单片微机的定时器计数器原理及应用PPT讲稿.ppt
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1、单片微机的定时器计数器原理及应用第1页,共60页,编辑于2022年,星期五看来没问题,可是下载到单片机中,看来没问题,可是下载到单片机中,只见只见OUT闪烁,闪烁,LED根本不动,奇怪根本不动,奇怪?FLAGBIT00HCPLFLAGMOVC,FLAGMOVOUT,CMOVC,FLAG第2页,共60页,编辑于2022年,星期五第六章第六章 单片微机的定时器单片微机的定时器/计数器计数器原理及应用原理及应用第3页,共60页,编辑于2022年,星期五6.1概述概述6.2定时器定时器/计数器计数器T0、T16.3定时器定时器/计数器计数器T26.4监视定时器(看门狗)监视定时器(看门狗)T36.5定
2、时器定时器/计数器的应用编程计数器的应用编程第4页,共60页,编辑于2022年,星期五定时或计数方法:定时或计数方法:1硬件法:硬件法:定时功能完全由硬件电路完成,不占用定时功能完全由硬件电路完成,不占用CPU时间。时间。2软件法:软件法:软件定时是执行一段循环程序来进行时间延时。软件定时是执行一段循环程序来进行时间延时。3可编程定时器计数器:可编程定时器计数器:通过软件编程来实现定时时间的改变,通通过软件编程来实现定时时间的改变,通过中断或查询方法来完成定时功能或计数功能。过中断或查询方法来完成定时功能或计数功能。6-1 概述概述第5页,共60页,编辑于2022年,星期五6-1 概述概述定时
3、器资源:定时器资源:80C51包含有包含有两个两个16位的定时器计数器:位的定时器计数器:T0和和T1;80C52包含有包含有三个三个16位的定时器计数器:位的定时器计数器:T0、T1、T2在在80C51系列的部分产品(如系列的部分产品(如Philips公司的公司的80C552)中,还)中,还包含有作看门狗的包含有作看门狗的8位位定时器定时器T3。第6页,共60页,编辑于2022年,星期五定定时时器器计计数数器器的的核核心心是是一一个个加加1计计数数器器其其基基本本功能是计数加功能是计数加1。计数计数 是对单片微机的是对单片微机的T0、T1(或(或T2)引脚)引脚上输入的一个上输入的一个1到到
4、0的跳变进行计数增的跳变进行计数增l。定时定时 是对单片微机内部的机器周期进行计是对单片微机内部的机器周期进行计数,从而得到定时。数,从而得到定时。波特率发生器波特率发生器 80C51的定时器的定时器/计数器还可计数器还可用作串行接口的波特率发生器。用作串行接口的波特率发生器。第7页,共60页,编辑于2022年,星期五T0、T1的内部结构简图:的内部结构简图:6.2 6.2 定时器计数器定时器计数器T0T0、T1T1图图61定时器定时器/计数器计数器T0、T1的内部结构框图的内部结构框图第8页,共60页,编辑于2022年,星期五T0、T1的方式寄存器的方式寄存器TMOD6.2.1与定时器计数器
5、与定时器计数器T0、T1有关的特殊功能寄有关的特殊功能寄存器存器-TMOD、TCON、TH、TL、IE、IPD7D6D5D4 D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0GATE门控位门控位图图62CT:功能选择位功能选择位定时时钟脉冲:定时时钟脉冲:1/12fosc最高计数频率:最高计数频率:1/24foscM1、M0:工作方式选择位。工作方式选择位。M1M0工作方式工作方式计数器配置计数器配置00方式方式013位计数器位计数器01方式方式116位计数器位计数器10方式方式2自动重装载的自动重装载的8位计数器位计数器11方式方式3T0分为两个分为两个8位计数器,位计数
