单片机-第06章定时计数器课件.ppt
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1、2第第6章章定定时时器器计计数器数器沈阳航空航天大学沈阳航空航天大学2本讲课程主要内容本讲课程主要内容(1)定)定时时/计计数器的基本概念数器的基本概念(2)定)定时时/计计数器的数器的编编程方法程方法(3)定)定时时/计计数器数器编编程程举举例例3定定时时器器/计计数器数器两个两个16位定位定时时/计计数器数器存放初存放初值值的的SFRT0:TH0、TL0T1:TH1、TL1其它相关的其它相关的SFR:TMOD(工作方式控制寄存器)(工作方式控制寄存器)TCON(控制寄存器)(控制寄存器)定定时时功能功能时时,每个机器周期定,每个机器周期定时时器加器加1计计数功能数功能时时,在外部相,在外部
2、相应输应输入脚(入脚(T0和和T1)产产生生下降沿,下降沿,计计数器加数器加1。46.1 定定时计时计数器的数器的结结构框构框图图6.2 定定时时器的控制字器的控制字工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMOD(89H)GATEC/TM1 M0 GATE C/T M1 M0注意:注意:TMOD不能位不能位寻寻址址控制寄存器控制寄存器TCON(88H)TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0复位后两个寄存器的状复位后两个寄存器的状态态均均为为00H。566.2.1 TMOD:工作方式控制寄存器:工作方式控制寄存器GATE:门门控位控位GATE1,T0、T1是否工作受外部引脚
3、是否工作受外部引脚输输入入电电平的控制,平的控制,INT0引脚控制引脚控制T0运行,运行,INT1引脚控制引脚控制T1运行。运行。可用于可用于测测量在量在INT0或或INT1引脚出引脚出现现的正脉冲的的正脉冲的宽宽度。度。GATE=0,定,定时时/计计数器的运行不受外部引脚数器的运行不受外部引脚INT0或或INT1的控制。的控制。C/T位:位:计计数器模式和定数器模式和定时时器模式的器模式的选择选择位位C/T=0,为为定定时时器模式。内部器模式。内部计计数器数器对对晶振晶振频频率率12分分频频后的脉冲后的脉冲计计数(数(该该脉冲的周期等于机器周期),每个周期脉冲的周期等于机器周期),每个周期计
4、计数数值值加加1。若若选择选择12MHz晶振,晶振,则计则计数数频频率率为为1MHz。从从计计数数值值便可求得便可求得计计数数的的时间时间,所以称,所以称为为定定时时器模式;器模式;C/T=1,设设置置为计为计数器模式,数器模式,计计数器数器对对由引脚由引脚T0(P3.4脚)或脚)或T1(P3.5脚)脚)输输入的外部脉冲(入的外部脉冲(负负跳跳变变)计计数,数,允允许许最高最高计计数数频频率率为为晶振晶振频频率的率的1/24。7工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMODM1、M0工作方式工作方式选择选择位位86.2.2 定定时时/计计数器控制寄存器数器控制寄存器TCONTF1位:位:T1计计
5、数溢出数溢出标标志位。当志位。当T1计计数溢出数溢出时时,由硬件置,由硬件置1,申,申请请中断。中断。进进入中断服入中断服务务程序后被硬件自程序后被硬件自动动清清0。TR1位:位:T1计计数运行控制位。由数运行控制位。由软软件置件置1或清或清0。当。当GATE位(位(TMOD.7)0时时,若,若TR1=1,允,允许许T1计计数;数;TR1=0时时,禁止禁止T1计计数。当数。当GATE位位=1时时,TR11且且INT1=1时时,允允许许T1计计数。数。TF0位:位:T0计计数溢出数溢出标标志位,功能同志位,功能同TF1。TR0位:位:T0计计数运行控制位,由数运行控制位,由软软件置件置1或清或清
