,开启T1
6、计数工作;若TR1=0,停止T1计数。当GATE=1 时,若TR1=1 且/INT1=1时,开启T1计数;若TR1=1 但/INT1=0,则不能开启T1计数。若TR1=0,停止T1计数。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件 TR0定时/计数器T0运行控制位。软件置位,软件复位。与GATE有关,分两种情况:当GATE=0 时,若TR0=1,开启T0计数工作;若TR0=0,停止T0计数。当GATE=1 时,若TR0=1 且/INT0=1时,开启T0计数;若TR0=0 但/INT0=0,则不能开启T0计数。若TR0=0,停止T0计数。IE1外部中断1请求标志。IE1=1表明外部中断1
7、向CPU申请中断。IT1外部中断1触发方式选择位。当IT1=0,外部中断1为电平触发方式。IE0外部中断0请求标志。IE0=1表明外部中断0向CPU申请中断。IT0外部中断0触发方式选择位。当IT1=0,外部中断0为电平触发方式;IT1=1,外部中断0为边沿触发方式;其操作功能与IT1类似。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件四、定时四、定时/计数器的初始化计数器的初始化1定时器初始化的主要步骤定时器初始化的主要步骤 选择工作方式,即对选择工作方式,即对TMOD 赋初值。给定时器赋初值,即把初始常数装入给定时器赋初值,即把初始常数装入TH0 TL0 或 TH1 TL1。根据需要
8、设置中断控制字根据需要设置中断控制字 直接对中断允许寄存器IE 和 优先级寄存器 IP 设置。启动定时启动定时/计数器计数器 若已规定用软件启动(即GATE=0),则可把TR0 或 TR1 置1。若已规定由外中断端子电平启动(即GATE=1),则需给外端子加启动电平。2定时器初值设定方法定时器初值设定方法 根据定时长短根据定时长短,选择工作方式,设用选择工作方式,设用M 表示最大计数值,则各种方式计数最大值如下。方式 0 M=213=8192方式 1 M=216=65536方式 2 M=28=256方式 3 M=28=256单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件 定时初值计算,设
9、初值为定时初值计算,设初值为X,最大计数值为M。初值X与机器周期I机及定时时间T的关系为:(M-X)T机=T (6-1)其中:其中:T机=12个时钟周期=12/fOSC X=M T/T机 (6-2)单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件例例6.1 T0工作于方式1,定时时间为50ms,请计算定时初值和编写程序使P1.1 输出周期为100ms的方波,已知fosc=12MHz。解:解:因为 fOSC=12MHz T机=1s 定时方式1时 M=216=65536 所以:X=M-T/T机=65536-50000/1=15536=3CB0H(1)硬件设计)硬件设计硬件设计如图6-3所示,所
10、需元件如表6-2所列。图图6-3 方波硬件设计和仿真波形方波硬件设计和仿真波形单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件/中断方式中断方式#include reg51.h#include stdio.hUart_Init();sbit P1_1=P11;void main()TMOD=0X01;/T0工作在方式工作在方式1TL0=0 xB0;/给给TL0置初值置初值TH0=0 x3c;/给给TH0置初值置初值ET0=1;/开串行口中断开串行口中断EA=1;TF0=0;TR0=1;/启动启动T0while(1);/设置断点处设置断点处void Int_T0()interrupt 1 u
11、sing 2TL0=0 xB0;TH0=0 x3c;/重赋初值重赋初值P1_1=!P1_1;/定时时间到定时时间到P1_1取反取反printf(Timer1 overflow in Mode 1n);/*定时定时器器0溢出后,输出提示信息溢出后,输出提示信息 */(2)源程序)源程序单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件(3)Proteus仿真仿真 经Keil软件编译通过后,可利用Proteus软件进行仿真。在Proteus ISIS编辑环境中绘制仿真电路图,或者打开配套光盘中的“例程第六章例6-1 方波”文件夹内的“方波.DSN”仿真原理图文件。将编译好的“方波.hex”文件加