6、器,T1停止计数停止计数第9页,共60页,编辑于2022年,星期五定时器计数器定时器计数器T0、T1的控制寄存器的控制寄存器TCON位地址位地址8FH8FH8EH8EH8DH8DH8CH8CH8BH8BH8AH8AH89H89H88H88H位名称位名称TF1TF1TR1TR1TF0TF0TR0TR0IE1IE1IT1IT1IE0IE0IT0IT0功能功能T1T1中断中断标志标志启动启动T1T0T0中断中断标志标志启动启动T2中断中断标志标志触发触发方式方式中断中断标志标志触发触发方式方式T0、T1的数据寄存器的数据寄存器TH1、TL1,TH0、TL0定时器定时器/计数器中断计数器中断中断允许寄
7、存器中断允许寄存器IE中断矢量中断矢量中断优先级寄存器中断优先级寄存器IP第10页,共60页,编辑于2022年,星期五T0:有有4种种工作方式可选(方式工作方式可选(方式0,1,2,3)T1:有有3种种工作方式可选(方式工作方式可选(方式0,1,2)方式方式0-130-13位定时器位定时器/计数器计数器(M10、M00)最大计数值最大计数值213=8192,当当fosc=12MHZ时时,Tmax=8192S6.2.2 6.2.2 定时器计数器定时器计数器T0T0、T1 T1 的工作方式的工作方式B=TRx(GATE+INTx)第11页,共60页,编辑于2022年,星期五方式方式1-16位定时器
8、位定时器/计数器计数器(M10、M01)最大计数值最大计数值216=65535,当当fosc=12MHZ时,时,Tmax=65535S第12页,共60页,编辑于2022年,星期五方式方式2-8位定时器位定时器/计数器自动重装载计数器自动重装载(M11、M00)优点:定时初值可自动恢复优点:定时初值可自动恢复,TH中存放初值中存放初值;缺点:计数范围小,缺点:计数范围小,最大计数值为最大计数值为28=256适用于需要重复定时适用于需要重复定时,而定时范围不大的应用场合,而定时范围不大的应用场合,比如:作为串行口比如:作为串行口波特率发生器波特率发生器使用使用第13页,共60页,编辑于2022年,
9、星期五方式方式3-仅仅T0有此方式,有此方式,T1无方式无方式3中断矢量中断矢量000BH中断矢量中断矢量001BH第14页,共60页,编辑于2022年,星期五T0T0方式方式3 3下的下的T0T0 在方式在方式3 3情况下情况下,T0T0被拆成二个独立的被拆成二个独立的8 8位计数器位计数器TH0TH0、TL0TL0。TL0 TL0:8 8位定时位定时/计数器计数器,使用,使用T0T0原有的控制寄存器资源原有的控制寄存器资源:TF0,TR0,GATE,C/T,INT0:TF0,TR0,GATE,C/T,INT0,中断矢量等;,中断矢量等;TH0 TH0:8 8位定时器位定时器,占用,占用T1
10、T1的中断溢出标志的中断溢出标志TF1,TF1,运行控制开运行控制开关关TR1,TR1,中断矢量中断矢量001BH,只能对片内机器周期脉冲计数只能对片内机器周期脉冲计数第15页,共60页,编辑于2022年,星期五 T0 T0方式方式3 3情况下的情况下的T1T1 T1 T1由于其由于其TF1TF1、TR1TR1被被T0T0的的TH0TH0占用,计数器溢出时,只能将输出信占用,计数器溢出时,只能将输出信号送至串行口,即号送至串行口,即用作串行口波特率发生器用作串行口波特率发生器。第16页,共60页,编辑于2022年,星期五定时器定时器/计数器计数器T0T0方式方式3 3时,时,T1T1的逻辑结构
11、图的逻辑结构图第17页,共60页,编辑于2022年,星期五80C52中的中的T2:16位位功能:功能:自动重装载和捕获能力自动重装载和捕获能力相关寄存器相关寄存器:8位计数器位计数器TL2、TH2,控制寄存器控制寄存器T2CON,模式寄存器模式寄存器T2MOD,捕获寄存器捕获寄存器RCAP2L(低字节)和(低字节)和RCAP2H(高字节)。(高字节)。计数脉冲源计数脉冲源:两个:两个-内部机器周期及内部机器周期及T2(P10)端输入的外部计数脉冲。)端输入的外部计数脉冲。工作方式工作方式:3种种-自动重装载、捕获和波特率发生器方式自动重装载、捕获和波特率发生器方式引脚引脚T2是外部计数脉冲输入