6、0。当。当GATE位(位(TMOD.3)0时时,若,若TR0=1,允,允许许T0计计数;数;TR0=0时时,禁止禁止T0计计数。当数。当GATE位位=1时时,TR01且且INT0=1时时,允,允许许T0计计数。数。96.3 定定时时/计计数器的数器的4种工作方式种工作方式方式方式0、方式、方式1(13位、位、16位定位定时计时计数方式)数方式)T1工作于方式工作于方式0的等效框的等效框图图(M1M0=00、01)GATE=0、A=1、TR1=1GATE=1、INT1=1、TR1=1。注意定注意定时时器初器初值值与定与定时时间时时间的不同的不同106.3.1 方式方式0、方式、方式1的的说说明明
7、定时定时/计数器计数器T1工作在方式工作在方式0时,为时,为13位的计数器,由位的计数器,由TL1的低的低5位和位和TH1的的8位所构成。位所构成。TL1低低5位溢出向位溢出向TH1进位,进位,TH1计数溢出置位计数溢出置位TCON中的溢出标志位中的溢出标志位TF1。GATE位的状态决定定时位的状态决定定时/计数器运行控制取决于计数器运行控制取决于TR1一个一个条件还是条件还是TR1和和INT1引脚这两个条件。引脚这两个条件。当当GATE=0时时,A点电位恒为点电位恒为1,则只要,则只要TR1被置为被置为1,B点点电位即为电位即为1,定时,定时/计数器被控制为允许计数计数器被控制为允许计数(定
8、时定时/计数器计数器的计数控制仅由的计数控制仅由TR1的状态确定的状态确定,TR1=1计数,计数,TR1=0停停止计数止计数)。当当GATE=1时,时,B点电位由点电位由INT1输入的电平和输入的电平和TR1的状的状 态态确定,当确定,当TR1=1,且,且INT1=1时,时,B点电平才为点电平才为1,才允许,才允许定时器定时器/计数器计数计数器计数(计数控制由计数控制由TR1和和INT1二个条件控制二个条件控制)。方式方式1时,时,TL1的的8位都参与计数,因而属于位都参与计数,因而属于16位位定时定时/计数计数器。其控制方式,等效电路与方式器。其控制方式,等效电路与方式0完全完全相同。相同。
9、116.3.2 方式方式2(常数自常数自动动重装入重装入)T1工作于方式工作于方式2的等效的等效图图12方式方式2的的说说明明TL1作作为计为计数器,当数器,当TL1计计数溢出数溢出时时,在,在置置1溢出溢出标标志志TF1的同的同时时,还还自自动动的将的将TH1中的常数送至中的常数送至TL1,使使TL1从初从初值值开始重开始重新新计计数。数。13这这种工作方式可以省去用种工作方式可以省去用户软户软件中重装常数件中重装常数的程序,的程序,简简化定化定时时常数的常数的计计算方法(确定算方法(确定计计数初数初值值),可以相当精确的确定定),可以相当精确的确定定时时间时时间。例如:波特率例如:波特率发
10、发生器生器146.3.3 方式方式3(T0具有)具有)T0工作于方式工作于方式3时时,分,分为为2个独立的个独立的8位位计计数器:数器:TL0、TH0。TL0使用使用T0的状的状态态控制位控制位C/T,GATE,TR0,INT0,而,而TH0被固定被固定为为一个一个8位定位定时时器器(不能作外部(不能作外部计计数方式),并使用定数方式),并使用定时时器器T1的的状状态态控制位控制位TR1和和TF1,同,同时时占用定占用定时时器器T1的的中断源。中断源。此此时时,定,定时时/计计数器数器T1可可为为方式方式0、方式、方式1和方式和方式2,作,作为为串行口的波特率串行口的波特率发发生器。生器。15
11、工作于方式工作于方式3的的T016T0工作于方式工作于方式3时时的的T117定定时时器的工作方式(器的工作方式(总结总结)方式方式0:13位定位定时计时计数器数器 注意:注意:TLx的低的低5位和位和THx共同共同组组成成方式方式1:16位定位定时计时计数器数器方式方式2:自自动动重装入的重装入的8位定位定时计时计数器数器 溢出后溢出后TFx=1,同,同时时由由THxTLx方式方式3:T0成成为为两个独立的两个独立的8位位计计数器数器 TL0作作为为定定时计时计数器;数器;TH0仅仅作定作定时时器用器用 TL0的控制用原的控制用原T0的,的,TH0占用原占用原T1的控制位的控制位TR1和和TF