12、入AT89C51,启动仿真。如图6-3所示,可以看到周期为100ms的方波。(4)下载验证)下载验证本实验可以通过SP-28 USB下载验证,可以观察到VD2不停的亮灭。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件第二节第二节 定时定时/计数器计数器4种工作方式种工作方式一、方式一、方式0图图6-4 T0(或或T1)方式方式0结构结构单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件二、方式二、方式1图图6-5 T0(或或T1)方式方式1结构结构单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件三、方式三、方式2图图6-6 T0(或或T1)方式方式2结构结构单片微机原理及应用教学课
13、件单片微机原理及应用教学课件四、方式四、方式3图图6-7 T0方式方式3下的逻辑结构下的逻辑结构2T0工作方式工作方式3下的定时器下的定时器/计数器计数器T1如果定时器/计数器T0已工作在工作方式3,则定时器/计数器T1只能工作在方式0、方式1或方式2下,因为它的运行拉制位TR1及计数溢出标志位TF1已被定时器/计数器T0借用,如图6-7所示。1工作方式工作方式3下的定时器下的定时器/计数器计数器T0单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件第三节第三节 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例一、方式一、方式0、方式、方式1的应用的应用例例6.26.2 选择选择T1T1方式方
14、式0 0用于定用于定时时,在,在P3.7P3.7引脚引脚输输出周期出周期为为1ms1ms的方波,晶振的方波,晶振fosc=6MHzfosc=6MHz。解:根据解:根据题题意,只要使意,只要使P3.7P3.7每隔每隔500s500s取反一次即可得到取反一次即可得到1ms1ms方波,方波,因而因而T1T1的定的定时时间为时时间为500s500s。将将T1设为设为定定时时方式方式0:GATE=0,=0,M1M0=00;T0不用可不用可为为任意方式,只要不使其任意方式,只要不使其进进入方式入方式3即可,即可,一般取一般取0即可。即可。TMOD各位各位设设置如下:置如下:GATEM1M0GATEM1M0
15、00000000故TMOD=00H。系统复位后TMOD为0,所以不必对TMOD置初值。下面计算500s定时T1的初值:机器周期 T机=12/fosc=12/(6106)=2s设初值为X则:(213X)2106 s=500106 s因为在作13位计数器用时,TL1高3位未用,应写0,X的低5位装入TL1的低5位,所以TL1=06H;X的高8位应装入TH1,所以TH1=F8H。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件(1)硬件设计)硬件设计硬件设计见图硬件设计见图6-3所示。图6-8 1ms方波单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件例例6.3 用AT89S51单片机产生“
16、嘀、嘀、”报警声从P3.7端口输出,产生频率为1KHz,1KHZ方波从P3.7输出0.2秒,接着0.2秒从P3.7输出电平信号,如此循环下去,就形成所需的报警声了。解解:生活中常常到各种各样的报警声,例如“嘀、嘀、”就是常见的一种声音报警声,但对于这种报警声,嘀0.2秒钟,然后断0.2秒钟,如此循环下去,假设嘀声的频率为1KHz,则报警声时序图如图6-9所示。图图6-9 报警声时序图报警声时序图TMOD各位设置如下:GATEM1M0GATEM1M000000001单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件图6-10 报警电路图图图6-10 报警电路图报警电路图本实验可以通过SP-28
17、 USB下载验证,同时听到“滴滴”的声音。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件图6-11“嘀嘀报警声”单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件二、方式二、方式2的应用的应用例例6.4 用定时器1方式2计数,每计满100次,将P1.0取反。解:解:TMOD各位设置如下:GATEM1M0GATEM1M001100001X=28100=156=9CHTH1=TL1=9CH单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件图6-12 计数图图6-12 计数计数本实验可以通过SP-28 USB下载验证。单片微机原理及应用教学课件单片微机原理及应用教学课件三、三、门门控位的控
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- 定时器 中断
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