12、端是外部计数脉冲输入端引脚引脚T2EX是外部控制信号输入端。是外部控制信号输入端。6.3 6.3 定时器计数器定时器计数器T2T2第18页,共60页,编辑于2022年,星期五控制寄存器控制寄存器 T2CON位地址位地址 CFHCEHCDHCCHCBHCAHC9HC8H位功能位功能 TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL26.3.1 T26.3.1 T2中的特殊功能寄存器中的特殊功能寄存器TF2T2 T2 溢出标志,溢出标志,T2 T2溢出时置位并申请中断,软件清除。溢出时置位并申请中断,软件清除。在波特率发生器方式下,即在波特率发生器方式下,即RCLK1或或TCLK1
13、时,定时器溢出不对时,定时器溢出不对TF2TF2置位。置位。EXF2T2外部标志,外部标志,EXF2要靠软件来清除要靠软件来清除当当EXEN21,且,且T2EX引脚上出现负跳变而造成捕获或重装载时引脚上出现负跳变而造成捕获或重装载时EXF2置位,申请中断。若已允许置位,申请中断。若已允许T2中断,中断,CPU将响应中断,转向中将响应中断,转向中断服务程序。断服务程序。第19页,共60页,编辑于2022年,星期五RCLK:接收时钟标志,软件置位或清除:接收时钟标志,软件置位或清除用以选择用以选择T2或或T1作串行口接收波特率发生器。作串行口接收波特率发生器。RCLK1时,用时,用T2溢出脉冲作为
14、串行口的接收时钟;溢出脉冲作为串行口的接收时钟;RCLK0时,用时,用T1的溢出脉冲作接收时钟。的溢出脉冲作接收时钟。TCLK:发送时钟标志,软件置位或清除发送时钟标志,软件置位或清除用以选择用以选择T2或或T1作串行口发送波特率发生器。作串行口发送波特率发生器。TCLKl时,用时,用T2溢出脉冲作为串行口的发送时钟;溢出脉冲作为串行口的发送时钟;TCLK0时,用时,用T1的溢出脉冲作发送时钟。的溢出脉冲作发送时钟。EXEN2:T2T2外部允许标志,外部允许标志,软件设置或清除软件设置或清除允许或禁止用外部信号来触发捕获或重装载操作。允许或禁止用外部信号来触发捕获或重装载操作。EXEN2l时,
15、若时,若T2未用作串行口的波特率发生器,则在未用作串行口的波特率发生器,则在T2EX端出现的信号负跳变时,将造成端出现的信号负跳变时,将造成T2捕获或重装载,并置捕获或重装载,并置EXF2标志为标志为1,请求中断。,请求中断。EXEN20时,时,T2EX端的外部信号不起作用端的外部信号不起作用第20页,共60页,编辑于2022年,星期五TR2:T2T2运行控制位。软件设置或清除运行控制位。软件设置或清除C/T2:T2的定时器方式或计数器方式选择位。的定时器方式或计数器方式选择位。C/T20时,定时器工作方式。计数脉冲的频率为时,定时器工作方式。计数脉冲的频率为1/12fosc C/T21时,计
16、数器工作方式,下降沿触发。计数脉冲自时,计数器工作方式,下降沿触发。计数脉冲自T2引脚输入,引脚输入,每当外部脉冲负跳变时,计数器值增每当外部脉冲负跳变时,计数器值增1。CPRL2:捕获重装载标志。:捕获重装载标志。CPRL2l选择捕获功能,这时若选择捕获功能,这时若EXEN21,且,且T2EX端的信号端的信号负跳变时,发生捕获操作。负跳变时,发生捕获操作。CPRL20,选择重装载功能,这时若,选择重装载功能,这时若T2溢出或在溢出或在EXEN21条件下条件下T2EX端信号负跳变,都会造成自动重装载操作。端信号负跳变,都会造成自动重装载操作。当当RCLKl或或TCLKl时,时,CPRL2控制位
17、不起作用,控制位不起作用,T2被强制工作被强制工作于重装载方式。重装载发生于于重装载方式。重装载发生于T2溢出时,常用来作波特率发生器。溢出时,常用来作波特率发生器。第21页,共60页,编辑于2022年,星期五方式控制寄存器方式控制寄存器T2MODD7D6D5D4D3D2D1D0-T2OEDCENT2OE:T2输出允许位。输出允许位。当当T2OE1时,允许时钟输出至时,允许时钟输出至T2引脚。引脚。仅对仅对80C5480C58有定义。有定义。DCEN:向下计数允许位:向下计数允许位DCEN=1,T2向下向下(减减)计数计数DCEN=0,T2向上向上(加加)计数计数第22页,共60页,编辑于20