12、1,同,同时时占用定占用定时时器器T1的中断源的中断源 此此时时,T1可工作于方式可工作于方式02,溢出,溢出时时送串行口,送串行口,经经常作常作为为串串行口波特率行口波特率发发生器生器186.4 定定时时/计计数器的数器的输输入信号入信号工作于定工作于定时时器方式:器方式:对对内部内部时钟时钟信号信号计计数,内部数,内部时钟时钟信信号的号的频频率率为时钟为时钟振振荡频荡频率的率的1/12,即每个机器周期,即每个机器周期计计数数值值加加1。例:采用例:采用12MHz频频率的晶体率的晶体时时,每,每1微微秒秒计计数数值值将加将加1。由于定由于定时时的精度决定于的精度决定于输输入脉冲的周期,因此入
13、脉冲的周期,因此当需要高分辨率的定当需要高分辨率的定时时时时,应应尽量尽量选选用用频频率率较较高的晶高的晶体(体(MCS51最高最高为为12MHz)。)。19定定时时/计计数器的数器的输输入信号入信号工作于工作于计计数器方式:当定数器方式:当定时时/计计数器用作数器用作计计数器数器时时,计计数脉数脉冲来自外部冲来自外部输输入引脚入引脚T0或或T1。当。当输输入信号入信号产产生由生由1至至0的跳的跳变变(即下跳(即下跳变变)时时,计计数器的数器的值值增增1。需要注意:每个机器周期的需要注意:每个机器周期的S5P2期期间间,对对外部外部输输入入进进行采行采样样。如在第一个周期中采得的。如在第一个周
14、期中采得的值为值为1,而在下一个周期,而在下一个周期中采得的中采得的值为值为0,则计则计数器加数器加1。由于确。由于确认认一次下跳一次下跳变变至至少要用两个机器周期,即少要用两个机器周期,即24个振个振荡荡周期,因此外部周期,因此外部输输入入的的计计数脉冲的最高数脉冲的最高频频率率为为振振荡荡器器频频率的率的1/24,同,同时输时输入入信号的高、低信号的高、低电电平保持一个机器周期以上。平保持一个机器周期以上。例如:例如:选选用用6MHz频频率的晶体,允率的晶体,允许输许输入的脉冲入的脉冲频频率率为为 250kHz;如果如果选选用用12MHz频频率的晶体,率的晶体,则则可可输输入入500kHz
15、的外部脉冲的外部脉冲。20定定时时/计计数器的数器的输输入信号入信号理想的理想的计计数器数器输输入信号:脉冲信号的高、低入信号:脉冲信号的高、低电电平至平至少要各保持一个机器周期以上,确保少要各保持一个机器周期以上,确保电电平在平在变变化之化之前能被采前能被采样样一次。一次。216.5 定定时时器器/计计数器的数器的编编程程初始化初始化1 根据要求根据要求给给方式寄存器方式寄存器TMOD送一个方式控制送一个方式控制字,以字,以设设定定定定时时器的工作方式;器的工作方式;2 根据需要根据需要给给TH和和TL选选送初送初值值,以确定需要的,以确定需要的定定时时间时时间或或计计数的初数的初值值;3
16、根据需要根据需要给给中断允中断允许许寄存器寄存器IE送中断控制字,送中断控制字,以开放相以开放相应应的中断和的中断和设设定中断定中断优优先先级级;也可用也可用查询查询方式来响方式来响应应定定时时器。器。4 给给TCON送命令字以启送命令字以启动动或禁止定或禁止定时时/计计数器的数器的运行。运行。22定定时时器器/计计数器的数器的编编程程6.5.1 初初值值的的计计算算计计数器初数器初值值:设计设计数模数模值为值为M,所需的,所需的计计数数值为值为C,计计数初数初值设值设定定为为TC,则则:TC=M-C (M=213,216,28)定定时时器初器初值值:定定时时器的模器的模值为值为M,需要的定,
17、需要的定时时间为时时间为T,定定时时器器的初的初值值TC为为:TC=M-T/t机器周期机器周期23几种工作方式的最大定几种工作方式的最大定时时间时时间若定若定时时器初器初值为值为0,则则定定时时间为时时间为最大,最大,设设fOSC=12MHz,几种工作方式下的最大定,几种工作方式下的最大定时时时间为时间为:方式方式0:TMAX=8.192ms;方式方式1:TMAX=65.536ms;方式方式2、3:TMAX=0.256ms;24初初值值的的计计算:算:fOSC=12MHz,试计试计算定算定时时间时时间2ms所需的定所需的定时时器器的初的初值值.方式方式2、方式、方式3 Tmax=0.256ms
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