18、22年,星期五数据寄存器数据寄存器:TH2、TL2T2有有一一个个16位位的的数数据据寄寄存存器器,是是由由高高8位位寄寄存存器器TH2和和低低8位位寄寄存存器器TL2所组成。它们都只能字节寻址,相应的字节地址为所组成。它们都只能字节寻址,相应的字节地址为CDH和和CCH。复位后,这两个寄存器全部清零。复位后,这两个寄存器全部清零。捕获寄存器:捕获寄存器:RCAP2HRCAP2H、RCAP2LRCAP2LT2中的捕获寄存器是一个中的捕获寄存器是一个16位的数据寄存器,由高位的数据寄存器,由高8位寄存器位寄存器RCAP2H和低和低8位寄存器位寄存器RCAP2L所组成,相应的字节地址为所组成,相应
19、的字节地址为CBH和和CAH。捕获寄存器捕获寄存器RCAP2H和和RCAP2L,用于捕获计数器,用于捕获计数器TL2、TH2的的计数状态,或用来预置计数初值的。计数状态,或用来预置计数初值的。TH2、TL2和和RCAP2H、RCAP2L之间接有双向缓冲器(三态门)。之间接有双向缓冲器(三态门)。复位后,两个寄存器全部清零。复位后,两个寄存器全部清零。第23页,共60页,编辑于2022年,星期五T3俗俗称称看看门门狗狗(watchdog),它它的的作作用用是是强强迫迫单单片片微微机机进进入入复复位位状状态态,使使之之从从硬硬件件或或软软件件故故障障中中解解脱脱出出来来。6.4 6.4 监视定时器
20、监视定时器(看门狗看门狗)T3)T3第24页,共60页,编辑于2022年,星期五定时器初值的计算定时器初值的计算定时时间定时时间=脉冲数脉冲数脉冲周期(机器周期)脉冲周期(机器周期)定时时间定时时间t=(2L-初值初值TC)6.5 6.5 定时器定时器/计数器的应用编程计数器的应用编程 6.5.1 6.5.1 定时器的应用定时器的应用L与工作方式有关,与工作方式有关,13、16、8定时器定时器溢出率溢出率为定时时间的倒数为定时时间的倒数fosc=12MHZ时时,1机周机周=1 S;fosc=6MHZ时时,1机周机周=2 S第25页,共60页,编辑于2022年,星期五解:解:工作方式工作方式0
21、0:2 21313500500 S/2S/2 S=8192-250=7942S=8192-250=7942 =1F06H =1F06H =1111100000110B =1111100000110B TL0=TL0=0011000110B=06HB=06H TH0=TH0=1111100011111000B=F8HB=F8H【例】【例】已知晶振已知晶振6MHz6MHz,要求定时,要求定时0.5ms0.5ms,试分别求,试分别求出出T0T0工作于方式工作于方式0 0、方式、方式1 1、方式、方式2 2时的定时初值。时的定时初值。第26页,共60页,编辑于2022年,星期五 工作方式工作方式1 1
22、:T0 T0初值初值 =2=21616-500-500 s s/2/2 s s=65536250=65286=FF06H=65536250=65286=FF06H TH0=FFH TH0=FFH;TL0=06HTL0=06H。工作方式工作方式2 2:T0 T0初值初值 =2=28 8-500-500 s s/2/2 s s=256-250=6=256-250=6 TH0=06H TH0=06H;TL0=06HTL0=06H。第27页,共60页,编辑于2022年,星期五 从上例中看到,从上例中看到,方式方式0 0计算定时计算定时初值比较麻烦初值比较麻烦,根据公式计算出,根据公式计算出数值后,还要
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- 单片 微机 定时器 计数器 原理 应用 PPT 讲稿
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